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Partie 4: Restauration d’un moteur 2.2L Lotus de Talbot Sunbeam (mise à jour le 8 Mars 2018)

Depuis plusieurs années déjà, l’idée de refaire un moteur Lotus de Talbot Sunbeam en remplaçant quelques pièces d’origine par des pièces plus modernes – et plus abordables – me paraissait être un challenge intéressant.  Je trouvais en effet scandaleux que quelques revendeurs peu scrupuleux osaient vendre des jeux de coussinets « certifiés d’origine » trois fois plus cher que des coussinets modernes pourtant beaucoup plus performants. L’idée au départ était donc d’adapter ces pièces modernes dans un bloc ancien. Indépendamment du prix attractif et des performances supérieures apportées qu’offriraient ces nouvelles pièces, j’étais quasiment sur que dans 10 ans je trouverai toujours ces pièces adaptées aujourd’hui, alors que pour celles d’origines, la réponse à cette question serait beaucoup plus aléatoire.

L’opportunité de réaliser cette cure de rajeunissement m’a été fourni par Patou – pilote Cévenol de véhicules historiques et ami – qui avait un vieux moteur de réserve pour sa Talbot Sunbeam de 1982. Cette voiture n’étant pas destinée à courir en VHC, le choix de pièces moteur non d’origine n’était pas un point bloquant. Je pouvais donc donner libre cours à mon imagination.  

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Voici le vieux moteur Lotus de rechange « encore dans son jus », tel qu’il est arrivé dans l’atelier du Drink Team

La première opération a été de faire un démontage complet de ce moteur, pour évaluer si les travaux envisagés étaient économiquement réalisables. En effet, certains vieux moteurs trop endommagés ne sont malheureusement bons que pour repartir au recyclage chez le ferrailleur. Fort heureusement, notre base ici était saine: le bloc et la culasse étaient en bon état et le vilebrequin bien qu’usé mais toujours en cotes d’origine était récupérable. Dans les pièces essentielles, seul l’ensemble pistons, chemises et segments devait être remplacé.

 

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Le jeu à la coupe des segments est ici révélateur d’une usure conséquentes: il faut tout changer.

Toujours dans le soucis d’installer des pièces performantes mais bon marché (donc de grande diffusion), il me fallait redéfinir un ensemble bielles pistons qui offrirait à la fois des performances intéressantes allié à un prix attractif.

Dans le monde des fabricants de pièces automobiles (les constructeurs fabriquent de moins en moins et sous-traitent leurs besoins à différents fournisseurs), il y a les pièces dites d’origine qui sont conformes au cahier des charges du constructeur et d’autres dites « adaptables » qui sont souvent de qualité plus ordinaire. En marge de cette fabrication courante, il y  a également des fournisseurs spécialisés dans les pièces de compétition qui proposent des pièces « hautes performances » de qualité très supérieure. C’est là que les préparateurs font leur marché pour trouver des pistons forgés, des bielles et des vilebrequins forgés également ou des soupapes en métal exotique. Le cahier des charges de Patou était assez précis sur le niveau de préparation souhaité: Il voulait conserver la cylindrée et le vilebrequin d’origine pour ne pas introduire de maillon faible dans la transmission. C’est pas le tout de faire un moteur de 250 CV si le reste ne suis pas!

Notre choix s’est arrêté sur des pistons forgé Mahlé d’un alésage de 95.50 mm prévus pour un moteur de Nissan 350Z (trouvés en Angleterre) associé à des bielles Eagle en H en acier forgé de Mitsubishi (trouvés aux USA).

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Comparatif d’un ensemble bielle piston d’origine (en haut) avec nos pièces de remplacement. Le gain de poids réalisé sur chaque ensemble bielle piston est de plus de 600 gr.

La détermination de la longueur de la bielle et de la hauteur de compression du piston constitue la partie délicate de ce choix. Il faut dans un premier temps mesuré précisément la hauteur du plan de joint du moteur, c’est à dire la distance qu’il y a entre l’axe du vilebrequin et la culasse.

Combo Lotus V2

La hauteur du plan de joint doit être sensiblement égale à la demie-course du vilebrequin plus la longueur de la bielle (cote d’entraxe tête pied) plus la hauteur de compression du piston. Les pistons modernes ayant des segments plus fins, des jupes plus courtes et des axes haut perché, il convient donc d’avoir des bielles plus longues si l’on souhaite conserver la course d’origine

Le réalésage des chemise amovibles d’origine n’étant pas prévu par Lotus, il nous fallait fabriquer une plaque de rectification pour d’une part maintenir les chemises en place et d’autre part pour simuler les efforts de la culasse sur les hauts de cylindres.

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Détail de la plaque de rectification mise en place sur le haut moteur pour pouvoir rectifier précisément les chemises d’origine (de 95.20 on va passer à 95.50 mm)  

La principale difficulté dans l’adaptation des pistons est la reprise de l’usinage des lamages de la calotte pour le passage des têtes de soupape et l’adaptation du rapport de compression à un taux raisonnable pour qu’il soit compatible avec le 95-E10 de la grande surface du coin. Précison à ce sujet que le nouveaux joints de culasse que l’on trouve dans le commerce  ont une épaisseur majorée par rapport à ceux d’origine … qui ont aujourd’hui disparu. Le rapport de compression visé étant de 11/1, et la cylindrée unitaire exacte étant maintenant de 545 cm3 (soit au total 2182 cm3), il nous fallait un volume total de la chambre de combustion compris entre 54 et 55 cm3.

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Dans un premier temps, montage à blanc des pistons pour contrôler la cote de débordement de la couronne (ici, elle est de 0,60 mm) qui nous aidera à calculer le volume exact de la chambre de combustion. Le lamage pour le passage des têtes de soupape sur les pistons Nissan n’est pas suffisamment profond pour être compatible avec la culasse Lotus.  Il faudra les réusiner.

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Test d’usinage pour l’agrandissement du lamage coté admission sur un piston témoin qui servira de modèle pour les autres. Bien que ne disposant pas d’une fraiseuse , cette opération a malgré tout pu être réalisée au tour. J’espère pouvoir mettre en ligne prochainement une petite séquence vidéo expliquant le montage et la procédure de cet usinage un peu particulier.

Comme je ne dispose pas d’une fraiseuse, le lamage des têtes de piston passe tout d’abord par la fabrication d’un support qui sera installé sur mon tour à la place de la tourelle porte outils. Ce support est composé de plusieurs pièces que j’ai fabriqué selon l’inspiration du moment en fonction des matériaux disponibles. La semelle de ce support est un bloc d’acier de 30 mm d’épaisseur. Le reste est réalisé avec une barre de duralumin (2017) découpée et assemblée avec des vis à tête fraisée.

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 Le reste est réalisé avec une barre de duralumin (2017) … 

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Une semelle en acier très rigide servira de base pour réaliser le support

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La semelle du support est bridée sur le porte outil. Une plaque inclinée à 20° (c’est l’angle de nos soupapes) est ensuite boulonnée sur la semelle

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Enfin, une dernière plaque destinée à supporter le piston est boulonnée sur le support incliné. Le piston est maintenu en place par une bride passant par les bossages de son axe et est précisément positionné par lamage correspondant exactement au diamètre de la jupe

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Une fois le piston installé sur son support, l’usinage de la tête devient une simple formalité

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Comparatif des têtes de piston après et avant usinage pour le passage des têtes de soupapes. A noter que le fabricant Mahlé a prévu suffisamment de matière à cet endroit pour pouvoir optimiser chaque moteur.

Coté vilebrequin, excepté une rectification des paliers et des manetons pour s’adapter aux nouveaux coussinets et aux nouvelles bielles, il n’y avait pas d’autre modification de prévue. Le volant moteur allait par contre subir une petite cure d’amaigrissement histoire d’améliorer les montés en régimes.

Après contrôle chez le rectifieur du faux rond des tourillons, il nous faudra aussi les rectifier. On en profitera pour sélectionner des nouveaux coussinets fabriqués par ACL d’un rapport qualité prix très supérieur à ceux d’origine. Le vilebrequin sera ensuite nitruré pour augmenter la dureté de surface … et partant, son espérance de vie.

De retour de rectification, montage à blanc du vilebrequin pour contrôler les différents jeu de fonctionnement et la valeur du couple de rotation.

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Montage provisoire de l’embiellage pour le contrôle des jeux d’assemblage: tout va bien

Pour terminer avec l’embiellage, la dernière modification envisagée a été d’alléger sensiblement le volant moteur. Toutefois, pour pouvoir le reprendre sur mon tour de dimensions modestes, il m’a fallu déchausser la couronne dentée pour pouvoir l’installer sur le mandrin 

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Calage du volant sur le mandrin du tour pour qu’il tourne rond …

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… et usinage de la partie externe pour lui retirer environ 1,4 kg.

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Compte tenue du grand diamètre du volant, il m’a fallu démonter la couronne dentée pour que le volant puisse passée sur le banc du tour.

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La couronne qui a été découpée devant fait 290 mm de diamètre externe, 270 de diamètre interne et 15 mm d’épaisseur (soit environ 1 kg)

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Le volume supprimé à l’arrière est plus modeste (environ 51 cm3 soit 400 g)

Dans les travaux de restaurations, il y a des tâches plus ingrates que d’autres, c’est à dire qu’elles nécessitent beaucoup de temps pour un résultat somme toute assez moyen. C’est le cas par exemple du nettoyage en général. Celui du moteur lui même, mais aussi de toutes ses pièces périphériques. On peut cependant quand c’est possible, mettre en valeur un nettoyage ordinaire en ajoutant une couche de peinture ou un traitement de surface pour obtenir une finition originale qui se remarquera. Le travail devient alors plus valorisant et moins fastidieux. C’est ce que j’ai fait pour les carburateurs.

Ce moteur est équipé d’origine d’une paire de carburateurs Dell’Orto type 45 DHLA. Au fil du temps, à rester plus de dix ans dans une cave et privé de lumière, ces carburateurs étaient devenus hors d’état de fonctionnement. Les axes de papillons étaient grippés ainsi des les commandes de starter et de pompe de reprise. Les membranes et autre joints toriques étaient devenus secs et cassants et un reconditionnement général s’imposait.

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Carburateur Dell’Orto case départ: il manque un cornet mais celui en place n’est pas économiquement récupérable (le chromage coûte maintenant très cher)

Fort heureusement, on trouve encore dans le commerce des kits de remise en état très complets.

kit Dell Orto

Kit complet de reconditionnement incluant toutes les pièces d’usure, les membranes et les joints

Comme pour le moteur, la première opération a été de faire un démontage complet des carburateurs (il y a beaucoup de pièces) et de nettoyer chacune d’elle  dans une cuve à ultra-sons. Ensuite, après un dégraissage complet, on fait une préparation de mise en peinture. Enfin, on applique quelques couches d’une peinture spéciale résistant aux hydrocarbures qui va redonner un air plus pimpant à notre carburateur.

Dell'Orto 45 DHLA

La peinture est terminée. Il reste encore à remonter le carburateur avec les nouvelles pièces du kit de reconditionnement et des vis neuves.

Coté culasse, il n’y avait au départ en principe pas grand chose à faire: pas grand chose à retoucher dans les conduits ni dans les chambres. Un simple rodage des soupapes avec un contrôle d’étanchéité devait suffire. Toutefois, lors de l’inspection des sièges, nous avons découvert que quelques soupapes d’échappement étaient sévèrement piquées. Il nous a donc fallu nous résoudre à rectifier les sièges et a remplacer les soupapes fatiguées.

Coté ressorts de soupapes, là aussi, l’usure du temps avait fait son oeuvre. Il était temps de mettre un terme à leur vie active et de mettre tout ce petit monde à la retraite.

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Comparaison d’un jeu de ressorts neufs (interne et externe) disposé au centre avec les ressorts « escagacés » à l’extérieur!

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Le contrôle d’étanchéité des soupapes avec notre pompe à vide met en évidence la qualité très moyenne de la porté des sièges. L’usage d’un carburant sans plomb est peut être à l’origine de ce problème.

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Le contrôle de la dureté des ressorts se fait à l’aide d’un manomètre relié hydrauliquement à un mini maître-cylindre dont la surface du piston est exactement d’1 cm². Ici, j’écrase le ressort en utilisant une perceuse à colonne avec une soupape serrée dans le mandrin.  La valeur lue (en bars) sur le manomètre est alors directement transposable (à peu de chose près) à une force d’écrasement en kilos.

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La cale située à gauche du ressort correspond à la hauteur du ressort quand la soupape est grande ouverte. Une autre cale, plus longue correspond à la hauteur du ressort quand la soupape est fermée. Cette mesure permet de vérifier que la dureté de tous les ressorts est convenable (+ ou – 5%) et de sélectionner les plus durs que l’on affectera en priorité sur les soupapes d’échappement qui bien qu’un peu plus légère que les admissions ont toujours un temps de refermeture critique. 

