The Drink Team … et saucisson

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Le vilebrequin du futur 1800 – Variante 1 (mise à jour le 19 Décembre 2016)

La cylindrée d’un moteur est caractérisée par son alésage et sa course. Dans les modifications envisagées sur notre futur 1800, on avait bien sur prévu d’augmenter l’alésage, mais aussi, d’augmenter légèrement la course. Le nombre de cylindres n’étant pas remis eu cause, il n’y avait rien à espérer gagner de ce coté là! Pour connaitre la limite maximale acceptable de la course, il nous fallait dans un premier temps mesurer la hauteur du bloc (c’est à dire la distance entre l’axe du vilebrequin et le plan de joint de la culasse. C’est en effet cette valeur qui va conditionner par empilement des cotes la course maxi acceptable.Parallèlement, comme nous souhaitions augmenter la longueur des bielles, il nous fallait définir une course maxi compatible avec l’ensemble de nos contraintes. Les embiellages à longue course associés à des bielles trop courtes ont un mauvais rendement mécanique. Ici, comme d’ailleurs dans beaucoup d’autres domaines, c’était encore une affaire de compromis. Le ratio entre la longueur de la bielle et celle de la course (L/C) devait être dans une valeur acceptable. La vitesse maxi du piston qui découlait de l’augmentation de la course n’était pas pour le régime maxi envisagé une valeur préoccupante; c’était un souci en moins. Enfin, il nous fallait choisir des dimensions en fonction de la disponibilité des pièces de grande diffusion car la fabrication sur mesure n’est jamais bon marché. On rappellera à ce sujet qu’une bielle est principalement caractérisée par son diamètre de tête, son diamètre de pied (diamètre de l’axe du piston), sa cote d’entraxe tête/pied, la largeur de sa tête (qui assure le centrage sur le maneton) et … son prix!

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Contrôle de la hauteur du plan de joint: nous disposons exactement de 219,86 mm pour loger le piston, la bielle et la demie course du vilebrequin.

Combo 1860

Comparatif des caractéristiques dimensionnelles de l’embiellage entre la version standard (à gauche) et la version Drink Team. La longueur retenue de la bielle (147 mm) correspond à une bielle du commerce utilisée pour la préparation compétition de moteurs Mitsubushi. Il nous faudra cependant rebaguer le pied pour qu’il soit compatible avec nos axes de piston (voir la page des bielles du 1800 pour plus de détails).

  

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Comparatif entre un piston moderne (forgé) et un piston d’origine (moulé). Le gain pour augmenter la longueur de la bielle et la course est essentiellement obtenu par l’utilisation de pistons modernes à faible hauteur de compression (distance réduite entre l’axe du piston et le bord de la couronne).

Finalement, nos hésitations sur la multitude des différents choix possibles ont été balayées par les caractéristiques des pièces disponibles sur le marché. Nous avons donc retenu en première variante une course de 86 mm (vilebrequin d’origine modifié) associée à des bielles de 147 mm de long et des pistons ayant une hauteur de compression de 30 mm. Une seconde variante était également possible en adaptant un superbe vilebrequin forgé à 8 masses ayant une course de 87 mm (voir la page variante 2 http://nanard289.unblog.fr/presentation/preparation-dun-moteur-1800cc/le-vilebrequin-du-special-drink-team-variante-2-edition-du-29-decembre-2013/). Dans un premier temps nous sommes partis sur la variante 1 qui était finalement un peu moins onéreuse.  

Le nouvel ensemble bielles /pistons sélectionné ayant des caractéristiques de poids différentes des pièces d’origine, il  nous fallait revoir l’équilibrage statique de l’embiellage.  Par ailleurs, comme détaillé dans le blog de l’ami PhL, les manetons vont être modifiés en diamètre par une rectification excentrée (on va passer de 48mm qui est le standard Renault à 45mm qui est un standard Honda). Juste un mot au passage pour préciser que les huiles moteurs actuelles dites de synthèse ont énormément progressé par rapport aux huiles minérales d’il y a quarante ans . On peu donc sans souci réduire légèrement les surfaces de friction (et donc augmenter la pression de contact) sans risquer pour autant la rupture du film d’huile. A noter que la réduction du diamètre diminue également la vitesse périphérique des coussinets, ce qui tend à minimiser les frottements. A 8000 tr/mn, on passe d’environ 20m/s avec des manetons de 48mm à 18,8 m/s quand ils sont réduits à 45mm. De plus, le standard Honda de 45 mm (qui est largement utilisé en compétition) propose un choix de coussinets « hautes performances » qui n’existe (malheureusement) pas avec l’ancien standard Renault. Enfin, le passage des manetons de 48 à 45mm permet  – avec une rectification excentrée de 1mm vers l’extérieur (on peut faire un peu plus mais ça devient plus délicat à gérer)  – de modifier la course pour la passer de 84 à 86mm. Cette modification nous procure finalement beaucoup d’avantages sans aucune contrepartie (il nous fallait de toute façon rectifier le vilebrequin que nous avait donné Marc). Les pistons forgés retenus pour ce moteur étant plus légers de 100g et les bielles (forgées également)  ayant la tête plus légères (sans doute des femelles?)  de 50g, il nous fallait réduire d’environ 100g  (50g de tête de bielle + 100/2 pour les pistons*) les masselottes d’équilibrage  du vilebrequin. Un rapide calcul permet de déterminer que la quantité de matière à retirer est d’environ 5mm sur chaque contre poids (longueur 170mm, largeur 15mm densité 7.8g/cm3). Ceci est une étape de dégrossissage, la phase d’équilibrage finale (statique et dynamique) sera réalisée par les Ets Rectification 2000 qui disposent de la machine qui va bien.

