L'Huile pour mon 2 Temps, c'est quoi?

Un peu de technique pour les longues soirées d'hivers...

Les huiles de mon bateau, comment ça marche ?

Le cahier des charges d'un fluide lubrifiant est très élaboré.
Je vais donc essayer d'en expliquer les principales propriétés.

Préambule: le fonctionnement du moteur?
Quoi de Neuf?
Sommairement c'est quoi un 2 temps ?
Autolub c'est quoi ?
Et pour les autres ?
Les problèmes du 2 temps ?
Les autres propriétés indispenssables de l'huile deux temps ?
Les évolutions ?
Les huiles 2 temps, comment je m'y retrouve (Les normes) ?
Problème des carburants actuels ?
Les essais Moteurs.
Les autres normes.
La biodégradabilité c'est quoi ?
Synthétique, semi-tynthétique ?
J'veux pas tout lire, on peut résumer un peut!!!

Dossiers voisins:
Préparer son mélange 2 temps...
Le réservoir à huile 2 temps...

Préambule.

Dans un premier temps, je ne m'attarderai pas sur le fonctionnement des moteurs. Selon vos demandes, je réaliserai un dossier spécifique sur ce thème, bien que le sujet a déjà été souvent abordé par ailleurs.

Ce dossier concerne uniquement une étude simplifié des huiles pour moteur à deux temps essence.

Vous trouverez dans la rubrique dossiers pratiques / huiles de pneuboat, d'autres études pour les moteurs à 4 temps, les embases,....

Quoi de neuf ?

La technologie du graissage des moteurs à 2 temps (marins et autres) a évolué ces dernières années.
Néanmoins le fonctionnement général de ce type de moteur reste toujours basé sur le même principe :
le graissage dans le bloc moteur est assuré par un lubrifiant mélangé au carburant et véhiculé par ce dernier.

Ceci faisant, la technologie du lubrifiant n'a été affecté que très peu par ces nouvelles techniques.

Sommairement c'est quoi un 2 temps ?

Le moteur 2 temps fonctionne selon le principe d'un carter sec (sans huile) qui se charge de mélange gazeux air-essence-huile lors du cycle de compression.
Lors de la détente, la descente du piston pousse les gaz frais dans la chambre de combustion via les lumières d'admission.
Ces gaz frais poussant eux même les gaz brûlés via les lumières d'échappement.

C'est ici que réside la principale difficulté de cette technologie : éviter qu'une partie de gaz imbrûlés ne soit évacuée avec les gaz brûlés.
Les calculs et les dessins des pistons et des lumières est donc très subtil.

Lumières : dans un moteur 2 temps, orifice par où les gaz circulent et peuvent acceder ou sortir de la chambre de combustion.

Les moteurs 2 temps de petites cylindrées, peuvent tourner à des vitesses élevées (jusqu'à 20000trs/min) et atteignent des températures élevées (plus sensible pour les moteurs à refroidissement à air)

Autolub c'est quoi ?

Dans la plupart des moteurs hors bord de moyenne et forte puissance, le mélange est réalisé soit par injection d'huile dans le circuit d'essence en amont des carburateurs, soit par injection d'huile dans les chambres de combustion.
Le dosage peut ainsi être modulé, par un système de régulation de la pompe à huile commandé en général par l'ouverture des volets des carburateurs (accelerateur).

Et pour les autres ?

Dans la plupart des cas de moteurs 2 temps de petite puissance (inférieure à 20CV), le système conventionnel reste le plus utilisé.
C'est l'utilisateur que effectue son mélange dans le réservoir à carburant.

Les problèmes du 2 temps ?

Parmis les problèmes typiques du moteur 2 temps on peut citer :

Serrage du piston :

Grippage du piston dans la chemise résultant de l'action combiné de la température et d'une mauvaise lubrification.
Ce phénomène est plus fréquent pour les moteurs refroidis à l'eau.

Gommage des segments :

Blocage des segments dans les gorges du piston, lié à la formation de laques, de dépôt de carbone ou par la présence de fragments d'usure.
Ce phénomène résulte généralement d'une mauvaise combustion.

Obstruction des lumières :

Ce phénomène concerne plus particulièrement les lumières d'échappement qui se bouchent par des dépôts. Il résulte de l'action de la température, et s'accroît avec l'étroitesse et la multiplicité des lumières.
Provoqué par des hauts régimes continus, les moteurs à refroidissement à air son les plus sensibles à ce problème.

Préalumage :

Explosion incontrôlée du mélange gazeux, liée à la présence de dépôt autour des électrodes de bougies.
Selon la construction, cela peut déboucher sur une érosion de la bougies, ou sur un pontage complet.

Dépôts :

La présence d'huile dans le carburant, lié à des températures de fonctionnement très élevées favorise la génération de suies et dépôts.

Rayage piston :

Certains dépôts très dur (laques), ou des segments gommés favorisent le rayage des chemises, pouvant déboucher sur un grippage complet du moteur.

Perte de puissance :

La présence de dépôts cendreux réduisent le rendement de la combustion, d'où perte progressive de puissance du moteur.

Autres propriétés de l'huile deux temps ?

En plus de propriétés lubrifiantes très poussées, l'huile 2 temps devra:

Les évolutions : ?

Parmis les évolutions des contraintes subies par l'huile lors du fonctionnement du moteur, on peut noter que:

Les huiles 2 temps, comment je m'y retrouve ?

Dans notre domaine d'application préféré (ah ! on y arrive...) les Américain ont à nouveau réfléchi (normal, à l'origine les plus gros constructeurs et consommateurs de moteurs hors bords étaient aux US...).