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Les nouvelles soupapes d’échappement sont arrivées. Il me faut cependant faire un guide sur mesure pour mon outil à rectifier les sièges, car les queues de soupapes en diamètre 9/32 éme de pouce (7,14 mm), ça ne courent pas les rues. 

La solution pour adapter mon outil à rectifier les sièges de soupape a consisté à installer une fourrure en bronze d’un diamètre externe de 9/32″ (7,14 mm) sur un guide standard de 6,5 mm. Ensuite, après avoir pressé le tube en bronze sur son guide, un polissage à la toile émeri fine m’a permis d’ajuster précisément le diamètre externe pour avoir un jeu quasiment nul et un excellent guidage de l’outil.

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Détail de l’adaptation de notre outil en emmanchant un morceau de tube fin en bronze d’un diamètre de 9/32″ sur le pilote de la fraise.

La rectification des sièges de soupape a été faite ici en prévoyant 3 angles différents. Cette disposition plus moderne vise à améliorer le passage des gaz à haute vitesse favorisant ainsi les échanges gazeux. Elle se fait en trois étapes: d’abord avec une fraise à 70°, ensuite avec une fraise à 20° puis enfin avec la fraise à 45°. C’est sur cette dernière que repose la tête de la soupape et dont la largeur de la portée doit être soigneusement ajustée.

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Voici les outils nécessaires à notre opération: un pilote porte fraise dont le guide a été modifié à 9/32″ de diamètre, trois fraises angulaires et une meule diamantée à 45° pour niveler la portée. La finition est faite à la pâte à roder traditionnelle en adaptant sur une perceuse électrique un porte ventouse oscillant. Cet accessoire remplace avantageusement le bâton à deux ventouses des anciens dont l’usage me rappelle « La Guerre du Feu »! 

 

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Difficile de faire une photo nette d’un siège mais ici on aperçoit l’usinage sous trois angles différents.

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Après un léger rodage à la pâte à roder, on distingue la largeur exacte de la porté du siège sur la tête de la soupape. Pour l’admission, une portée de 1,6 à 1,7 mm est suffisante. Pour l’échappement, dans le soucis d’améliorer le refroidissement de la tête, on mettra comme sur la photo une portée plus large comprise entre 2,3 et 2,5 mm .

La finition du siège est d’abord faite avec une fraise diamantée à 45°, puis traditionnellement achevée avec de la pâte à roder.

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Détail des copeaux laissés par la fraise diamantée 

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Un test d’étanchéité rapide sans les ressorts de soupape installés, nous montre que les choses ont déjà été grandement améliorées.

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Avec les ressorts, c’est encore un peu mieux!

 

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Bon, les soupapes d’échappements sont terminées, attaquons les admissions. Heureusement, c’est pas un V12!!!

Aujourd’hui, mauvaise journée! Y-a des jours comme ça. Pour remonter les boîtiers d’arbre à cames sur la culasse, Il faut d’abord préparer le boitier en installant chaque poussoirs (les pastilles de calage sont placées sur les chapeaux des ressorts de soupapes) et son arbre à cames correspondant. Ensuite, pour compenser la légère remontée des soupapes due à la rectification des sièges, j’ai installé un joint papier là ou précédemment il n’y avait que de la pâte silicone. 

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Le joint papier est installé sur la culasse pour recevoir le boitier d’arbre à cames et le surélever d’autant (environ 3/10 èmes). Un joint torique neuf est également installé pour garantir l’étanchéité de la remonté d’huile sous pression qui va graisseir les paliers de l’AàC. On verra ensuite avec un jeu de cales si cette sur-épaisseur du joint sera effectivement suffisante ou s’il faut remplacer toutes les pastilles de calage du jeu aux soupapes. 

Il suffit ensuite de présenter le boitier équipé de ses poussoirs en face des goujons M8 et de le serrer progressivement à l’aide des dix écrous de fixation pour descendre le boitier bien parallèlement à la culasse (il faut compenser la réaction de certains ressorts des soupapes qui vont s’ouvrir).

Cette opération touchant à sa fin, je découvre que malheureusement, un des écrous de fixation se met à tourner dans le vide. La cause est immédiatement identifiée, les filets du taraudage fatigué ont rendu l’âme … et il faut tout redémonter.

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Après avoir redémonté le boitier d’arbre à cames, je peux sortir le goujons déficient. La question que l’on peut alors légitimement se poser c’est de savoir si l’on met un seul Hélicoil dans le taraudage détérioré ou bien s’il faut tous les remplacer? Tous les goujons seront donc contrôlés à leur couple de serrage avec l’outil-qui-va-bien et tous les suspects seront remplacés!

Durant cette opération, j’avais mis de l’huile sur les chapeaux des poussoirs avec un pinceau d’abord, puis avec les doigts ensuite. En manipulant la culasse avec mes mains grasses  pour la retourner dans mon étau afin de procéder plus confortablement à la pose des Hélicoils, elle m’a sournoisement glissé des doigts … pour atterrir durement sur mon pied! Je vous le disais, aujourd’hui c’est une mauvaise journée!

Dernière opération d’usinage sur la culasse: la rectification du plan de joint. Sans aucune information sur le passé de cette mécanique, on a toujours intérêt  par mesure de sécurité à re-surfacer le plan de joint de ce type de culasse. Les cross flow (c’est à dire les culasses avec les conduits d’admission d’un coté et les conduits d’échappement de l’autre) présentent un coté chaud et un coté froid et à ce titre, se déforment plus facilement que les culasses plates thermiquement mieux équilibrées. Ces déformations thermiques bien que minimes sont mises en évidence en faisant une première passe de 2 ou 3/100èmes de mm. On s’aperçoit alors que les creux les plus importants du plan de joint ne sont pas usinés.

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L’opération la plus délicate d’un surfaçage de culasse est très certainement son calage rigoureux sur la table de la machine. Ici, Michel Camus (c’est le maître des lieux) utilise un comparateur fixé sur la branche de l’outil de coupe pour vérifier que les quatre coins sont exactement à la même hauteur. 

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En observant avec attention le plan de joint de la culasse, on voit bien ici la zone « dépressive » qui n’a pas été attaquée par l’outil  

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En prenant 5/100 èmes de mm supplémentaire, l’outil ne laisse plus de blanc et le plan de joint est maintenant parfait. 

 

 

   

Dans :
Par nanard289
Le 11 juin, 2017
A 23:12
Commentaires : 0
 
 
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Commentaires de nos lecteurs … et réponses (mis à jour le 24 Décembre 2017)

 

Les commentaires de nos lecteurs qui sont toujours intéressants et qui permettent souvent d’apporter de la lumière dans nos zones d’ombre ne sont malheureusement pas toujours bien visibles; tout comme nos réponses d’ailleurs. Pour combler cette lacune et améliorer la visibilité et le suivi du dialogue, nous avons crée une page dédiée à ces échanges d’idées ou de questions. La liste ci-dessous n’est pas exhaustive; elle ne reprend par ordre antichronologique que les messages intéressants de cette année (la pub a été éliminée). Nous espérons ainsi améliorer la clarté de la communication avec les quelques passionnés qui  prennent la peine de répondre à nos articles et d’échanger ici leurs idées.

nanard289 répond le 24/12/2017

Un joyeux noël  à tous nos fidèles lecteurs!

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Dominique G. (membre du Drink Team) a écrit le 14/07/2017

Salut les potes ,

Je pense également investir dans ce genre de bague , c’est vrai qu’avec l’âge , on découvre de
nouvelles frictions …..

Meilleurs Voeux de Bonheur à Marie Ange & Philippe.

Dom

nanard289 répond le 14/05/2017

Bonjour Benjamin.
140 cv c’est effectivement une puissance bien modeste pour un 302 et il est relativement facile de lui rajouter 100 cv de plus sans trop se ruiner. Cette transformation se fait souvent à l’occasion de la réfection d’un moteur car ce n’est pas le tout de rajouter des chevaux en améliorant la respiration du moteur, il faut que le reste (principalement l’embiellage) suive. Les recettes sont connues et passent essentiellement par des nouvelles culasses dotées de soupapes de plus grands diamètres, d’un arbre à cames plus performant, d’un rapport de compression plus élevé etc. Cependant, ce n’est pas le tout d’ajouter de la cavalerie dans une vieille voiture, il faudra que le reste de la voiture soit aussi à la hauteur. Ce qui était acceptable pour un moteur de 140 cv peut devenir critique voir dangereux avec un moteur de 250 ou 300 cv (frein, suspension, refroidissement, transmission …). Mon modeste conseil sera donc de ne pas focaliser uniquement sur la puissance du moteur même si c’est un point noir, mais de regarder la voiture dans son ensemble et d’estimer le plus objectivement possible si l’ensemble des travaux est justifiable … et si ça vaut le coup! Il est parfois économiquement plus intéressant de remplacer son moteur ou sa monture, plutôt que de faire des frais dessus qui sont souvent mal cernés ou estimés et qui ne changeront que peu ou prou la valeur de ta voiture.
Bien cordialement
Bernard

Benjamin  a écrit le 14/07/2017

Bonjour Bernard. Je suis fan de votre travail ! Je suis moi-même passionné de vieille mécanique et j’aimerais vous poser une petite question technique a propos de ma Mustang V8 de 78 : elle a un sympathique Windsor 302 qui envoie dificilement 140 ch. J’aimerais donner un petit coup de fouet a me belle et en lisant vos articles j’ai eu une révélation : arbre a cam « plus pointu », culasse de 351 Cleveland, carburateur 4 corps et échappement inox. Vous en pensez quoi ? Ça vaut le coup ? Y’a plus simple et plus efficace ? Merci pour vos lumières !
Benjamin.

nanard289 répond le 14/05/2017

Bonjour,
Le couple résistant de l’arbre d’une pompe à injection – que ce soit pour un 4 ou un 6 cylindres – est très faible. La principale résistance à vaincre reste la compression de l’essence par chaque piston pour ouvrir les injecteurs (soit un couple estimé autour de 10 m.N à 2000 tr/mn à pleine charge). La plupart des courroies crantées utilisées dans les années soixante avaient une durée de vie de plus de 10 ans!
Bien cordialement.
Bernard

Corbier Thomas a écrit le 10/05/2017

je m’intéresse à la pompe Kugelfischer mais pour une porsche. Savez quel couple il faut pour entrainement de celle-ci?
Merci d’avance

nanard289 répond le 31/03/2017

Bonsoir Michael.
Les bouchons et les clapets d’aspiration ne sont pas appairés et sont parfaitement interchangeables. Le serrage « à fond » n’est pas un terme utilisé par des mécaniciens car il ne signifie pas grand chose. Comme dans la plupart des cas, les assemblages boulonnés – même les plus ordinaires – ont un couple de serrage à respecter. Ici, la recommandation Peugeot est de 5 mkg (environ 50 mN).
Cordialement
Bernard

 

Michael a écrit le  29/03/2017

Bonjour merci pour ce tuto fort interessant, je viens de changer les joints torique des vis d’aspirations, et j’ai quelques questions :
- les 4 vis d’aspirations sont elle interchangeable, exemple si je les démontent tous et que je ne remet pas la vis sur le bon trou est ce grave ?
- dois je les serrer a fond ou dois je respecter un couple ?

Par avance merci

nanard289 répond le 23/02/2017

Bonsoir,
Au risque de vous décevoir, je ne suis pas le nanard de la coupe Gord. Dans ma jeunesse, je sévissais dans les courses de moto … on ne peut pas être partout! ;)
Pour la pompe Kugel:
Question 1: OUI le sens de rotation est impératif (sens horaire vu du coté poulie) et ceci pour deux raisons:
- le profil des cames qui commandent les poussoirs qui agissent sur les pistons est asymétrique: la rampe qui commande la phase d’injection est raide (entre 30 et 60°) tandis que la rampe de redescente (phase d’aspiration d’essence) est beaucoup plus douce (plus de 180°)
- la came « patate » qui assure la correction de richesse selon le régime moteur (variation angulaire) fonctionne comme un compteur de vitesse (aimant tournant, disque et ressort antagoniste) et a donc aussi un sens de rotation directionnel.
Question 2: oui, le raccord de retour calibré est nécessaire pour maintenir un delta P supérieur à 1 bar entre le circuit aller et le circuit retour. On rappelle à ce sujet que la pression d’essence interne contribue à repousser l’ensemble piston/poussoir en phase d’aspiration (c.à.d quand le piston redescend).
Bien cordialement
Bernard

Marcou 32  a écrit le 23/02/2017

Bonsoir Nanar,
J’ai grand plaisir à découvrir tardivement votre site,merci de mettre votre expérience et compétence au services de nous tous,chapeau bas.
Êtes vous Nanar de la fameuse et bien mythique coupe gord des années de notre jeunesse passée ?
Petites questions:
Concernant la pompe kugel?
Le sens de rotation de la pompe est il impératif,le raccord calibré de sortie retour est il obligatoire?
Merci au plaisir de vous lire.

charles a écrit le 8 Février 2017

Bonjour,

Meme question que Richard

Auriez vous une référence à nous conseiller?

