Les tuyaux d'échappement des moteurs à essence à deux temps ont une forme étrange. Ils se dilatent en un large diamètre puis se rétractent jusqu'à un très petit diamètre où les gaz d'échappement émergent dans l'environnement.

- Pourquoi sont-ils façonnés d'une manière si étrange?

- À quoi sert la grande dilatation du tuyau d'échappement?

- Pourquoi le diamètre diminue-t-il si radicalement à la fin?

Il y a cette belle animation d'un moteur 2 temps avec une chambre d'expansion

La source

Cela fonctionne comme ceci:

Tout en se déplaçant vers le bas après l'allumage, le piston expose l'ouverture d'échappement et le gaz brûlé pénètre dans le tuyau d'échappement comme une onde de choc (haute pression).

En raison de l'inertie, ce gaz va créer une légère onde de vide derrière lui, ce qui aide à aspirer plus de gaz brûlé, mais aussi du gaz frais dès que l'ouverture d'admission est découverte.

Le premier cône contribue à augmenter le vide: lorsque le gaz traverse le tuyau à une certaine vitesse, il parcourt un certain volume à la fois. Si la section est augmentée et que la vitesse reste la même, l'onde parcourt un volume plus important. Cela crée plus ... euh ... un volume de vide derrière l'onde. C'est un peu difficile à expliquer.

OK, nous avons maintenant du gaz frais dans la bouteille, mais aussi dans le collecteur. L'onde de choc frappe maintenant le cône droit et se reflète. C'est-à-dire que vous avez maintenant une onde de choc qui court vers le cylindre. Il frappe le gaz frais juste au moment où l'ouverture d'admission est recouverte par le piston et presse ce gaz dans le cylindre. Lorsque le piston recouvre également l'ouverture d'échappement, le gaz frais est déjà sous une certaine pression.

De cette façon, l'échappement forme une sorte de compresseur, augmentant l'efficacité volumétrique / la puissance du moteur.

La forme de l'échappement est très critique en ce qui concerne le timing: la longueur du tuyau entre l'ouverture d'échappement et le premier cône définit le moment où l'onde de vide amplifiée atteint le cylindre - elle doit être présente lorsque les ouvertures d'admission sont exposées et que le gaz frais peut être aspiré hors d'eux. Et la distance au deuxième cône définit le moment où l'onde de choc réfléchie atteint le cylindre. Encore une fois: cela devrait se produire lorsque l'admission est déjà couverte et que l'échappement ne l'est pas encore.

Cela signifie que le tuyau d'échappement est conçu pour un régime spécifique, où vous obtenez le gain maximal de puissance.

Cependant, les angles des cônes permettent d'élargir la plage de régime où le moteur développe sa puissance, au prix d'une puissance maximale.

Par exemple, voici les courbes puissance / couple pour trois systèmes d'échappement sur le même scooter:

Tout d'abord, il est à noter que le moteur commence à développer une puissance juste au-dessus de 5000 tr / min car l'échappement commence à fonctionner.

• La courbe bleue est un pic assez étroit avec un maximum à 7700 tr / min. il perd de la puissance assez rapidement pour des RPM plus élevés / plus bas.
• La courbe rouge est déplacée vers un régime supérieur, où elle devrait développer plus de puissance - mais à la place, elle est conçue pour une plage de régime plus large. Donc, le max. la puissance est similaire à celle de la courbe bleue, mais la plage de régime est environ deux fois plus large.

Enfin, la conception dépend également des besoins du véhicule. Un moto cross a généralement une transmission à plusieurs vitesses fixes et fonctionne donc sur une large plage de régime. En revanche, les scooters ont généralement un variomatic, ce qui permet au moteur de fonctionner à un certain régime constant.

Brièvement:

Les tuyaux d'échappement sont conçus pour aspirer les gaz hors de la chambre de combustion sur une plage de régimes.

Un peu plus longtemps:

Imaginez un moteur 2 temps sans échappement ^{* 1} . Lorsque la soupape d'échappement s'ouvre, des gaz brûlés quittent le cylindre. Laissez la soupape ouverte assez longtemps et le cylindre sera à la pression de l'air ambiant.

Faites maintenant tourner le moteur à une vitesse fixe et ajoutez un tuyau droit comme échappement. Lorsque la soupape d'échappement s'ouvre, une vague de gaz comprimés s'écoule dans le tuyau, progresse jusqu'à l'extrémité du tuyau et se répand dans l'atmosphère environnante. À ce moment, une onde inverse (basse pression) pénètre dans le tuyau et retourne au cylindre. Cette fois-ci, vous pouvez aspirer une partie des gaz brûlés restants du cylindre.

Désormais, un tuyau droit ne fonctionne que pour une petite plage de tr / min. Mais si vous changez le tuyau en forme de V, cela fonctionnera plus progressivement.

Maintenant, les grandes questions:

1. Est-ce la seule raison? (Aucune idée, c'est l'une des raisons pour façonner un tuyau d'échappement).
2. Comment cela interagit-il avec l'insonorisation? (Ce que je soupçonne est la deuxième partie de l'échappement que vous avez montrée).

Malheureusement, je devrai laisser ces deux-là pour que les autres répondent.

Informations supplémentaires de - Perkins qui a des connaissances plus détaillées. Mettez dans la réponse car je comprends que les commentaires disparaîtront éventuellement des réponses.

C'est un peu plus compliqué. Les moteurs à deux temps ont un nouveau mélange carburant-air entrant dans le cylindre en même temps que l'échappement part. Aspirer une quantité suffisante d'échappement du cylindre est trivial. Les tuyaux d'échappement aux formes étranges comme celui illustré sont en fait réglés pour une plage de régime spécifique, et ils aspirent d'abord une plus grande quantité de carburant-air dans le moteur, puis l'onde de pression rebondit sur la deuxième partie étroite et pousse le carburant supplémentaire -air de retour dans le cylindre à une pression plus élevée, réduisant le gaspillage de carburant et augmentant les performances.

^{* 1} : Ignorez le risque de saleté pénétrant dans le moteur.