The Drink Team … et saucisson

L'association de plusieurs passionnés permet de surmonter les difficultés inhérentes à la restauration de voitures anciennes

 

Les « périphériques » du moteur (mise à jour le 1er Décembre 2014)

Avec un moteur ayant un régime maxi très sensiblement majoré et une plage d’utilisation décalée vers le haut, il nous fallait bien sur revoir les rapports des poulies qui entrainent les accessoires tels que pompe à eau et alternateur et vérifier les conditions de fonctionnement sur ces nouvelles bases. Pour la pompe à huile et la pompe à injection, le problème de leur vitesse de rotation ne se posait pas: ce sera la même que celui de l’arbre à cames. Comme la pompe à injection doit être rigoureusement synchronisée avec l’arbre à cames, l’utilisation d’une courroie crantée s’imposait.

1)  La pompe à eau:

Le système de refroidissement d’origine étant parfois un peu juste avec le 1600cc; il nous fallait revoir le circuit dans sa totalité pour pouvoir évacuer plus de 20% de calories supplémentaires. La prise d’air haute de la calandre nous permettait d’installer un radiateur plus haut que celui d’origine et on n’allait pas s’en priver. L’emplacement de la roue de secours serait supprimé mais ce n’était pas rédhibitoire, on mettrait une bombe anti-crevaison à la place. Ouvrons ici une parenthèse pour signaler que certaines voitures modernes avec l’évolution de la largeur des pneus offrent maintenant une roue de secours économique type galette; ça permet de gagner de la place … sauf quand on crève car il faut alors mettre la roue crevée sur le cuir de la banquette arrière si on ne veut pas la laisser sur place! Fin de la parenthèse. Compte tenu de la place disponible (environ 750 x 250) il nous fallait trouver un modèle de radiateur de véhicule existant compatible avec nos contraintes pour éviter les frais d’une réalisation sur mesures. Finalement, notre choix s’est porté sur un radiateur d’Alpine A310 avec moteur V6 PRV 2,7 litres. Bien sur, l’adaptation n’était pas très commode mais cela valait la peine d’essayer ce nouveau montage: la surface d’échange majorée de plus de 30% avec une entrée haute et une sortie basse devrait nous mettre à l’abri des soucis de surchauffes. Parallèlement, le débit de la pompe à eau était revu à la hausse. La modification s’obtient assez simplement en faisant tourner un peu plus vite la roue de la pompe à eau. C’était une bonne opportunité pour remplacer les horribles poulies d’origine en tôle emboutie façon casseroles par une version « Drink Team » plus élégante.

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La pompe à eau que Marc nous avait donné: elle n’était pas jolie extérieurement mais elle n’avait que quelques milliers de kilomètres et son roulement était comme neuf.

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Après une séance de dérochage* et une peinture d’apprêt, elle a déjà meilleure allure.

* Traitement de surface à l’acide qui attaque légèrement le métal, laissant ainsi des micros aspérités qui favorisent l’accroche de l’apprêt

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La nouvelle poulie destinée à entrainer la pompe à eau est ici en cours d’ébauche. Elle est usinée dans un rondin de dural

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Les gorges des courroies maintenant sans contrainte d’emboutissage ont pu être rapprochées pour réduire le porte à faux du roulement de la pompe.

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La seconde gorge de la poulie d’origine déborde largement du roulement de l’arbre de roue créant ainsi un petit couple parasite. Ceci est du au procédé de fabrication de la poulie (empilage de plusieurs formes embouties) qui ne permet pas d’avoir les 2 gorges cote à cote. 

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Comparativement, notre nouvelle poulie en dural présente des gorges alignées sur les chemins de billes du roulement de l’arbre de la pompe à eau.