Un grand merci au passage pour votre site ;)

nanard289 répond le 20/01/2017

Bonjour,
Merci de votre commentaire pertinent. Votre constat est exactement le même que le notre, mais n’ayant pas voulu ouvrir de polémique stérile entre les différents intervenants (le traitement thermique a été réalisé après le retaillage par une autre société), nous en avons conclu – à défaut de pouvoir produire une preuve quelconque – qu’il avait du se casser « pendant le transport ». Pour l’AàC de remplacement, une nitruration a été faite par le rectifieur lui même. Ne disposant malheureusement pas d’un certificat matière de ces pièces anciennes nous ne pouvons que faire confiance à nos interlocuteurs … quand nous avons la chance de pouvoir les rencontrer! Pour les goujons que nous avons réalisés en remplacement des vis de culasse d’origine et nos nouveaux axes de culbuteurs, nous avons eu beaucoup de difficultés à trouver une société de traitements thermiques qui accepte de nous faire une trempe à l’huile avec un revenu. Les simples particuliers que nous sommes (qui sont pourtant bons payeurs), se font souvent fermer la porte au nez par de nombreuses entreprises dont la politique est exclusivement orientée sur les gros chiffres d’affaire. Difficile de pouvoir entreprendre quoi que ce soit dans ces conditions environnementales hostiles à toute créativité!

 

M.Bonvoisin a écrit le 20 Janvier 2017

Bonsoir,
Concerne partie 2 – arbre à cames retaillées pour le 1800cc mis à jour le 4.4.2014.
« Le 1er exemplaire qui revient cassé » Si le traitement Tenifer a été correctement effectué, il faut vraiment avoir voulu le casser (transport..par parachutage!). J’imagine plus sérieusement une opération de redressage qui a mal tourné, d’autant plus que vous n’avez pas constaté de traces de défaut. La nuance d’acier est-elle connue et l’autre pièce destinée à la nitruration est- elle de même composition? Ces opérations sont-elles effectuées pièces suspendues verticalement pour éviter au maximum les déformations.
Pour les TT de surface, on préconise quand cela est possible un échantillon du même métal, même coulée, même TT (trempe et revenu)avec une face présentant le même état de surface que la pièce à traiter.Au besoin tiré d’une sur-longueur.
Cet échantillon enfourné avec la pièce permet de contrôler niveau de dureté et épaisseur de couches. L’échantillon était souvent attaché à la pièce avec un petit fil en inox 18/8.
Pour des pièces usinées de grandes valeurs, ce petit surcoût en vaut la peine.
Ce sont là comme vous l’avez deviné des souvenirs professionnel de plus de 20 ans.
Bien cordialement,
M.G

nanard289 répond le 07/01/2017

Bonsoir Laurent
Oui, on peut déjà se faire une petite idée du caractère d’un AàC rien qu’en observant son profil, mais quelques mesures pour relever son diagramme seraient beaucoup plus significatives. Si les cames « rondes » sont révélatrices d’un moteur performant, ce n’est pas suffisant comme critère de jugement. A minima, à défaut de faire un relevé angulaire, il faudrait déterminer la levée maximale des soupapes (AD et EC) qui est fonction de la levée de la came et du bras de levier du linguet et qui constitue déjà un bon indice. Les moteurs RS 2000 sont équipés je crois d’un double arbres à cames (DOHC) avec 16 soupapes et sont sans point commun avec le Pinto.
Bien cordialement
Bernard

LAURENT27W a écrit le 07/01/2017

Bonjour,
J’ai acheté, d’occasion, un arbre à cames de moteur Ford Pinto, je suppose qu’il provient d’une Escort RS2000.
Aucune des inscriptions qu’il porte me permet de l’identifier.
Peut-on identifier le caractère (standard, rally) de celui-ci rien qu’en voyant son profil, le mien à le haut de came très arrondi, ce n’est pas de l »usure. Photos sur demande.
Je n’ai aucun moyen de mesure des degrés de levée.
Laurent.

nanard289 répond le 07/01/2017

Bonsoir Robert

Félicitations et tous mes voeux de santé pour ta BSH qui grace à tes bons soins va reprendre de la jeunesse. Ton choix de motorisation R12 est assez surprenant, j’aurais plutôt vu un 1300 Gordini ou bien un 1600S qui sont un peu plus nobles … mais aussi de plus en plus rares. Comme tu le dis, nous ne sommes que des hommes et la perfection n’est pas de notre monde. C’est pareil pour tout le monde! L’essentiel c’est que tu arrives à refaire rouler une voiture rare qui témoigne de cette période extraordinaire qu’ont eu les voitures françaises sportives dans les années 60-70 et qui font parties de notre patrimoine national. Si tu souhaites rendre visite à Michel Camus, il a son atelier en région parisienne à Bondy et tu peux le joindre au 06 14 24 84 14 pour prendre rendez-vous. Bien cordialement et bonne fin de travaux pour ta restauration originale

Bernard

lalet robert a écrit le 19/12/2016

bonjour,
j’aimerai entrer en contact avec vous (et votre ami michel CAMUS) je bricole du Renault (R 12) pour ma vieille BSH (ancienne groupe 6) je la possède depuis 1973!!! je suis un solitaire autodidacte et j’admire votre savoir et vos réalisation . j’ai tout réalisé seul ,chassis, carrosserie,ce n’est pas parfait mais elle ne doit rien à personne!!
cordialement

nanard289 répond le 14/12/2016

Il n’y a pas à ma connaissance de procédure d’un réglage « approchant » autre qu’un remontage conforme au montage initial (à cette fin, mettre une touche de peinture sur le gros filetage qui met le ressort en précontrainte avant démontage).  Le remplacement de la membrane de la cloche nécessite un passage au banc (avec son correcteur altimétrique) pour ré-étalonner le dosage de la pompe.

denis a écrit le 14/12/2016

bonsoir.
j’ai commencé à nettoyer ma pompe et j’ai demonté la cloche avec le gros ressort pour nettoyer le circuit et controler mes membranes car cette pompe est restée plus de 20 ans sans servir.
connaissez vous la methode d’un reglage « approchant » avant le passage au banc pour bien positionner ce ressort au remontage?
merci
denis

nanard289 répond le 09/12/2016

Bonjour,
Merci pour votre intérêt sur les bielles en général, mais permettez moi de nuancer votre jugement sur la technologie récente des bielles dites à chapeau « brisé ». Cette nouvelle conception adoptée notamment par BMW au début des années quatre vingt dix sur ses moteurs V8, permet de supprimer l’usinage du plan de joint de la tête de bielle et la mise en place de bagues (ou pions) de centrage pour éviter un glissement latéral quelconque du chapeau. En effet, l’acier spécifique retenu pour la fabrication de ces bielles laisse une cassure à gros grains qui va garantir une seule position possible du chapeau par rapport au corps de la bielle ce qui va après assemblage, interdire tout risque de glissement latéral en supprimant tout usinage. Attention cependant au démontage de ne pas dépareiller les bielles de leur chapeau! Cette technique qui requiert une mise en oeuvre particulière avec un outillage et des aciers spécifiques reste toutefois marginale, mais originale et astucieuse malgré le coté brutal de sa réalisation.
Coté bielles anciennes, n’étant pas du tout un fanatique de la pièce d’origine, je n’ai malheureusement rien gardé (les bielles modernes sont plus sécurisantes). Toutefois, je peux vous expédier une bielle de compétition usagée datant des années quatre vingt …

Bielle a chapeau brise

Photo (source « Histomobile ») d’une bielle à chapeau brisé. On remarque l’absence d’usinage du plan de joint et le rapprochement maximum des vis de fixation rendu possible par l’absence des bagues de centrage. Ceci permet de réduire la largeur de la tête … et son poids!

 

M.Bonvoisin a écrit le 7 décembre 2016

Bonjour,
Elles sont splendides ces bielles Carrillo mais je me suis laissé dire que en construction automobile de grandes séries, les bielles étaient coulées avec leurs chapeaux. La section comprise entre bielle et chapeau comporte intentionnellement une section faible, qui cassée servait de plan de joints. Est-ce plausible une telle « barbarie »?
A une certaine époque, les flancs des bielles de moteur poussé étaient allégés suivant un plan parallèle aux manetons. Maintenant,
l’allègement est fait sur l’autre axe de symétrie.
Auriez-vous dans vos réserves une bielle d’ancien moteur de compétition afin que un passionné puisse se faire une idée de l’évolution technique et son pourquoi.
Merci d’avance
M.Bonvoisin

 

nanard289 répond le 09/12/2016

Bonjour Christophe
Il y a deux obstacles à franchir pour cela:
- Les tiges de culbuteurs installées sur le bloc fonte d’une R5TS sont plus fines et plus longues que celles sur les blocs 1600 alu que nous fabriquons. Il faut donc dans un premier temps s’assurer qu’il est possible d’agrandir les passages dans la culasse (trous oblongs de 10 x 11 mm mini).
- les rotules coté poussoirs et les cuvettes coté culbuteurs ont-elles les mêmes diamètres que sur un moteur Renault de 1600 cc?
Dans l’expectative, veuillez m’indiquer la longueur hors tout d’une de vos tiges pour que je puisse vous envoyer un échantillon.  Ceci vous permettra d’une part de voir la possibilité du passage de la tige à travers la culasse et d’autre part de vérifier la compatibilité des embouts sphériques (mâle et femelle)
Bien cordialement
Bernard

 

christophe a écrit le 7 décembre 2016

Bonjour,
j’aimerais preparer un moteur C 1400 C2J d’une R5TS. Je suis très interessé par vos tiges de culbu allegeés et aimerais savoir si vous pourriez m’en realiser un jeu ?

merci d’avance pour votre réponse.

christophe

 

nanard289 répond le 29/11/2016

Bon, comme vous l’aurez remarqué, nos explications restent très souvent superficielles pour ne pas s’enliser dans des détails trop techniques qui pourraient ennuyer une majorité de nos lecteurs. Le propos était ici de rappeler que le jeu aux soupapes est principalement conditionné par l’allongement des queues de soupapes du à leur température de fonctionnement et non à l’allongement des tiges qui est minime (et compensé par la dilatation de la culasse). Pour régler ce problème de jeu avec de nouvelles tiges, plutôt que de donner une note de calcul complexe et hermétique pour beaucoup, nous proposons de faire un réglage à chaud en reprenant les recommandations du constructeur. A propos des différents alliages de soupape utilisés, on rappellera à ce sujet que les soupapes en titane qui se généralisent aujourd’hui dans les préparations poussées ont une dilatation plus importante … et qu’il faut bien entendu en  tenir compte.

M.Bonvoisin a écrit le 29 novembre 2016

Bonsoir,
Concerne: votre réponse du 22 janvier 2012 à « Claude »
Vous écrivez: « …la soupape d’échappement travaillant à une température plus élevée, s’allonge d’avantage ».
Peut-être pourrait-on ajouter : les soupapes d’échappement vu leurs contraintes, sont réalisées dans des aciers (ou même alliages)beaucoup plus chargés en éléments d’additions: Cr-Mi-Tu.
Ces aciers parfois même amagnétiques ont un coefficient de dilatation nettement plus élevé que ceux, moins alliés, utilisés pour les soupapes d’admission.
Il y aurait beaucoup à écrire au sujet des soupapes, mais comme vous le rappelez souvent, il faut rester aux grandes lignes!
Bonne soirée,
Bonvoisin

nanard289 répond le 22/11/2016

Monsieur Bonvoisin bonsoir,
Contrairement au journal de Tintin qui limitait l’âge maxi de ses lecteurs à 77 ans, le Drink Team est fier de vous compter parmi ses fidèles et de retenir votre attention.
Le shot peening est un traitement de surface mécanique grandement utilisé dans l’industrie métallurgique. Il permet de donner une dureté superficielle à une pièce (généralement en alliage ferreux, mais également en alliage légers) par écrouissage de surface et d’augmenter ainsi la résistance globale de sa structure. On l’utilise généralement sur des pièces de faibles ou moyens volumes, soumises à des contraintes mécaniques importantes comme des culbuteurs, des bielles ou des dentures de pignon. Néanmoins, le shot peening reste une forme de grenaillage. Par contre, si le micro-billage améliore l’aspect visuel (nettoyage), on est bien d’accord qu’il ne renforce pas grand chose à la structure de la pièce.
Pour les moteurs à carter sec, le gain principal vient du vide qui se forme dans le carter (les pompes de retour aspirent un mélange air/huile) ce qui facilite grandement la rotation du vilebrequin. Un vilebrequin se comporte comme une hélice et en déplaçant de l’air à l’intérieur du carter, absorbe une partie de l’énergie. Plus l’air est raréfié et plus les pertes aérodynamiques de l’embiellage sont faibles. Dans le même esprit, les projections d’huile étant moins abondantes car plus vite aspirées, la tension des segments racleurs peut être réduite pour minimiser les pertes par friction. Les gains obtenus ici et là pris chacun indépendamment ne sont pas spectaculaires, mais pris ensemble constituent un apport de puissance sensible qui a contribué à généraliser la mise en oeuvre des carters secs pour les moteurs de compétition dans les années soixante … à l’époque ou nous étions encore jeunes