* Les masses alternatives (pieds de bielle et pistons) comptent pour moitié par rapport aux masses tournantes (coussinets, têtes de bielle)

Bien évidemment, si nous avions eu un vilebrequin à 8 masses, il nous aurait fallu diviser cette valeur par deux pour ne prendre que 50 g à la périphérie de chaque joue.

Ci-dessous,  mesures comparatives des masses tournantes entre une bielle d’origine et une nouvelle bielle forgée; il y a environ 50g d’écart. A noter que la nouvelle bielle étant plus longue d’entre-axe  (+10,5mm),  la partie pied (masse alternative) pèse sensiblement le même poids que celle d’origine

Le vilebrequin du futur 1800 - Variante 1 (mise à jour le 19 Décembre 2016) IMG_8040-300x225

Bielle de série

 

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Bielle Carrillo forgée

Usinage des joues du vilebrequin

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Réduction  du diamètre des masselottes sur le vilebrequin

 On retire 5mm sur le rayon (comparatif avec la joue de gauche pas encore usinée) ce qui nous fait environ 100g en moins sur chaque masselotte)

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 Détail de la rectification désaxée des manetons. La finition sera faite par un galetagetraitement Ténifer pour redonner la dureté de surface requise. Les coussinets type « racing » étant chanfreinés, la liaison maneton-manivelle se fera sur la moitié inférieure par un rayon de raccordement qui va supprimer l’amorce de rupture que constitue bizarrement la saignée d’origine. 

* Le galetage qui consiste à faire un écrouissage de la surface des manetons et tourillons avec des galets presseurs (traitement d’origine) augmente la dureté superficiel du métal. Cette opération qui nécessite une machine très spéciale n’est pas pratiquée dans le officines de mécanique qui la remplacent avantageusement par un traitement thermique.

 

Desaxement-maneton-du-1860-300x257

Rectification excentrée

 

En dynamique, un vilebrequin se comporte comme un diabolo et pour améliorer la répartition des charges et diminuer les harmoniques on a souvent intérêt à ajouter un damper à son extrémité. N’ayant pas la possibilité de faire usiner une rainure de clavetage, j’étais dans l’impossibilité de fabriquer un volant jusqu’au jour ou j’ai eu l’opportunité de récupérer un damper en acier de 205 mazouté que j’ai légèrement modifié. L’adaptation a été assez facile et j’ai pu donc remplacer avantageusement le volant alu/nylon initialement prévu par un volant acier dont le moment d’inertie est beaucoup plus convaincant.

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Modification du damper 205 Peugeot en cours: on commence par supprimer les gorges de la poulie poly-vé.

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Pour le montage sur le nez du vilebrequin, il nous a fallu reprendre le diamètre initial in terne de 30mm (standard Peugeot) pour le porter à 31,85 au standard Renault (montage légèrement pressé).

Le vilebrequin ayant été porté chez Rectif 2000 pour y subir une opération de lifting conséquente (radiographie pour s’assurer que la base était saine, puis rectification spéciale des manetons et enfin équilibrage), la balle n’était plus dans mon camp et les mouches avaient changé de mules. La semaine dernière, je reçois un coup de fil de Patrick (c’est le Maitre des lieux de Rectif 2000) qui me dit: j’ai une bonne et une mauvaise nouvelle pour toi. Un peu inquiet, je demande:

-  c’est quoi la mauvaise?

-  Mon gars s’est planté dans la cote de rectification des manetons de ton vilo!

Un peu dépité tout de même, je trouve malgré tout la ressource interne pour rester serein face au mauvais sort et je lui demande sans enthousiasme:

- et la bonne, c’est quoi?