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Pour avoir un diamètre de poulie de pompe à eau d’un rapport de 1/2 avec la poulie en bout d’arbre à cames, il m’a fallu faire un chapeau de gendarme interne qui correspond au renfort du fond de la gorge. Le montage sur le bout de l’arbre de la pompe à eau doit se faire en mettant la poulie de travers pour pouvoir passer successivement les trois oreilles du moyeu. Certaines pompes qui ont le moyeu de poulie rond ne pourraient donc pas convenir.

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Voilà, la nouvelle poulie de la pompe à eau est installée et elle brille comme un sous neuf. Bien évidemment, Il nous a fallu légèrement avancer la gorge de la poulie de l’alternateur pour conserver l’alignement de la courroie.

Parallèlement, nous avions également décidé de refaire la poulie mère en bout d’arbre à cames: la notre était légèrement voilée. De plus, bien que cachée derrière le moteur, je ne la trouvais pas élégante et ne me semblait pas bien assortie avec notre nouvelle poulie. La gorge de cette poulie devait être réalisée en deux parties pour pouvoir effectuer le réglage de la tension de la courroie comme l’indique le croquis ci-dessous.

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Principe du réglage de la tension de la courroie … sans tendeur traditionnel.

Avec l’outil Internet on peut maintenant trouver assez facilement et à un prix raisonnable une grosse tranche de dural pour pouvoir usiner notre grande poulie. Voici par étapes successives comment nous avons procédé pour transformer une rondelle plate en rondelle à gorge. C’est bien sur un peu de travail, mais le résultat est ici valorisant car il est extérieurement perceptible, contrairement à certaines modifications souvent plus difficiles à réaliser, qui restent cachées dans les entrailles du moteur.

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Etape N°1:  voici la base de départ 

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Etape N°2:  On commence par tourner la face interne de la poulie 

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Etape N°3: On usine ensuite le demi profil fixe de la gorge de la poulie.

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Etape N°4: On change les mords du mandrin pour retourner la poulie et se reprendre sur l’épaulement précédemment usiné. Ceci nous permet d’usiner le flanc de la demie gorge qui sera amovible. Pour des commodités d’usinage, le flanc interne du flasque ici tourné à l’extérieur.   

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Etape N°5: il faut maintenant découper la demie gorge si l’on veut qu’elle soit démontable.

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Etape N°6: Pour garantir une bonne tenue mécanique du moyeu, le centre a été chemisé avec une noix en acier XC40.

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Etape N°7: La joue amovible est ajustée et fixée maintenant par 6 vis M6 (d’origine, il n’y a que 4 vis qui ne facilitent pas l’assemblage car la courroie tend à se pincer entre les joues durant le montage). Ici, on contrôle la position de la courroie dans la gorge en position de tension maxi (c’est a dire sans cale de réglage intermédiaire). 

2)  L’alternateur:

Un alternateur débitant 75% de sa puissance nominale à 2500 tr/mn, il ne sert à rien de le faire « pédaler » jusqu’à 15000 tr/mn et contrairement à la pompe à eau, on allait s’arranger pour qu’il tourne moins vite que d’origine. Ca permettra:de réduire un peu les pertes tout en diminuant d’autant le moment d’inertie des masses tournantes.

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Courbes courant débité/vitesse de rotation (source Valéo) selon la puissance (ou l’intensité) nominale des alternateurs. On voit qu’en pratique on ne gagne  pas grand chose à faire tourner un alternateur à plus de 6000 tr/mn. On remarque également qu’un alternateur d’un courant nominal de 45 A débite à 7000 tr/mn le même courant qu’un alternateur de 70 A tournant seulement à 2000tr/mn.

La pompe à eau tournant maintenant à la même vitesse que le moteur; on allait donc choisir un diamètre de poulie d’alternateur égal à celui de la poulie menante pour avoir également un alternateur tournant à la même vitesse. Pour éviter tout risque de déficit de la batterie (en cas de marche à moins de 2000tr/mn par exemple), l’alternateur 45A d’origine allait être remplacé par une version 70A. Il est utile de rappeler à ce propos que la puissance maxi délivrée par l’alternateur (donc prélevée sur le moteur) ne dépend que de la charge que celui-ci a besoin de fournir aux différents consommateurs du moment.