M.Bonvoisin a écrit le 22 novembre 2016

Bonjour,
Bien que octogénaire, la mécanique me passionne toujours et spécialement vos rubriques.
Comme vous l’expliquez très bien, le graissage dit a carter sec et ses dérivés évite les accidents dû aux dé-jaugeages mais vous y voyez aussi un plus au point de vue rendement notamment du côté de la segmentation. Pouvez-vous nous en dire plus?
Dans un autre domaine, avez-vous expérimenté le « shot-peening » que certains, il me semble confondent avec le grenaillage ou le micro-billage.
Avec mes remerciements anticipés,
M.Bonvoisin

nanard289 répond le 26/09/2016

Bonjour Patrick et merci pour vos appréciations. Les symptômes que vous décrivez semblent confirmer un manque d’essence plus ou moins important sur 2 cylindres. Ce manque d’essence peut être imputable aux clapets d’aspiration correspondants, mais moins probablement à une usure de 2 pistons de la pompe (l’usure est la même pour tous). La pompe électrique de gavage en limite basse peut être la cause, mais n’est pas une information suffisante. Il est préférable de n’avoir que 1,2 bar à plein débit (soit environ 2 l/mn) que 1,5 bar avec un débit nul. Dans tous les cas, il faut nettoyer les filtres à essence et la crépine d’aspiration dans le réservoir. Ne pas hésiter à les supprimer s’ils sont corrodés (ceux montés au pied des clapets d’aspiration tombent souvent en poussière après 40 ans de bons et loyaux services, de même que celui à l’intérieur de la vis d’arrivée). Avez vous tenté d’actionner plus ou moins le starter à la vitesse maxi pour observer le comportement du moteur? Pour le remplacement des clapets, je vous suggère de procéder en deux temps. D’abord en ne remplaçant que les clapets d’admission supposés défectueux (1 et 3) puis ceux de refoulement. Si ces tests ne sont pas révélateurs, on peut craindre une usure des cames qui actionnent les poussoirs des pistons. Si pour une raison quelconque un (voir plusieurs) poussoir ne tourne plus pendant sa levée, la came correspondante s’use alors très vite et la quantité d’essence injectée dans le cylindre correspondant est affectée d’autant.
Bonnes investigations.
Bernard

IMG_1708

Exemple de cames usées (cames N° 1 et 2) du à un grippage en rotation du poussoir associé (lui aussi fortement usé)

Patrick a écrit le 21 Septembre 2016

Bonjour Bernard,
Tout d’abord un grand merci pour les infos techniques et pratiques.
Je suis admiratif et je reverais de faire une visite de l’atelier/laboratoire!
J’ai une injection KF, qui me pose un soucis et je n’arrive pas à monter en puissance (accélération forte, pleine vitesse maximale 110 )
Au ralenti, ma 404 tourne bien, et en accélérant à vide, on sent déjà des légères vibrations au dela de 3000 tr/mn.
L’injection KF se comprend bien, mais le diagnostic pratique est plus compliqué…
Le seule fait est sur les bougies, 2 sur 4 sont plus sèches (1 et 3)
* mes injecteurs semblent bons (j,ai une pompe pour les contrôler )
* je penche pour une fuite interne, et il faudrait que j’essaie de changer les clapets, mais c’est dur d’être sur du composant mis à la place!
Une question : j’ai trouvé une information qui disait que la pression de la pompe servait aussi à pousser les pistons en aide aux ressorts
J’ai une pompe qui est en limite basse, cela te semble une explication possible?
Merci beaucoup pour l’expertise,
Cordialement
Patrick

Jean-Pierre a écrit le 21 Septembre 2016

Bonjour Nanard,
Certes les réactions sur le forum étaient discutables, voire inappropriées, mais au moins ça aura eu le mérite de faire connaître l’astucieux travail que vous avez réalisé ainsi que l’admirable pédagogie que vous avez déployée pour le présenter au public ! En tant qu’ingénieur et bricoleur à mes heures, je suis impressionné…
Bravo donc !
Toutefois je ne suis pas sûr d’avoir bien compris comment vous faites pour aligner les pignons sur leur axe conique…
Ayant une 504 au passé incertain, j’envisage de réviser un jour la pompe et d’en profiter pour (peut-être) franchir aussi le pas de la chaîne (si je peux me permettre ce mauvais jeu de mots…).
S’il vous en reste en stock à quel prix souhaitez-vous vendre vos kits ? Est-ce qu’ils comprennent le système de graissage additionnel ? Est-ce qu’ils nécessitent un ajustement (usinage ou autre) pour s’adapter à chaque moteur ?
Bien cordialement
Jean-Pierre

nanard289 répond le 12/09/2016

Bon reprenons les hypothèses du départ:

- La voiture démarre bien à  froid

- A chaud elle ne démarre que sur 3 cylindres (un cylindre d’ordre aléatoire ne « donne » pas) .

Question 1:  comment discriminez vous  un manque d’essence à chaud ? (Est ce après avoir vérifié le fonctionnement des injecteurs sortis des porte injecteurs au bout de leur tuyau?)

Question 2: êtes vous sûr de votre système d’allumage ? (bobine, vis platinées, bougies, fils de bougie ou connectique diverse ?)

Dans tous les cas, la vérification du fonctionnement des poussoirs est possible à vérifier en ne démontant que le bloc hydraulique:

IMG_8640

Aperçu ici des quatre poussoirs qui émergent du siège (là où reposent les pistons) chacun à leur tour, que l’on peut observer en actionnant le démarreur une fois la tête hydraulique démontée

Après avoir démonté la tête hydraulique de la pompe à injection, débranché la pompe électrique et démonté les bougies, on actionne le démarreur et on observe la course des pistons en vérifiant que chacun descend bien d’environ 3 mm à chaque tour (il faut être à deux faire pour cette manœuvre)

Pour mesurer la pression d’essence, il faut un manomètre et le raccorder sur l’arrivée d’essence de la pompe à injection.

Une pompe neuve n’exclue pas des filtres colmatés … et il y en a plusieurs sur le parcours!

Un dysfonctionnement du starter automatique (capsule thermostatique) peut affecter également le démarrage à chaud  …. par excès d’essence

Bonnes investigations

 

Ladreyt a écrit le 12/09/2016

Bonsoir, merci pour la réponse rapide, j’ai juste oublié de préciser que des fois cela change, des fois c’est le 1er cylindre, puis le 4eme, c’est pour ça que je me suis posé la question sur la partie arrière de la pompe (arbre à came, poussoirs et ressort de poussoir) peut être grippé. Je précise que cette auto était resté 25 ans arrêté avant que je mette les mains dedans. Par contre, comment contrôler la pression d’une pompe de gavage? sachant quelle est neuve. Merci d’avance pour la réponse, cordialement.

nanard289 répond le 10/09/2016

Bonsoir
Merci de l’intérêt que vous semblez accorder à notre modeste blog de bricoleur. Bien que n’ayant pas de Peugeot, j’ai du me familiariser avec cette pompe à injection si particulière pour en adapter une sur un moteur Renault que nous avons grandement modifié. Dans le problème que vous décrivez, il ne faut bien sur rien écarter, mais le poussoir grippé est assez improbable (sauf s’il n’y a plus d’huile dans la pompe). Dans tous les cas, il est possible de ne démonter que le bloc hydraulique pour pouvoir inspecter pistons et poussoirs sans être obligé de sortir la pompe complète. Pour cherchez la cause à ce problème, je vous propose d’abord d’inverser les clapets admission et refoulement du cylindre 3 et de les permuter avec ceux du cylindre 2. Cette manipulation n’est pas très compliqué à réaliser et peut vous permettre soit de mettre en évidence un clapet défectueux (dans le cas ou le mal est reporté sur le deuxième cylindre), soit de les innocenter pour aller voir plus en avant du coté des poussoirs. A ce propos, ce n’est pas simplement le petit ressort qui repousse le poussoir sur la came pendant la phase de remplissage en essence du piston, mais la pression d’essence qui repousse l’ensemble piston/poussoirs. On voit donc l’intérêt qu’il y a de vérifier la pression d’essence de la pompe électrique à l’arrivée sur la Kugelfischer qui de mémoire doit normalement se situer entre 1,7 et 2 bars (à vérifier).
Coté courroie cranté communément appelé « courroie Sedis », je crois que Peugeot Collection à relancé une nouvelle fabrication de ce produit qui parait-il serait maintenant fiable … mais pas bon marché! Toutefois, pour contourner cette contrainte de marché captif, j’ai adapté pour un ami un kit de remplacement de cette fameuse courroie par une chaine … et ça marche très bien. Cette modification est décrite en détail ici:
http://nanard289.unblog.fr/presentation/divers/courroie-sedis-de-504-a-injection-la-controverse/    à l’attention des personnes qui voudraient se lancer dans la transformation.
Bien cordialement
Bernard

Ladreyt a écrit le 10/09/2016

Bonjour, je me permet de vous écrire car ce « tuto » est tout simplement très intéressant. Je suis l’heureux propriétaire d’une Peugeot 504 coupé 2.0 automatique, et je vous remercie pour les lumières apportées sur la partie « arrière » de la pompe, n’osant pas la démonter de peur que la courroie cranté casse et bien elle est introuvable à ma connaissance. Pourrais je avoir vôtre avis concernant un soucis sur cette pompe. La mienne à en partie était démonté puis passé au bac a ultra son, les pistons coulissant bien dans leurs logement. Mais il arrive fréquemment pour ne pas dire sans arrêt, qu’une fois la voiture démarré a froid elle tourne sur ses quatre pattes, puis une fois arrêté pendant 1/4 d’heure, elle a du mal à redémarrer, et ne tourne plus que sur 3 cylindres, le piston 3 ne recevant plus de carburant depuis la pompe, puis au bout d’un moment cela revient puis etc. A vôtre avis cela peut il venir d’un grippage sur un des poussoirs qui se trouve derrière le balancier? Dans l’attente d’une réponse, cordialement

 

nanard289 répond le 1/09/2016

Bonjour Denis.
Merci pour appréciation positive, l’un des membres du forum des anciennes Peugeot à eu une réaction plus … primaire. Le coupé 504 Peugeot de notre ami a du faire environ 5000 km depuis la modification telle que décrite et apparemment il n’y a aucun soucis. Après 2000km, je lui avais demandé de démonter le carter pour vérifier l’état et la tension de la chaine mais je n’ai jamais eu de retour. Honnêtement d’ailleurs, on ne voit pas pourquoi il y en aurait! Sinon oui, il me reste quelques pignons.
Cordialement
Bernard

denis a écrit le 1/09/2016

bonjour Nanard
avez vous validé ce montage dans le temps? je trouve ce reportage très bien fait.
il vous reste des pignons?
cordialement

 

Patrick a écrit le 11/06/2016 au sujet du tarage des injecteurs mécaniques

Salut, votre explication tres bien definis merci beaucoup.