Un système de normalisation à été étudié par l'API (Americain Pétrole Institue) et le NMMA (National Marine Manufacturers Association) remplaçant le BIA (Boating Industry Association).

Résumé des Normes (huiles deux temps bateaux)
TD (TSC4)

Dépassée (est devenue NMMA TC-W)

TC-W

Dépassée (applicable jusqu’en 1988)

TC-W2

Plus conseillée avec les carburants actuels (voir paragraphe suivant)

TC-W3

Norme Actuelle. (Definie mi 1992, applicable depuis 1993)
Sur l’impulsion de OMC, Mercury, Suzuki et Yamaha qui recherchaient  plus de dispersivité et plus de pouvoir lubrifiant.

Problème des carburants actuels ?

Actuellement les essences sortant des raffineries française sont «sans plomb».

L'ancien super plombé est remplacé par un super sans plomb, dans lequel on incorpore un additif remplacant le plomb (type : phosphore ou magnesium).

Cette évolution, importante au niveau écologique, a posée des gros problèmes au niveau mécanique, et les meilleurs additifs actuels n'atteingnent pas les performances que l'on obtenait avec l'adjonction du plomb.
De plus lors de ces évolutions (la réduction du plomb c'est passé par paliers successifs), il a été découvert que le plomb avait des actions chimiques autres que celles qui lui étaient attribuées.

Pour revenir à nos moteurs hors-bords deux temps, lors de la combustion, il faut que l'huile deux temps ne génère pas de cendres, pouvant provoquer un gommage de segments.
Ce problème à été constaté avec les huiles niveau TC-W II avec des carburants sans plomb de mauvaise qualité.

Les essais moteurs.

Les essais moteur actuellement utilisés sont :

Essais moteur 2 temps
Moteur Paramètres mesurés
Yamaha CE 50S Préallumage / pouvoir lubrifiant
OMC 40 HP Performances
Mercury 15 HP Detergence / Gommage Segment
Serrage (essai haute temperature)
OMC 70 HP Détergence / Gommage Segment
Serrage (essai haute temperature)
OMC 90TLCOS V4 1500cm3 Mélange 150:1 / Grippage

Les autres normes

Il existe d'autres normes, mais plus orientées vers les moteurs terrestre, je ne m'y attarderai donc pas spécialement.

On peut toutefois siter :
Les normes API (bien que les Américain ayant un parc réduit de motos 2 temps ne developpent pas trop ces normes).

Normes Américaines moteurs à 2 temps terrestres
API Utilisation Essais
TA (TSC1) Petits moteurs (<50cm3) Vélomoteurs, tondeuses, petits générateurs, pompes,... Yamaha CE50S
TB (TSC2)
obsolete
Moteurs de 50 à 200cm3 : scooter, petites motos, ... Vespa 125TS
TC (TSC3)
Moteurs haute performance 20 à 500cm3 (sauf hors-bord) : tronçonneuses, motos, scooter des neiges,... Yamaha Y350M2, Yamaha CE50S

Les normes JASO (japon) recherchant la détergence, la lubricité, la réduction des fumées et la réduction de l'encrassement du système d´échappement.
Normes Japonnaises moteurs à 2 temps terrestres
JASO Utilisation
FA Standard Asie
FB Bas de gamme Asie
FC Standard Asie + exigence faible émission de fumées

Mais cette norme ne satisfait pas les constructeurs Européens (Piaggo, Peugeot, Husqvarna,...) surtout au niveau contrôle dépots et protection contre le gommage des segments à haute temperature. D'où la norme Global GD, basée sur la JASO FC étendue avec des essais complémentaires.

De plus, toutes ces classifications ne prenant peu en compte le besoin des moteurs très chaud et mal refroidis, les fabriquants de ces types de moteurs (Stihl, Husqvarna,...) ont developpés avec les petrochimistes quelques produits spécifiques.

La biodegradabilité c'est quoi ?

On parle de plus en plus d'huile biodégradable.
Il s'agit de test effectué uniquement sur l'huile neuve.

Le plus simple et le plus 'écologique' étant que l'integralité de l'huile soit brulée par combustion dans le moteur.

Néanmoins il reste toujours des mélanges imbrublés huile/carburant qui vont polluer directement l'eau.

D'une façon resumée, un test à été mis au point pour estimer qu'elle quantité d'huile peut être 'digerée' par des bactéries après 0 jour, 7 jours et 21 jours à une température de 25°c.

Si l'huile 'disparaît' à plus de 67%, elle peut être intitulée biodegradable.

Dans les formulations actuelles, on arrive à des biodegradabilités de plus de 80%.

Synthétique, semi-synthétique ou pas ?

Au niveau de formulation correspondant à une TCW3, il parait difficile d'aboutir à une huile qui ne soit pas au minimum semi-synthétique.

En effet les produits de synthèses sont beaucoup plus stables à hautes températures, produiront moins de fumées, moins de suies et vernis.

Pour les moteurs terrestres la semi-synthétique est en general un bon compromis performances / prix.

Pour les moteurs marins, si l'on ajoute en plus la bio-dégradabilité, la part synthétique sera obligatoirement préponderante.

En  résumé:

Pour les moteurs hors bords 2 temps, il faut utiliser une huile du niveau de performance TCW3.

J’espère que vous êtes arrivé jusqu’ici, sans vous endormir…
                    ...sinon n'hésitez pas à me donner vos observation, ou critiques en cliquant ici...

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