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L’usinage de la poulie d’alternateur est une version simplifié de celui de la pompe à eau.

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L’alternateur en cours d’installation: un tube posé dans le Vé de la gorge de la poulie menante donne une bonne approximation de l’alignement. La patte supérieure de l’alternateur qui permet de fixer le « boomerang » du réglage de tension de la courroie (elle est ici sur cet alternateur de récupération à l’opposée du point d’articulation) sera coupée et remplacée par une petite platine qui recevra un ridoir plus mécanique et permettra de décaler son point de fixation.

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Toujours en cours d’installation mais avec la poulie, la platine et le ridoir en place. Un oeil averti remarquera qu’il manque le ventilateur derrière la poulie (les pales de celui que nous avions étaient orientées pour tourner dans le sens inverse)  et le contre écrou sur la rotule du filetage à gauche du ridoir .

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Le câblage de l’alternateur est ici terminé. Le régulateur de tension étant intégré, la borne positive de l’alternateur (câble de 10 mm²) est directement reliée à la batterie via le câble du démarreur, ce qui permet d’avoir une liaison de 50 cm seulement. Le fil qui commande l’excitation (1,5 mm²) est un + après contact repris sur la bobine; là aussi, la liaison est très courte.  Toujours pour réduire la longueur des fils électriques, les deux relais fusibles qui commandent l’électro du démarreur et la pompe à essence haute pression sont alimentés directement par l’alternateur (câble de 4 mm² commun). La commande du relais de la pompe à essence se fait à partir du + après contact repris également sur la bobine.

3)  Le démarreur:

Le démarreur d’origine bien que certainement assez puissant pour passer les compressions de notre moteur a cependant été remplacé par nouveau un peu plus musclé. A noter qu’avec un arbre à cames à hautes performances, l’angle de RFA est tel que la compression , bien que majorée ne s’exerce que sur un peu plus de 100° (alors qu’elle est autour de 150° sur un moteur classique) et que dans ces conditions, le démarreur peine moins qu’avec un rapport de compression plus modeste et une came standard! En fait, notre contrainte principale était un conflit entre le solénoïde du démarreur (l’électro) qui d’origine est placé latéralement et notre nouveau collecteur d’échappement qui passe maintenant très près du bloc.  J’ai donc recherché un démarreur similaire à l’origine mais dont l’électro serait situé soit au dessus, soit en dessous mais pas placé sur le coté. Finalement, après avoir comparé une centaine de démarreurs, je suis tombé sur un modèle de Safrane fabriqué par CEVAM qui cumulait tous mes critères de sélection (9 dents au pignon, rotation sens horaire, 3 trous de fixation entraxe 80, diamètre de centrage de 82mm, puissance > à 1kW et électro sur le dessus). La seule petite modification pour l’adaptation sur le bloc du 1800 sera de refaire 3 taraudages M10 (en remplacement des M8 d’origine prévus pour la Safrane) et de caler la bonne distance entre la couronne et le pignon d’attaque. Rien de vraiment insurmontable!

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Ici, notre nouveau démarreur est provisoirement en place (il est fixé avec une vis M8), on voit que latéralement la place est maintenant libérée.

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Un écran thermique sera prévu pour le protéger des tubes d’échappement qui passeront très près (ici c’est un maquettage avec le collecteur en cours de réalisation).

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Reprise au tour de l’épaulement du nez du démarreur pour recentrer le pignon d’attaque sur la couronne. Il est plus facile d’encastrer plus profondément le démarreur (sur environ 8mm) plutôt que d’avancer le plateau d’embrayage d’autant.

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Le taraudage à M10 x 150 ne pose pas de difficulté particulière.