 

nanard289 répond le 15/03/2016

Bonjour,
Content de recevoir des compliments d’un passionné avec lesquels nous avons toujours plaisir à partager les problèmes rencontrés et les solutions adoptées, aussi bien pour des travaux de restauration que de préparation sur des voitures anciennes. Pardon de vous inquiéter avec notre silence radio, il n’est pas lié à des problèmes de santé mais plus banalement à des soucis de gestion de nos priorités du moment. Ce break imposé n’est que momentané car nous avons encore beaucoup de travaux à terminer … et de réflexions à partager.
Cordialement
Bernard

 Jb Berret écrit le 15/03/2016 à 0:42

Bonjour, Je vous remercie pour tout ce que vous nous avez fait partager, j’ai rarement vu un blog de restauration aussi intéressant, avec des restaurateurs qui ont des connaissances énormes. Je suis un peu inquiet, parce que c’est le silence depuis un moment, j’espère que la cause n’est pas grave, pensez vous continuer à nous passionner ? Merci. Cordialement. jb

nanard289 répond le 23/12/2015

Bonjour Georges
Merci de commenter positivement nos bidouilles, même si l’adjectif « jolie » généreusement attribué ici à propos de notre pompe à tarer improvisée, n’est pas tout à fait adapté! Le gazole n’est pas un liquide très agressif et il ne nous parait pas nécessaire d’interposer un pot de liquide tampon à membrane (avec généralement de la glycérine) pour cette application. N’importe quel manomètre à tube de bourdon doit faire l’affaire dans la mesure où son échelle est compatible avec les valeurs à mesurer. Pour conserver la mémoire de la valeur maxi atteinte, on peut – si l’on a pas un manomètre à mouchard – contourner la difficulté en installant un simple clapet anti-retour (avec un robinet de purge). C’est ce principe qui est utilisé sur les mesures de compression des cylindres.
Joyeuses fêtes de fin d’année et cordialement à vous.
L’équipe du Drink Team

Georges écrit le 23/12/2015

Bonjour, Jolie pompe à tarer! J’ai une pompe à tarer dont je souhaiterai changer le manometre. Savez vous quel type de mano faut il pour l’utiliser avec du gasole? Aussi est il possible d’incorporer à la pompe, un système qui garderai la lecture la plus haute après l’ouverture de l’injecteur? Afin de lire, vous l’avez compris, la pression mesuré avec plus de précision. Merci d’avance. Cordialement Georges

nanard289 répond le 05/12/2015

Bonsoir,
Tu trouveras assez facilement ce type de pompe à huile d’occasion sur e.Bay.com comme ici par exemple http://www.ebay.com/itm/NASCAR-JOHNSONS-2-STAGE-REAR-END-PUMP-250-WITH-6-PULLEY-MOUNT-WITH-BOLTS-/381056573973?hash=item58b8bde215:g:Nd0AAOSwKrxUamPY&vxp=mtr
Cela dit, pour réaliser une filtration externe une pompe simple étage devrait très bien convenir.
Cordialement
Bernard

Patrice écrit le 05/12/2015

bonjour je recherche ce type de pompe à huile pour faire une filtration externe sur une Panhard merci

 

nanard289 répond le 02/12/2015

Bonjour Olivier,
Merci de regarder mes vidéos mais je ne suis malheureusement pas l’heureux propriétaire d’un RF4. Pour ta recherche d’injecteurs, l’offre est plus réduite que la demande mais on en trouve encore quelques uns sur des épaves de Peugeot 504 TI. J’en ai vendu un jeu de 4 il y a quelques mois sur le Bon Coin à une personne qui vient de m’apprendre que finalement, ce ne sont pas des DLO20D qu’il voulait. Tu peux peut-être le contacter (voici son mail : dominique.kieffer@creditmutuel.fr ) pour savoir s’il ne voudrait pas te les revendre?
Cordialement
Bernard

Olivier écrit le 05/12/2015:

bonjour Bernard
je pense avoir reconnu ta voix sue une de tes vidéos.
donc si tu aime les sf 25 ou 28 et si tu es bien propriétaire d’un RF4 alors on se connait puisque tu as déjà essayé ma bécane.
je cherche désespérément des injecteurs DLO20D pour KF5…
peux tu m’aider?

nanard289 écrit le 02/12/2015

Bonsoir David

Pour avoir une idée du prix de la préparation des tes culasses, il te faut contacter Michel Camus  au 06 14 24 84 14 . C’est lui qui réalise les différents usinages qui améliorent les échanges gazeux en lui précisant exactement ce que tu souhaiterais. Le prix est bien sur dépendant du niveau de performance escomptée. Il va de quelques centaines d’euros pour une simple reprise des conduits mais peut allégrement dépasser le millier d’euros si tu veux aussi augmenter la taille de tes soupapes et remplacer les sièges.  Coté fiabilisation, c’est essentiellement le bas moteur qui est concerné et dépend toujours de ton cahier des charges. Il peut être effectivement nécessaire de renforcer l’embiellage et de revoir le débit du circuit de graissage. Comme les moteurs V6 PRV ont été largement diffusés sur le marché français, je pense qu’il est préférable d’en acheter un d’occasion (l’état est indifférent) pour récupérer les culasses, le bloc et les accessoires. Ceci permet d’une part de minimiser  la durée d’immobilisation de la voiture pendant la période d’usinage des culasses et d’autre part, ça permet de remettre facilement ton moteur en configuration d’origine si besoin est.

Bonne chance dans ton projet.

David écrit le 02/12/2015

bonjour je suis intéressé par le prix d’une préparation complète  des culasses a conduit redresser  pour mon Alpine 2L7 A 310 V6 phase 2 de 1982 d’origine ,j’ai des collecteurs 3en1 Valendru, faut-il prévoir d’autres modification pour fiabiliser cette puissance ,comment se passe le début du projet ,faut-il que je trouve des culasses d’occasion ?,merci ,toujours un plaisir de vous lire

 

nanard289 écrit le 02/12/2015

Bonsoir et merci de votre sympathique clin d’œil qui entretien la légende Alpine. Notre projet de moteur 1800 est actuellement en standby mais dès 2016, nous devrions pouvoir repartir sur un bon pied et terminer enfin ce moteur de fous. Cela me permettra j’espère d’écrire une page sur les performances mesurées … quel que soit le verdict du banc de puissance.

 

jbberret écrit le 02/12/2015

Bonsoir,
Merci pour ce blog détaillé, passionnant, on ne sait plus quoi admirer entre votre adresse, vos connaissances techniques ou votre modestie, j’ai du plaisir à parcourir ce blog pour la 3° fois.
Mes rapports avec la berlinette se résument à 2 choses :
1- réfection d’un moteur de 1300s surnomée la mayonnaise à cause de sa couleur, avec énorme galère à l’époque ou elle était encore vendue pour trouver les pièces ( joints d’embase fourni uniquement par Dieppe en…..3semaines, d’ou un voyae de noces du propriétaire en 2cv ), à l’époque, j’étais étudiant en….pharmacie !!!! et pas le meilleur en mécanique.
Il y avait une mode à la fac de Bordeaux et en mèdecine, il y avait une 1300s, une 1600s ( que son propriétaire ne savait pas conduire ) et une 1300s préparée chez Collomb en 1600.
2-il y a peu, la pompiste de ma station, suite à une parole que j’avais prononcée m’a dit : ma soeur et moi, on a une berlinette qui appartenait à notre père, notre garaiste voulait nous la racheter 4000 euros parce que le moteur est fendu, mais on n’a pas voulu…..
Je lui ai donc fait un petit topo sur la berlinette et sa valeur, lui ai demandé des photos pour en parler sur un forum.
Je n’ai pas eu de nouvelles, jusqu’au jour ou elle m’a dit » on l’a vendue 30000 euros ».
En parlant, elle m’a dit que c’est un des premiers modèles à avoir fait des compéticions.
Je lui ai demandé si il y avait une trappe sur le côté de l’aile arrière droite, elle m’a répondu….je crois que oui…..ah, les femmes.
Je lui ai dit en conclusion qu’elle aurait mieux fait de me montrer des photos !!!!
Voila m petite expérience en berlinette, je n’aurais jamais pensé participer à une sortie de rane même si je n’ai jamais vu l’auto…
Un souvenir, pour finir, quan il pleuvait, les plafonniers ( de R8 ) placéssous le tableau de bord de chaque côté se remplissaient d’eau quand il pleuvait bien que l’auto n’ait jamais tapé, elle était neuve, au départ.
Continuez à nous faire rêver avec ce blog, je vous souhaite une bonne progression dans vos travaux

nanard289 écrit le 26/11/2015

Bonjour Kartmann

Merci pour ton commentaire élogieux qui nous conforte dans notre démarche. Selon le grand architecte Viollet le Duc, la restauration d’une maison ancienne, d’un château ou d’un monument historique ne consistait pas à reconstruire à l’identique de façon simpliste les parties outragées par le temps, mais à réaménager intelligemment l’intérieur de l’édifice pour que son habitation reste confortable, tout en conservant son style  d’époque pour ne pas le dénaturer. C’est un exercice difficile qui ne plait pas à tout le monde et il a été sévèrement critiqué en son temps par quelques architectes intégristes jaloux de son succès médiatique. Dans le domaine de la voiture ancienne l’approche me parait similaire et – sauf à vouloir conserver la voiture « dans son jus » pour un musée – il ne faut pas craindre de faire quelques modifications qui améliorent la sécurité, ne serait-ce que par égard des autres automobilistes avec lesquels nous partageons la route.
Bien cordialement
Bernard

Kartmann écrit le 26/11/2015

Bonjour, Super site, très intéressant,content de voir que d’autres personnes pense comme moi, si l’on restaure une voiture ce n’est pas pour refaire les mêmes conneries de l’époque et qu’il faut améliorer certaine fonction comme les freins,mettre des fusibles… etc sans aller dans l’excès et en gardent au mieux la morphologie de la voiture. A bientôt dans tes nouvelles aventures!

Cordialement

nanard289 écrit le 26/11/2015

Bonjour David,

Avant de changer le diamètre des pistons de ta pompe Kugelfischer, il me parait judicieux de vérifier sur un injecteur quelle quantité d’essence est injectée sur 40 tours de vilebrequin avec la pompe à pleine charge (accélérateur à fond) mais sans le starter (une petite éprouvette graduée de faible diamètre est suffisante pour cette mesure. Ensuite, tu refais la même opération mais avec le levier du starter tiré à fond. Tu seras certainement surpris de voir que la quantité d’essence injectée est fortement majorée et qu’un contrôle intelligent de ce levier de starter devrait te dispenser d’un changement de piston qui est une opération toujours contraignante.

Cordialement

Bernard

suzanne david écrit le  21/11/2015

Bonjourd bernard je serais  intéressé par votre montage de l électronique sur pompe kugelfischer , si vous pouviez me contacter , je vous en remerci d avance david tel 06092…..

nanard289 écrit le 13/11/2015

Bonjour David
Merci tout d’abord de l’intérêt que vous accordez à notre modeste blog de bricoleurs. Il m’est très difficile de répondre à votre question sans connaître le type exact de moteur V6 dont vous disposez … et de son état de fraicheur. Toutefois, la puissance visée reste ici très raisonnable et même si nous n’avons pas de retour d’expérience des V6 PRV, cela ne doit pas nécessiter de très grosses modifications des culasses. Regardez vers les forums d’Alpine V6, il doit y avoir eu plusieurs réalisations de ce genre déjà faites par des enthousiastes de la marque et décrites en détail.
Bien cordialement
Bernard

david écrit le 13/11/2015

bonjour, vraiment incroyable travail.je m’intéresse a avoir des modifications sur mes culasses alpine V6 ,220 CH me suffiraient ,que me conseilleriez vous et a quel prix ,merci

 

nanard289 écrit: 13 septembre 2015

Bonsoir Marc, Content d’avoir de tes nouvelles et d’apprendre que tu as toujours des projets en cours. Oui, il s’agit bien de ta culasse qui nous a servi (malheureusement) de cobaye sur ce projet. J’ai bien sur été très contrarié par cet échec d’usinage mais je me suis consolé en me disant qu’il y a plus d’enseignement à tirer d’une défaite que d’une victoire. Pour le problème du budget qu’il a fallu investir pour mener ce projet à son terme, nous avons partiellement abordé ce sujet à la fin de la page de présentation de notre 1800cc spécial http://nanard289.unblog.fr/presentation/preparation-dun-moteur-1800cc/ Pour tes problèmes de nettoyage de boite, si tu dois la démonter, je pense qu’un nettoyage fait individuellement pour chaque pièce après son ouverture sera beaucoup plus facile et efficace à réaliser. Pour tes modifications de moteur en général ou de boite de vitesse en particulier, il n’y a pas de secret ni de « sorcellerie de préparateur » mais des solutions de remise en œuvre rationnelle de la mécanique. La barrière entre le bricoleur et le professionnel vient souvent des moyens d’usinage et de la qualité de l’outillage dont dispose ce dernier et dont l’investissement ne se justifie pas pour un simple particulier. Bonne suite dans tes projets avec nos encouragements les plus cordiaux. Bernard

Marc écrit: 13 septembre 2015

Bonjour Bernard ! Au hasard de mes recherches sur interner, je suis tombé sur la page traitant de la culasse du R 16 TS et le prénom « Marc » semble indiquer qu’il s’agit de moi- Même !

Si j’ai bien regardé après un bon départ, la fraise est passée de l’autre côté de la cloison… Dommage ! à l’époque, il y avait moins de précision dans les bruts des pièces

Beaucoup de beau travail, des heures de travail ! mais pas d’indication des budgets alloués ou dépassés Pour ma part, je suis bien loin de tout cela. PB de temps et je ne suis pas encore à la retraite !