- Ah ben je t’ai trouvé un nouveau vilo neuf et mon gars l’a réusiné exactement comme l’ancien mais avec la bonne course!

Comme douche écossaise, c’était pas mal. Mon premier souci après avoir récupéré notre nouveau vilebrequin modifié a été de vérifier le jeu des bielles (latéral et axial) et bien évidemment les cotes principales. N’ayant pas encore le nouveau bloc chemisé avec ses cylindres qui vont bien, j’ai fait un montage précaire sur l’établi pour pouvoir contrôler approximativement la différence de hauteur entre une bielle au PMH et une autre au PMB. Le résultat était de 86mm … exactement. Merci Patrick!

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La nouvelle cote des manetons qui sont passés au standard Honda (de 48, on a maintenant réduit à 45mm)

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Contrôle de la course du nouveau vilo (le pied de la bielle au PMH effleure le plan de travail de l’établi et celle qui est au PMB effleure la cale de 86,00)

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Détail de la rectification des manetons (vue du coté de l’axe du vilo). La réduction du diamètre a permis d’ajouter un large congé de raccordement entre le maneton et le bras de la manivelle ce qui renforce considérablement sa résistance au cisaillement. Bien évidemment, il faut utiliser des coussinets chanfreinés (ou plus étroits) pour dégager l’espace latéral occupé par ce nouveau rayon

Comme pour le vilebrequin du 1600S, celui-ci s’est vu également modifié au niveau des trous d’arrivée d’huile (tourillons et manetons) pour faciliter la circulation.

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La « larme » ajoutée sur les manetons doit naturellement s’étirer dans le sens de la rotation

Un traitement « ténifer » (également proposé par les Ets Rectif 2000) va être maintenant réalisé sur les manetons. L’usinage en profondeur au nouveau standard Honda a en effet supprimé la dureté superficielle qui d’origine était obtenue par galetage … et il faut la remplacer!
La modification pour renforcer les paliers du vilebrequin a été transférée dans la page plus appropriée du bloc moteur.

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Voilà, le vilebrequin est en place pour une vérification des jeux de montage avec la plaque de renfort des paliers. La couleur gris clair résulte du traitement thermique. Curieusement, avec la plaque en acier sur les épaules, il y avait un blocage en rotation que je ne voyais pas: le vilebrequin tournait librement sur environ 300° puis butait quelque part … mais où?. En passant une lame de 5/10ème de mon jeu de cales autour des ouvertures de la plaque, j’ai finalement trouvé « la chose » qui empêchait de tourner rond!

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Un petit coup de disqueuse est rapidement venu à bout de ce  mini problème!

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Une petite adaptation a été faite en bout de vilebrequin pour ajouter une poulies crantée qui servira à entrainer la pompe à huile à double étages (rapport 1/2 – poulies de 14 et 28 dents) laquelle entraine ensuite la pompe à injection Kugelfischer (rapport 1/1 – poulies 28 et 28 dents).

Après quelques tests préliminaires, ce vilebrequin « prototype » ne sera finalement pas utilisé. Des soucis d’adaptation de nos pistons avec la chambre de combustion de la culasse nous ayant obligé à revoir notre copie, nous avons opté pour une combinaison plus audacieuse en utilisant des pistons Cosworth associés à un nouveau vilebrequin « racing » à course légèrement majorée, inspiré de notre variante 2.

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Notre dernier vilebrequin « racing » (ici en cours de maquettage) a nécessité un gros travail d’adaptation. Nous ne regrettons cependant rien car le nouveau potentiel de ce moteur a du coup fait un petit bond en avant.

 

 

 

 

Dans :
Par nanard289
Le 30 juillet, 2012
A 15:30
Commentaires : 4
 

4 Commentaires

  1.  
    pascal
    pascal écrit:

    Bonjour,auriez vous le plan ou encore mieux la piéce ,c’est a dire la plaque de renfort bas moteur d’un bloc 807-843 .
    Cela m’enleverai une épine du pied , le cas échéant m’indiquer une adresse .

    •  
      nanard289
      nanard289 écrit:

      Bonjour,
      Nous pouvons bien sur t’envoyer un plan mais le mieux est de t’adresser à Michel Camus qui en plus de te fournir la pièce te donnera toutes les instructions particulières de montage. Je t’envoie un mail pour te donner ses coordonnées.

  2.  
    LE CARDINAL François
    LE CARDINAL François écrit:

    Bonjour.Je suis en train de faire un gros moteur pour une matra djet,1800 atmo sur base 18turbo,pouvez vous m’indiquer les coordonées du rectifieur de vilo et de celui du traitement « tenifer ».Pouvez vous aussi une base de prix pour de telles modifs.
    Dans l’attente d’une réponse.
    Salutations François.

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