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Voilà, le nez du démarreur est maintenant fixé par des vis M10 et suffisamment encastré pour que le pignon ne mange pas la couronne du bout des dents.

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Le démarreur et son électro ont été emmaillotés avec un isolant thermique composé d’une couche de 5 mm de laine de roche collée sur une feuille d’alu gaufrée de 4/10èmes. Dreyfus a également utilisé ce type d’écran pour  isoler l’ensemble du compartiment moteur de l’habitacle.

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En plus, une petite tôle de protection thermique en alu recouverte du même type d’isolant a été interposée entre les tubes d’échappement et le démarreur pour le protéger du rayonnement direct.

4)  La pompe à essence:

Paradoxalement, pour alimenter une pompe à injection mécanique Kugelfischer, il faut en amont une pompe à essence électrique dont la pression de refoulement soit aux environs de 2 bars. Pour des raisons de prix de revient et de fiabilité, j’ai vite abandonné la recherche d’une pompe d’origine Peugeot pour la remplacer avantageusement par une pompe Bosch neuve (type 044). Cette pompe étant cependant prévue pour les systèmes d’injection électronique modernes qui fonctionnent autour de 4,5 bars; il nous fallait donc ajouter un régulateur de pression pour pouvoir adapter la pression de service à nos besoins. La petite pompe électrique basse pression qui initialement alimentait le moteur 1600S à carburateurs a été naturellement conservée. Elle est installée dans le compartiment avant et elle servira à alimenter la nouvelle pompe Bosch sans autre modification du circuit. Il est habituellement toujours préférable d’installer une pompe électrique au plus près du réservoir et aussi bas que possible (certains constructeurs n’hésitent d’ailleurs pas à l’installer carrément à l’intérieur du réservoir). Avec une arrivée déjà sous pression (entre 0,2 et 0,3 bar) nous n’avions plus les soucis de pertes de charge sur la ligne d’aspiration de la nouvelle pompe et on a décidé de l’installer à l’arrière dans le compartiment moteur. Pour éviter de tirer la ligne de retour de la pompe à injection jusqu’au réservoir, grâce à l’emplacement à l’arrière de la pompe haute pression, celle-ci sera raccordée directement à son aspiration.

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Détail du circuit d’essence. La ligne « basse pression » relativement longue (2,20m) est réalisée en durite aviation 8-AN. La ligne haute pression 4,5 bars entre la pompe et le régulateur est réduite à un seul coude 6-AN (liaison pompe – régulateur). La liaison régulateur/ pompe à injection est réalisée en durite 6-AN. La ligne de retour de section plus modeste sera en 3 ou 4 -AN.

Ouvrons ici une parenthèse pour signaler un problème relativement fréquent sur les vieilles pompes à injection Kugelfischer. Les chemises des pistons doseurs qui pistonnent l’essence vers les injecteurs sont lubrifiées par de l’huile sous pression prélevée sur le circuit de graissage du moteur. Avec le remplissage en essence des chemises, une infime partie d’huile se dissout normalement dans le cylindre doseur et le mélange va poursuivre sa route vers les injecteurs mécaniques où il va également graisser leurs sièges. Deux joints d’étanchéité situé de chaque coté de la chemise contrôlent les fuites l’huile sous pression qui vont dans l’essence. Réciproquement, ils évitent à l’essence (pendant la phase d’injection, la pression monte autour de 35 bars) d’aller dans l’huile. Quand un ou plusieurs de ces joints deviennent défectueux, l’huile n’est plus contrôlée et se dilue dans l’essence de façon excessive. Elle va au fil du temps se concentrer de plus en plus dans le réservoir via la ligne de retour … jusqu’au plein suivant. Avec notre système de retour en « boucle courte » sans transiter vers le réservoir, en cas de joint défaillant la concentration en huile dans l’essence se fait beaucoup rapidement (le volume de la boucle fait environ 0,2 litre) et une fumée bleue signalera rapidement le problème. Fin de la parenthèse. Pour réduire au maximum la longueur des canalisations d’essence, nous avons convenu d’installer notre nouvelle pompe à essence avec son régulateur de pression directement sur le moteur. Une petite platine pour supporter l’ensemble a donc été réalisée.