Mes préoccupations basiques sont encore « comment nettoyer une boîte et s’assurer qu’il n’y a plus de sable du tout … avant de l’ouvrir ? Comment bien nettoyer l’alu des carters et le garder « nickel »

Côté boîte j’aimerais bien loger une mécanique de R 5 turbo dans la 330 Il y a entre autre le boîtier de différentiel à ré-usiner mais il faut avoir les bonnes cotes et on entre dans la zone réservée des préparateurs qui gardent tout cela… Comme je n’ai pas plus de monnaie que de temps, cela reste en attente…

Bien le bonjour et bon courage ! Marc Lapierre

 

nanard289 écrit: 13 août 2015

Bonjour Charles Merci tout d’abord  de nous dire que tu apprécies notre blog. J’envoie une réponse à tes questions dès que possible à ton adresse Internet. Cordialement Bernard.

CHAUDEY écrit: 13 août 2015

bonjour c est pour un renseignement quelle prix pour faire une culasse grosses soupapes avec les modifs de la rampe culbuteurs de pour ALPINE RENAULT 1600 j ai la culasse d origine .J ai vu votre travail magnifique. merci pour la reponse bonne journee

 

nanard289 écrit: 10 août 2015

Bonjour Thierry.

Sur notre blog « Le Drink Team », nous essayons de partager avec les amateurs de voitures anciennes les solutions que nous avons retenues pour tenter de pallier aux différents problèmes de restauration rencontrés. Ces solutions proposées qui pour des raisons économiques s’écartent parfois des remèdes habituels (souvent plus onéreux) n’engagent que nous et ne sauraient en aucun cas constituer la panacée miracle. Internet est souvent (il faut quand même trier) une mine de renseignement formidable où il existe de multiples forums spécifiques à tel ou tel type de voiture. La 504 n’échappe pas à ce constat; elle suscite suffisamment d’intérêts pour bénéficier d’un forum français et tu peux déjà le consulter. N’ayant pas eu cependant un accueil chaleureux dans ce forum chez les amateurs de 504 Peugeot (un des membres m’a fait passé pour un charlatan parce que j’avais eu l’outrecuidance de proposer sur Internet une solution de remplacement de la fameuse courroie Sédis) je suis devenu frileux pour donner des conseils. A noter que curieusement, le forum allemand des 504 a lui commenté positivement notre nouvelle approche par un simple « Why not! ». Bonne réussite dans ton projet . Bernard

Thierry écrit: 10 août 2015

Bonjour nanard289.je restaure une 504 injection j ai besoin stp de tes conseils pour la pompe injection.stp contactez moi à megustasto@Gmail.com Merci.

 

nanard289 écrit: 12 juillet 2015

Bonjour Jean-Luc, Merci de suivre notre projet « 1800 spécial » et de nous encourager à le poursuivre. Des soucis avec une culasse poreuse nous ont obligé à retourner à la case départ sans toucher 20 000. Nous avons donc récupéré une autre culasse (d’occasion bien sur) qui a de nouveau été confiée à Michel Camus pour réduire l’angles des guides et installer des nouveaux sièges. D’autres soucis également avec les clapets de la Kugelfischer qui manquent d’étanchéité et les vieux injecteurs Bosch qui ont un cône de pulvérisation pitoyable (sièges surement usés par l’érosion). Comme il est très difficile de trouver ces pièces en bon état a un prix raisonnable, j’envisage sérieusement de revenir à une solution carburateurs avec l’installation de deux Weber 48 DCOE busés à 42 mm. Ce projet bien qu’actuellement en stand by, n’est bien sur pas sur pas abandonné et n’attend que notre bonne volonté (et quelques centaines euros) pour repartir du bon pied. Amicalement Bernard

Jean-Luc Roche écrit: 12 juillet 2015

Plus de nouvelles de ce super moteur? Que se passe t-il? Bon j’espère qu’il n’y a rien de grave. En attente de nouvelles, Cdt, JLR

 

nanard289 écrit: 24 juin 2015

Bonjour Hervé Merci de ton clin d’œil sympathique et de ton retour de courtoisie. Je constate cependant qu’en vieillissant, tu vouvoies les anciens du Bouclard d’Alfortville! C’est un peu frustrant car je garde de cette époque un souvenir formidable d’une bande de joyeux drilles. As tu fini de remonter ton 250 Bultaco qui devrait – avec tous les soins que tu lui as prodigués – marcher comme un avion ? Parmi les lecteurs de ce blog consacré principalement à la bidouille mécanique et accessoirement sur l’automobile, il y a quelques motards qui viennent nous voir de temps en temps. Je suis sur que tout comme moi, ils sont ravis de découvrir le MEC et de lire ta prose toujours pleine d’esprit qui indépendamment des sujets traités rend la lecture de ton blog toujours intéressante. Amicalement Bernard

Rappel du lien d’un blog de MEC dont l’originalité et l’humour permanent de son auteur nous rappellent quelques histoires anciennes et font oublier un instant la morosité du temps présent

http://mec-mecaniqueetconvictions.blogspot.fr/

MEC écrit: 23 juin 2015

Bonjour. Je suis le gus derrière le blog MEC que vous avez eu la gentillesse de mettre en lien. J’avoue humblement que je ne vous connaissez pas et que ce n’est qu’en regardant – pour une rare fois – les sources de consultations de mon blog que j’ai découvert que certains de vos lecteurs étaient venus voir ce qui se passait sur MEC (ils ont d’ailleurs dû y être déçu car je n’ai pas une grande culture voiture). Pour vous remercier je vous envoie donc ce mail et j’ai illico mis « the drink » dans les liens de MEC. Cordialement. Hervé

 

nanard289 écrit: 5 juin 2015

Bonjour Rodolphe A 200 euros un joint de culasse de R4L, la pose doit être comprise! Pour info, voici un fournisseur qui pratique des prix plus raisonable https://www.cipere.fr/fr/Renault/R4/Zylinderkopfdichtungen/ANR81298/ Plus sérieusement, pour répondre à tes questions: – Nous avons fait réaliser plusieurs découpes pour réduire le prix de revient unitaire des joints. Un seul joint est utilisé pour le montage. – Notre projet étant pour l’instant en stand-by (notre vieille culasse s’est avérée poreuse), nous avons pas un retour d’expérience significatif. Cependant, suite à un échange d’information avec Nicolas Maurel qui a une bonne expérience des blocs alu chemisés, il semblerai que la meilleure solution consiste à ajouter des « O-rings » métalliques sur le haut des chemises pour garantir l’étanchéité parfaite du joint cuivre. Je vais donc m’orienter vers cette solution qui n’est pas très facile à mettre en œuvre (l’usinage de la gorge est délicat) mais qui a fait ses preuves dans le monde des motoristes. – La découpe à l’eau de 5 joints de culasse (réalisée par la Société Eauridis) nous a couté 200 euros et la bombe de produit qui-va-bien une vingtaine d’euros. Merci de l’intérêt que tu veux bien nous accorder et bonne réussite dans tes projets.

RodolpheR écrit: 5 juin 2015

Bonjour Je suis tombé sur ce blog en cherchant une solution pour éviter de payer un joint de culasse à 200€ pour ma petite 4L (non je ne plaisante pas, elle n’est juste plus trop d’origine). J’ai quelques questions: Je vois sur une des premières photos plusieurs découpes, sont elles assemblées toutes ensemble à la fin pour avoir la bonne épaisseur ou c’est juste du rab? Avec le recul et les quelques mois passés, est ce toujours une bonne solution? La tenue est bonne? (je n’ai jamais essayé d’autres joints que les classiques) A combien est revenu le joint (bombe comprise évidemment)?

Au passage je pense que je vais parcourir les autres pages… je bave déjà devant le 1800 monté avec les injecteur, c’est magnifique et le récit intéressant.

RodolpheR

 

nanard289 écrit: 7 mai 2015

Bonsoir A propos des détails de réalisation, je pense honnêtement que dans ce blog, nous en donnons tout de même pas mal. Certains esprits plus pointus aimeraient peut être approfondir davantage quelques détails de réalisation mais pour ne pas se noyer dans un texte qui deviendrai vite ennuyeux pour la majorité de nos lecteurs, on se contente de rester dans les grandes lignes en faisant un petit zoom de temps en temps sur une particularité qui nous semble intéressante. Notre propos n’est pas ici de dire comment il faut faire – nous n’avons pas cette prétention – mais plus simplement de proposer aux amateurs qui ont la curiosité de s’intéresser à nos divers projets, les solutions originales que nous avons retenues avec les idées motrices qui nous ont orientés face aux différents problèmes rencontrés. Le texte est parfois cafouilleux (mais je me relis tout de même de temps en temps et je corrige), les photos rarement artistiques (mais suffisamment nombreuses) et le dialogue de nos vidéos brut de décoffrage mais tu l’auras remarqué, on ne se prend pas au sérieux et on essaye de communiquer notre bonne humeur.

SRDT écrit: 7 mai 2015

Bonjour, Loin de moi l’idée de critiquer, il se trouve justement que j’aime beaucoup ce genre de devinettes. S’il y avait eu une volonté de garder à tout prix cette pièce secrète il suffisait de pousser plus loin l’allègement et de faire un article succinct, ou tout simplement de ne rien dire! D’ailleurs je trouve qu’il n’y a pas de honte à ne pas vouloir TOUT déballer, hélas ce n’est pas toujours bien vu et beaucoup gardent leurs travaux pour eux sachant qu’il ne pourront pas n’en montrer qu’une partie.

 

nanard289 écrit: 7 mai 2015

Bonsoir François Les poussoirs c’est effectivement un gros boulot, mais en contrepartie c’est aussi un gros gain (de mémoire on doit gagner une vingtaine de grammes sur chaque). Pour les tiges de culbuteur en +4 mm, il ne devrait pas y avoir de problème: tu t’adresses à Michel Camus au 06 14 24 84 14 qui est en charge de leur commercialisation. Pour les écrous 12 pans, il y a deux modèles: le luxe de fabrication ARP (version forgée aux normes aviation à 3 euros pièces) et l’ordinaire (trois fois moins cher) dont il doit m’en rester quelques uns et que je t’enverrais pour que tu puisses voir qu’ils conviennent bien également. Notre projet du « 1800 Drink Team » est actuellement bloqué pour plusieurs raisons: d’abord les clapets de la pompe Kugelfischer sont fuyards et les sièges des injecteurs sont abrasés ce qui donne un très mauvais cône de pulvérisation. Ces pièces devenant de plus en plus rare, sont difficiles à trouver en bon état. Ensuite, la culasse sur laquelle nous avons fait beaucoup de transformations était malheureusement poreuse. J’ai donc entrepris de faire refaire une seconde culasse que nous avons fait imprégner en étuve et tester sous pression avant usinage (modification des guides, des sièges et des conduits). Merci pour tes encouragements, nous ne manquerons pas de donner dans ce blog des nouvelles de notre 1800 dès que nous serons en mesure de le faire.

Le cardinal François écrit: 6 mai 2015

Bonsoir Nanard. J’ai pris exemple sur tes poussoirs pour réalisé les mèmes et c’est du boulot… Aurait tu encore de la matière pour la réalisation et la fourniture d’un jeu de 8 tiges de culbuteurs 4 mm plus long que l’origine et à quel prix ? Pourrait tu aussi me mettre un lien pour la fourniture des ecrous des culbuteurs en 12 pans car je ne lés trouvent qu’au pas de 125, à moin que tu puisse me les fournires.Je me régal à suivre toutes expliquations mais on à plus de nouvelles du moteur de l’alpine est il fini ? et quel est son caractère? Félicitations et bonne continuations.

 

nanard289 écrit: 3 mai 2015

Bonjour, Une critique positive est toujours une source d’inspiration constructive qui contribue souvent au développement d’une idée ou d’un projet; à fortiori quand elle est émise par un connaisseur. Sans être indestructible (il faut être prudent), ce vilebrequin est effectivement beaucoup plus robuste et mieux équilibré que le Renault d’origine. Son circuit de graissage est en plus mieux conçu et c’est finalement cette deuxième variante qui a été retenue sur notre prototype. Je ne vanterai pas par contre la qualité des vilebrequins en fonte coulés en Turquie, qui bien qu’étant très bon marché ne peuvent cependant pas être recommandés pour une préparation sérieuse. Pour terminer sur ton commentaire, je crois sincèrement que dans ce blog, nous avons joué la carte de la transparence et que nous avons donné dans notre préparation plus d’explications que laissé des mystères, même si la référence exacte des pièces utilisées n’est pas toujours précisée au bas de chaque article.

SRDT écrit: 2 mai 2015

Bonjour, Le simple fait de passer d’un vilebrequin en fonte à un modèle forgé (même de série) est déjà une grande amélioration et, sauf défaut de fabrication, on a là une pièce certainement indestructible sur un moteur atmosphérique. Avoir en plus 8 contrepoids est une chance, c’était le cas sur les formules Renault il me semble, et Peugeot aussi était passé de 4 à 8 sur le XU9 16s. Ce vilebrequin mystère n’est finalement pas si difficile à démasquer avec certitude quand on tombe sur les bons indices, on le retrouvera sans doute bientôt dans des blocs de préparateurs… si ce n’est pas déjà fait! Un peut comme le vilebrequin Turc en course 84 pour cléon fonte vendu une poignée de cerises à condition de passer en direct.

C’est toujours un plaisir de vous lire, il faudra que je pense à venir plus souvent.

 

nanard289 écrit: 27 avril 2015

Salut, tu trouves ça sur e-Bay ici par exemple http://www.ebay.com/itm/Permatex-80697-copper-spray-a-gasket-12oz-/131415780508?hash=item1e98fdac9c&vxp=mtr . Attention, certains revendeurs US refusent de livrer à l’export en raison des normes de sécurité aérienne sur les produits en bombe sous pression.

tomcat écrit: 27 avril 2015

salut ! j’aurais besoin de cette bombe Permatex, sait tu ou je peux en trouver ? merci

 

nanard289 écrit: 22 février 2015

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.

pascal écrit: 22 février 2015

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 écrit: 8 février 2015

Bonsoir Nicolas

Les deux spécialistes US que j’ai contacté suite à tes remarques sont unanimes: l’utilisation d’un joint de culasse en cuivre massif pour ce type de moteur c’est uniquement quand on n’a pas d’autres alternatives. En outre, ils recommandent fortement d’une part l’utilisation de O-rings en inox à interposer entre les hauts de cylindre et le joint cuivre et d’autre part, l’utilisation d’une pâte silicone Permatex type Hylomar M à appliquer sur le joint recto verso pour faire la bordure externe des boites à eau. Dans la foulée, j’ai aussi appris que les O-rings standards se fabriquaient à la demande simplement avec du fil inox de section appropriée à la largeur de la gorge et qu’ils étaient simplement ajustés bout à bout à la coupe (je croyais qu’ils devaient être soudés). En tout cas, merci encore pour ton intervention qui va me permettre – quand les beaux jours reviendront – de corriger ce maillon faible de notre design. Cordialement. Bernard

nanard289 écrit: 7 février 2015

Bonsoir Nicolas, Merci pour ton retour d’expérience. Je vais interroger le spécialiste américain du joint de culasse en cuivre pour savoir s’il propose quelque chose de spécifique sur le blocs alu à chemises humides. C’est vrai que pas mal de blocs 1800 Honda strokés à plus de 2.2L avec des chemises humides utilisent des joints MLS et que Darton, le fournisseur US de ces chemises spéciales, recommande également les joints métalliques multi couches. Dans les phénomènes de phase transitoire de monté ou de descente en température que tu expliques, les rings en inox n’ont pas non plus une élasticité très intéressante, comparés aux joints Cometic qui sont gauffrés et qui parait-il peuvent resservir plusieurs fois. Cordialement. Bernard

Nicolas maurel écrit: 8 février 2015 à 18:36 e

Bonjour Bernard, Un joint mls devrait convenir car c est utilisé sur du honda. Avec les moyens d usinage actuel un ring doit pouvoir se tailler directement dans la masse.

L an dernier, je me suis cassé la tete sur un alfa a bloc alu et chemise humide, je me suis posé des questions sur le depassement de chemise, un vieux motoriste m a expliqué qu il etait necessaire du fait des dilatations differentielles bloc/chemise. J ai utilisé 0,1 de depassement et j ai trouve un joint chez victor reinz au US.

Pour l étanchéité je te deconseille l hylomar, qui ne tient pas au liquide de refroidissement, j en ai utilisé a la place des joints d embase des chemises et cela n a pas tenu.

Je te conseillerais plutot de la caf 01, qui tient la temperature, utilisé en 2 tps, je l utilise quand je n ai pas de joint de collecteur d echappement et cela reste etanche.

J espere que tout cela te permettra de finir ton moteur.

nanard289 écrit: 6 février 2015 à 20:31 e

Bonsoir Nicolas Pour pouvoir répondre sérieusement à ton intéressante démonstration, j’ai du consulter les archives de mon pote Dreyfus (spécialisé dans les moules de culasse depuis plus de trente ans) pour confirmer le type de l’alliage qu’utilisait Renault à l’époque pour couler ses blocs. Ensuite, direction Aluminium Péchiney pour obtenir les caractéristiques mécaniques précises de cet alliage. Le coef de dilatation que tu proposes se réfère à de l’aluminium pur (non allié). La présence de silicium dans les alliages de fonderie en sable nous donne un coef un peu plus modeste puisqu’on nous indique 21,5 x 10-6 (document joint en copie dans la page de l’article) . Le delta de 60°C pour le bloc et la hauteur critique (90mm) sont conservés. La dilatation trouvée pour le bloc ressort à (21,5 x 60 x 90) / 1 000 000 = 0,116 mm. Pour la chemise, c’est un peu plus compliqué mais pour se simplifier la vie on l’a découpée en trois segments égaux. Le tiers supérieur est considéré à 200°C (qui est une valeur communément admise). Le tiers intermédiaire est estimé à 160°C et le tiers inférieur à 120°C. La température moyenne retenue pour la chemise est donc  de 160°C (soit un delta de 140°C) La dilatation totale de la chemise sera donc de (9 x 140 x 30) / 1 000 000 = 0,113 mm. Sauf erreur de calcul de ma part, la hauteur différentielle entre l’allongement du bloc et celui de la chemise n’est donc pas significatif puisqu’il n’est en théorie que de 0,116 – 0,113 = 0,003 mm soit environ dix fois moins que ce que tu estimes. Pour le reste nous sommes forcément d’accord sur les difficultés à trouver un joint de culasse de conception moderne pour un moteur hautes performances de conception ancienne. Ce signe est révélateur des carences de notre marché national où malheureusement, le sport automobile est déjà depuis longtemps considéré comme n’étant pas politiquement correct. Bien cordialement Bernard

Maurel Nicolas écrit: 5 février 2015 à 17:08 e

A iso temperature, le coef de l’alu 23×10-6 est le double de la fonte 9×10-6. Pour une hauteur de 90mm avec un delta de 60°, tu as une dilatation differentiel de 0.075 mm. Même si le haut de la chemise est beaucoup plus chaude, voir le double sur mi hauteur, tu auras une dilatation differentiel de 0.035 mm. A mon sens, pas négligeable. En clair, pourque cela fonctionne, il faut qu’il y ait une élasticité quelque part. géneralement la pièce la moins rigide, la chemise. Par définition le bronze ecroui étant plastique, et le haut de la chemise etant en appui dessus  cela ne doit pas aidé.

Pour ces moteurs, trouver un joint de culasse est compliqué, car personne ne désaxe les cylindre de la même cote, d’ou des fabrications de joints spécifiques. Peut-être Ferry a de meilleur produit.

Sur ebay recherche monde, j’avais contacté un vendeur de joint de bmw 2002 cometic, il m’avaient fait des joints sur mesure (alesage ep, etc…. cela doit être possible en passant par un revendeur US sur ebay, car cometic est connu pour faire du joint sur mesure bon marché.

je trouve qu’il y a plein de chose intéressante sur ton moteur. C’est dommage que ton moteur n’aboutisse pas à cause d’un joint de culasse

nanard289 écrit: 5 février 2015 à 11:20 e

Bonjour L’utilisation du cuivre recuit pour la réalisation des joints de culasse se fait depuis longtemps et est toujours d’actualité. Elle nécessite simplement quelques petites précautions dans sa mise en oeuvre http://www.onallcylinders.com/2014/04/10/install-head-gaskets/ L’utilisation des rings est bien sur une excellente solution et leur efficacité n’est plus à démontrer. Elle nécessite cependant l’usinage supplémentaire d’une mini gorge (dans la culasse ou la chemise, mais ce n’est pas un point bloquant) et surtout de trouver des rings aux bonnes dimensions (as tu à ce propos les coordonnées d’un fournisseur?). Le décalage des alésages de 0,5 mm sur les cylindres 2 et 3 et de 1,5 mm sur les cylindres 1 et 4 ne modifie en rien (même 2 chiffres après la virgule) la répartition de la pression (la flexibilité de la culasse n’est pas sensible à ce micro décalage). Cette pratique à d’ailleurs déjà été utilisée par Renault quand ils ont transformé le 1100 cc Gordini en 1300 cc. Par ailleurs, dans notre montage, la pression de contact est fortement augmentée, d’une part par la réduction de la surface d’appui du joint et d’autre part par le remplacement des vis d’origine par des goujons traités qui nous permettent de majorer la précontrainte du serrage de plus de 30%. Merci de tes conseils et de l’intérêt que tu nous accordes. Cordialement Bernard

Maurel Nicolas écrit: 5 février 2015 à 10:10 e

Bonjour, Si je puis me permettre de te donner une idée, tu devrais utilisé des rings en haut de tes chemises (utilisé sur les moteurs de competition) A mon sens, réduire le joint de culasse à une simple feuille de cuivre recuit, c’est un peu osé. D’autant plus qu’ayant décentré les chemises par rapport aux goujons, tu as peu de chance d’avoir une répartition de pression homogène sur ton joint.

nanard289 écrit: 5 février 2015 à 16:04 e

Bonjour Nicolas, Ton point de vue est tout à fait recevable mais en pratique, la différence de dilatation thermique entre les pièces concernées est à relativiser. Celle d’un bloc en alliage léger (dont la teneur en silicium est significative et rend son coef de dilatation plus faible) dépend de sa température de fonctionnement qui varie entre 70 et 90°C (c’est la température du liquide de refroidissement moins les déperditions externes). Elle est à comparer avec la dilatation des chemises en fonte – dont le coef de dilatation est moindre – mais qui travaillent à des températures plus élevées (parois internes autour de 200°C en partie haute directement au contact de la flamme). Faute de bases précises, je n’ai toutefois pas fait le calcul exact pour connaitre la différence de cote à froid et à chaud entre une chemise et le bloc. Bien évidemment, si nous avions trouvé notre bonheur dans le commerce, je n’aurais pas choisi la voie difficile de faire fabriquer ces joints en cuivre. L’achat d’un joint dit spécial 1800 chez Mécaparts qui nous semblait une bonne solution a été pour nous une grosse déconvenue (découpes imprécises et défauts d’étanchéité). C’est toujours regrettable de mettre 180 euros à la poubelle et de retour à la case départ, on n’a pas insisté avec ce fournisseur. La solution des rings que tu suggères est vraisemblablement la plus sure mais je n’ai pas su trouver les dimensions recherchées. Enfin, sur d’autres moteurs (V8 Ford notamment) j’utilise des joints de culasse entièrement métalliques de type MLS fabriqués par Cometic et qui me donnent entière satisfaction. Malheureusement, contactée pour une fabrication sur mesure, cette société américaine m’a aiguillé vers son représentant en France qui lui ne propose que des joints standards. Merci encore pour ton aide et tes infos. Cordialement Bernard

Nicolas maurel écrit: 5 février 2015 à 14:07 e

Bonjour Bernard,

Le lien que tu mentionnes, montre des joints de culasse cuivre sur des moteurs non chemisés et cela fait une grosse difference. Dans un moteur a bloc alu chemise, quand l ensemble chauffe, le bloc se dilatte plus que les chemises, du fait des dilatations differentiels des materiaux alu et acier. Ta chemise est par conséquent moins bridé dans le bloc et cela quelque soit tes goujeons, le serrage, etc…..

les joints type cuivre que j ai vu fonctionne sur un renault etait en cuivre avec un cerclage au niveau des chemises. Mecaparts en avaient en stock il y a 5-6 ans avec des entraxes qui devraient peut être convenir a ton bloc.carcreff en vendait a une époque

De memoire Mecaparts avaient plein de sorte de joint de culasse meillor avec alesage et entraxes differents, mais il fallait y aller avec le bloc.

Pour les rings, il y en a sur les bmw m12-7, sur porsche. Certains preparateurs en faisaient en inox tout simplement.

Si tu veux en discuter tu peux me joindre au 06 33 88 45 02

Bonne apm

 

nanard289 écrit: 24 janvier 2015 à 17:09 e

Bonjour Eric, Merci de ton offre pour convertir les fichiers en version dxf mais j’ai déjà un ami qui travaille dans un B.E.  et qui s’en occupe. En tout cas, même si je ne donne pas de suite à ton offre, c’est très sympa de ta part. Merci également pour le lien du forum des usinages je ne manquerai pas d’aller y faire un … tour Cordialement Bernard

Eric Génin écrit: 24 janvier 2015 à 14:25 e

Pour le fichier DXF , je peux t’apporter mon aide , j’utilise solidworks pour ça . Passionnés comme tu es , je ne peux que t’inviter sur le site http://usinages-actions.forumprod.com/ , tu y verra quelques une de mes réalisations (après inscription), , notamment la construction de mon banc de puissance a rouleau , cabine de microbillage etc ….j’y suis inscrit sous le pseudo « Ricounet53″ .

A bientot !