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Une petite platine fixée sur le bloc moteur a été découpée dans un  morceau de tôle d’aluminium pour supporter le régulateur de pression et la pompe à essence. Les colliers de fixation de la pompe (avec silenblocs) ne sont pas encore en place mais on devrait les recevoir d’ici peu. Un relais avec fusible intégré sera également installé sur la platine. La polarité positive de puissance sera prélevée sur l’alternateur (qui est juste au dessus) et la commande du relais sur la borne d’excitation de l’alternateur (qui est un plus après contact). Difficile de faire plus compact.

Dreyfus m’ayant fait remarquer que le manomètre du régulateur ne serait pas vraiment lisible une fois le moteur en place, j’ai tenté de revoir ma copie pour essayer de combler cette carence. Une solution acceptable a finalement été trouvée en ajoutant une petite équerre sur la platine pour y installer  le régulateur qui a ainsi pu être tourné de 90°.

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Voici la nouvelle position de notre manomètre de pression d’essence (on l’aperçoit derrière la pompe à injection qui a ici à son emplacement définitif) . Du coup, l’accès à la vis de réglage du régulateur a aussi été amélioré.

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La nouvelle équerre du régulateur de pression d’essence sert également de support pour les relais de la pompe à essence et de l’électro du démarreur. Ces relais avec porte fusible intégré sont ici en cours de câblage.

5)  La pompe à huile:

Après avoir été exilée de l’intérieur vers l’extérieur (voir la page qui lui est consacrée dans ce blog), notre pompe à huile fait maintenant partie des « accessoires périphériques » du moteur. Sa principale caractéristique est de comporter deux étages (le premier qui aspire à droite du carter et un second qui aspire à gauche), ce qui devrait théoriquement l’empêcher de déjauger totalement et garantir dans les situations critiques (c’est à dire quand l’huile se trouve centrifugée latéralement d’un coté ou de l’autre) un débit minimum de 50%. Le déplacement de la pompe à huile à l’extérieur permet également d’avoir un carter semi-humide, évitant ainsi au vilebrequin le risque de barboter dans l’huile.

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La pompe à huile a été installée sous la pompe à injection sur une tôle latérale élargie qui a remplacé la petite tôle d’origine prise en sandwich entre le carter de distribution et le bloc moteur. On distingue les deux étages avec en partie basse  leur connecteur d’aspiration individuel (en attente de durite). Le refoulement commun en partie haute se fait dans un petit collecteur réalisé par Michel Camus en mécano soudé. La sortie est normalement connectée vers le radiateur d’huile. Cette nouvelle disposition nous a obligé à refaire également une nouvelle plaque sandwich sous le filtre à huile.

6)  La pompe à injection:

L’installation de la Kugelfischer a été de loin le périphérique qui nous a donné le plus de soucis. Il fallait que cette pompe à injection vue coté poulie tourne dans le sens horaire à la vitesse de l’arbre à cames et quelle soit mécaniquement reliée aux papillons. Voila pour les données du départ. Une première disposition avait été initialement retenue mais on s’est ensuite aperçu qu’il n’y avait plus assez de place (il nous manquait 1 cm) pour installer le silentbloc gauche  sur la traverse! La pompe à injection est entrainée en cascade par la pompe à huile (qui est externe également) et tourne exactement à mi-vitesse du vilebrequin (comme l’arbre à cames). Des courroies crantées garantissent l’absence de glissement.

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Dans notre montage initial, la poulie de  la pompe Kugelfischer était un peu trop écartée de l’axe longitudinal et la courroie crantée se trouvait en conflit avec le silentbloc de la traverse.  

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Il nous a fallu recentrer « l’affaire » en redressant la pompe … ce qui a reporté le conflit vers le haut, mais il ne nous était pas possible de monter la pompe un peu  plus bas.

7)  L’allumage:

Fidèle à la solution déjà adoptée sur le 1600S, nous avons naturellement reconduit le même principe – toujours en partant d’un allumeur Ducellier de moteur SEAT – qui consiste à réduire le diamètre du pied et la longueur de l’arbre pour l’adapter au bloc Renault. La bobine a cependant été légèrement déplacée pour ne pas être directement exposée au rayonnement des tubes d’échappement qui avec le nouveau dessin du collecteur étaient devenus trop proches. Enfin, la correction d’avance à hauts régimes pilotée par un éjecteur dans l’échappement était trop compliquée à mettre en oeuvre et n’a pas été reconduite.

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La bobine est toujours fixée sur une petite platine à la hauteur du couvre culbuteur mais elle est maintenant orientée coté pompe à eau. Son accès pour les opérations de maintenance se fera par la trappe située au dessus de la banquette arrière. Un écran thermique a été rajouté pour protéger à la fois le fil du thermo-contact de température d’eau, la durite d’eau et la bobine d’allumage.

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L’écran de protection  ici en cours de fabrication: un bout de tôle d’alu, quelques rivets et un isolant thermique autocollant vont faire l’affaire.

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Le canal en U de l’écran sert à protéger le tube d’eau de la goulotte de remplissage du circuit de refroidissement. Le thermo-contact est maintenant à l’abri derrière ce  nouveau bouclier qui est simplement fixé par deux vis sur le support de la bobine

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Détail du passage initial de la goulotte de remplissage du circuit d’eau. Son inclinaison sera modifiée pour éviter un conflit avec le tube d’échappement du cylindre N°1. On aperçoit également la gaine du fil du thermo-contact qui sur le 1600S était sans protection particulière et qui a visiblement souffert de la sécheresse du climat local!

Pour clore la rubrique allumage, il nous restait à installer le petit module électronique qui remplace les vis platinées. Il nous fallait l’installer idéalement entre l’allumeur et la bobine pour faciliter le câblage et dans une zone au climat local tempéré. L’accessibilité de ce module n’était pas un point de préoccupation essentiel car l’expérience nous a prouvé que les interventions de maintenance sur ce type d’appareil sont finalement très rares. On pouvait donc le fixer sur le moteur en prévoyant simplement des connecteurs pour faciliter le démontage de l’allumeur. Comme notre faisceau électrique principal du moteur passait sous l’alternateur et que celui-ci était situé entre la bobine et l’allumeur, la place du module était naturellement trouvée. Restait à fabriquer un petit support pour fixer le module et ses connecteurs.

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Détail de l’implantation du module d’allumage. La tôle d’aluminium qui supporte le module et le connecteur coté allumeur est fixée sur le support d’alternateur. Ce montage est provisoire  car la platine support en tôle pliée sera remplacée par un profilé d’alu en U plus élégant et plus rigide. Il me faut aussi retrouver les fiches des connecteurs pour terminer l’installation du faisceau électrique moteur.

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Voici le montage définitif du petit module d’allumage sur son radiateur. Il est situé sur le devant du moteur coté admission, là ou en principe la température ambiante est toujours inférieure à 60°C.

Dans :
Par nanard289
Le 30 août, 2013
A 0:30
Commentaires : 3
 

3 Commentaires

  1.  
    Jean-Baptiste Segard
    Jean-Baptiste Segard écrit:

    Bravo!
    Chez qui peut-on trouver la tôle d’alu gaufrée pour écran thermique ? (j’ai besoin de 2 ou 3 m2)

  2.  
    jean pierre yung
    jean pierre yung écrit:

    tres beau travail merci pour ce blog cordialement jp

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