Eric

 

nanard289 écrit: 20 janvier 2015 à 20:04 e

Bonsoir, Ces raccords particuliers destinés à raccorder les injecteurs ont été trouvés chez Michel Camus que tu peux joindre au 06 14 24 84 14. Toutefois, dans notre cas, ce sont des durites dash3 (AN-3) qui ont été utilisées; le dash4 étant un peu trop gros (et donc plus élastique). Suite à ta question, j’ai remis la page à jour et corrigé mon erreur où je parlais de filetage M12 x 125. Merci pour tes encouragements, mais suite à l’indisponibilité provisoire de l’ami Dreyfus, le projet du 1800 Drink Team bien que presque terminé est actuellement en stand by pour quelques temps. Cordialement Bernard

Payrissat écrit: 20 janvier 2015 à 8:49 e

Bonjour, Pouvez-vous me dire ou avez-vous trouve les raccords d’alimentation de la pompe aux injecteurs. Normalement ces raccords sont du 12×150 dash 4  . Tous mes encouragements pour ce très beau moteur.aurons nous des nouvelles prochainement?

 

MAUBR écrit: 6 janvier 2015 à 14:42 e

Bonjour Monsieur, je me suis penché sur votre travail concernant le moteur 1800 Alpine, je trouve vos réalisations très intéressantes et notamment le travail sur la rampe de culbuteurs, des tiges de culbuteurs ainsi que des poussoirs. j’aimerais savoir si vous pouvez me faire des poussoirs que je pourrais vous fournir (état neuf) ainsi que les tiges de culbuteurs qui vont avec. J’ai bien le tour mais celui ci manque de précision pour faire le beau travail que vous effectuez. Si cela est possible pouvez vous m’indiquer le prix. Je me penche actuellement sur votre rampe de culbuteurs que je trouve ingénieuse et que j’ai présenté aux élèves de notre lycée J’utilise cette alpine A110 en 1860 en championnat de France de la montagne VHC et j’aimerais améliorer les performances de ce moteur. Merci de ce très beau travail et présentation Cordialement.

 

nanard289 écrit: 4 janvier 2015

Bonsoir Eric, Merci pour ton clin d’œil sur ce blog et de ton offre de service; c’est très sympathique de ta part. Pour la découpe au jet d’eau, nous avons finalement trouvé une petite entreprise située dans le 91 à une quinzaine de km de chez nous. Voici leur site Internet: http://www.eauridis.com/ . Seule contrainte: les plans des pièces (ou des joints) à découper doivent être réalisés sur des fichiers dxf. Tous nos vœux de santé pour tes mécaniques préférées t’accompagneront tout au long de l’année. Cordialement Bernard

Eric Génin écrit: 4 janvier 2015

Bonjour , je suis tombé par hasard sur votre site et vous félicite pour votre travail de passionné . Mécanicien de métier et préparateur par passion , sur des autos plus récentes , mais la passion est la meme et tout comme vous , je suis un adepte du « fait maison » . J’ai un ami qui tient une entreprise d’usinage dans le 35 et qui possède une découpe jet d’eau . Si vous avez des besoins pour ce type de prestation je pourrais peut etre vous aider . N’hésitez pas a me demander ! Eric Génin

 

 

 

 

 

 

 

 

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Par nanard289
Le 14 septembre, 2015
A 14:36
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V8 Ford RDI – Remontage du bas moteur (mise à jour le 2 Septembre 2015)

De retour de chez Rectification 2000 ou le bloc avait été réalésé à 106 mm pour pouvoir recevoir ses nouveaux pistons, ma première tâche a été de souffler toutes les canalisations internes du bloc. On profite de cette opération pour vérifier la présence des différents diaphragmes (qu’il faut dévisser pour souffler efficacement) qui sont vissés à l’entré de la plupart des galeries d’huile pour calibrer précisément les débits et éviter ainsi les circuits préférentiels. On va également visiter le « cimetière » où sont enterrés les débris de ressorts de soupapes et autres aiguilles de culbuteurs éprises de liberté. Cette fosse de décantation est spécifique à quelques moteurs Ford racing et sert à piéger les particules métalliques échappées des culasses pour protéger les dents de l’étage dédié à la culasse de la pompe à huile de retour. J’ouvre une petite parenthèse pour signaler qu’on peut aisément identifier extérieurement un bloc moteur conçu pour la compétition quand les pastilles de dessablage sont remplacées comme c’est ici le cas par des bouchons filetés. Ce dispositif permet au bloc de supporter des pressions du circuit de refroidissement (et donc des températures) beaucoup plus élevées que sur un bloc de série.

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Détail de la fosse de décantation du circuit de retour d’huile des culasses. La trappe ici ouverte est située derrière le volant moteur. On y trouve parfois des extrémités de ressorts de soupapes qui se cassent assez facilement là où ils sont amincis pour porter bien à plat sur leur siège 

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Le bloc a été réalésé avec ses chapeaux de palier serrés au couple pour tenir compte des mini déformations du bloc que génèrent les contraintes de serrage; Rectification 2000 disposant des « honing plates » pour simuler les contraintes  du haut induites par le serrage des culasses.

Le déboitage des chapeaux de palier qui sont encastrés dans des pions de centrage est ici réalisé avec une petite plaque prenant appui sur les goujons et une vis et un écrou qui permettent de tirer verticalement et proprement le chapeau sans qu’il se mette de travers. Ceci évite bien sur d’ovaliser les logements des pions. 

Sur la troisième photo, on aperçoit à gauche l’arrivée d’huile venant de la galerie principale qui alimente le tourillon N°2 et les têtes de bielles des cylindres 2 et 5 avec à sa droite un petit départ  qui repart  alimenter le palier N°2 de l’arbre à cames.  On distingue à l’intérieur de ce départ secondaire le diaphragme qui va limiter le débit d’huile vers l’AàC qui tourne deux fois moins vite et est moins chargé que le vilebrequin.

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Avec un palmer d’intérieur, on vérifie le jeu de fonctionnement entre la jupe du piston et la chemise de chaque cylindre. C’est un simple contrôle de routine car depuis plus de 20 ans, Rectification 2000 nous a toujours réalisé le travail demandé au 1/100 ème près.

Le bloc installé sur son support, on va commencer par mettre en place les coussinets de paliers supérieurs pour recevoir le vilebrequin. Cette opération n’est pas compliquée à réaliser mais demande une attention particulière sur le palier central. Il peut être nécessaire de reprendre de quelques centièmes les joues de ce coussinet qui conditionnent le jeu longitudinal du vilebrequin (mais aussi le débit d’huile du palier central) et de chanfreiner également l’intérieur de la partie supérieure des joues pour garantir une bonne assise (le lamage du chapeau de palier dans lequel vient s’encastrer la joue est parfois d’un diamètre un poil trop juste).

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Vidéo montrant le contrôle du jeu longitudinal du vilebrequin: ici il nous manque quelques centièmes . Ce jeu est important car indépendamment d’un positionnement correct, il conditionne également le débit d’huile du palier central

Le jeu longitudinal ayant été ajusté sur le demi coussinet central supérieur, il faut aussi contrôler le jeu de fonctionnement entre tourillons et coussinets qui détermine l’épaisseur du film d’huile. Pour cela, soit on dispose des appareils de mesure suffisamment précis pour en déduire par différence de cotes le jeu latéral, soit un utilise du « wire gauge ». Ce terme anglo-saxon désigne un fil en plastic déformable que l’on interpose entre le tourillon (ou le maneton) et le coussinet que l’on veut contrôler. Après un serrage du chapeau de palier (ou de tête de bielle) au couple requis, il suffit de redémonter ce chapeau et de mesurer la largeur du fil écrasé pour en déterminer son jeu de fonctionnement.

IMG_2233  IMG_2231  plastigage test

Photos 1 et 2: La mesure du diamètre interne des coussinets est délicate à réaliser. L’excentricité (quelques centièmes) prévue d’origine va fausser la mesure selon la position angulaire des touches de l’alèsomètre qui sont disposées à 120°. Avec un décalage de 30° nous avons ici 3/100èmes d’écart.

Photo 3: Bien que de mauvaise qualité, elle montre l’utilisation du wire-gauge (ou plasti-gauge). Après un serrage au couple requis qui va écraser le fil entre coussinet et palier, il suffit de mesurer la largeur de l’empreinte décalquer sur le coussinet du chapeau avec une règle de conversion. Evidemment, plus l’empreinte est large et plus le jeu est faible.  Toujours, à cause de l’excentricité naturelle des coussinets, il faut éviter de placer le fil au centre du chapeau pour ne pas fausser la mesure. 

 

Pour plus de précisions sur les tolérances des jeux de fonctionnement,, on peut se référer dans le lien suivant à cet excellent Manuel Technique de Glyco qui propose avec un mot d’esprit   » des coussinets pour pallier (avec deux L dans ce sens) à vos besoins « :

http://www.moteursetculasses.com/wp-content/themes/moteurs_et_culasses/images/PRMGY921_FR_Manuel%20Technique%20Glyco_LR.pdf

Comme très souvent la valeur du jeu de fonctionnement est une affaire de compromis prenant en compte l’utilisation envisagée du moteur. Il dépend de la matière des pièces mises en œuvre (bloc moteur, bielles …) et du type de coussinets choisi. Il conditionne le débit d’huile lubrifiant le palier, les bruits de fonctionnement et … les intervalles de maintenance . Dans notre cas particulier, bien que disposant d’un bloc en aluminium, il m’a fallu réduire les tourillons de 2/100èmes pour avoir exactement le jeu attendu. Les premiers contrôles des efforts de rotation (mesure du couple résistant en tournant le vilebrequin avec un clé dynamométrique à lecture digitale) m’avaient donné une valeur un peu trop excessive et il m’a fallu me résigner à tout redémonter pour pouvoir repartir sur une bonne base.   

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Il existe une grande variété de coussinets ayant chacune des caractéristiques spécifiques selon l’utilisation envisagée du moteur. Clevite 77 (premier fabricant US de coussinets) recommande pour les moteurs à hautes performances,  l’utilisation des coussinets de la série H.

Avant d’installer le nouveau vilebrequin, on prendra un peu de temps pour polir les arrêtes des conduits d’huile qui communiquent entre les manetons et les tourillons. Il faut ensuite nettoyer soigneusement l’intérieur de ces conduits pour supprimer toute trace de poussières abrasives.

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Une fois les bords des trous d’huile polis, il faut les nettoyer soigneusement.

On est maintenant prêt pour présenter le vilebrequin sur le bloc moteur et fixer les chapeaux de palier. C’est l’heure de vérité qui va nous permettre de vérifier si le vilebrequin tourne bien, sans points durs ni jeux excessifs. A cette occasion, la sensibilité tactile vaut bien des appareils de contrôle.

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On va maintenant serrer les chapeaux de palier indépendamment un par un pour s’assurer que chacun une fois serré laisse librement tourner le vilebrequin. Une fois ce contrôle individuel effectué, on peut fixer ensuite définitivement tous les chapeaux.

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Après le montage définitif du vilebrequin , on re-contrôle le jeu longitudinal histoire de s’assurer que le coussinet inférieur central (qui est sur le dessus sur la photo) fait exactement la même largeur que sont voisin du haut et n’ampute pas le jeu longitudinal

Image de prévisualisation YouTube

Pour faire un peu d’animation, voici en vidéo la séquence du contrôle tactile du couple résistant lors de la rotation du vilebrequin.

Parallèlement, avec le montage des nouveaux pistons, il a fallu recalculer le nouveau « bobweight » du vilebrequin pour le faire rééquilibrer. Ce mot d’outre atlantique désigne la masse tournante équivalente qui qu’il convient de placer sur chaque maneton pour procéder à l’équilibrage dynamique d’un vilebrequin. Le bobweight remplace donc les deux bielles et les deux pistons sur chaque maneton et s’obtient en cumulant la masse dite alternative (piston complet plus une partie du pied de bielle) et le double de la masse rotative (coussinets plus l’autre partie de la tête de bielle à laquelle les puristes ajoutent 4 grammes d’huile). Pour démystifier le sujet, voir ci-dessous la copie de ma feuille de calcul du nouveau bobweight spécifique à ce moteur.

Feuille calcul 1

Cette copie d’écran de ma feuille de calcul nous indique comment est déterminé le bobweight. Le total des masses alternatives (piston + axe + clips + segments + pied de bielle) est de 742 grammes. La masse rotative (tête de bielle et coussinets) est de 440 grammes. Le bobweight est donc égal à (2 x 440) + 742 soit 1622 grammes. Cette valeur remarquablement basse est principalement due à la légèreté des nouveaux pistons fabriqués par Mahle

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Vue du vilebrequin en place sur l’équilibreuse de Rectification 2000. Le bobweight fixé sur chaque maneton est obtenu en ajoutant comme sur le plateau d’une balance, des poids (ici ce sont des rondelles d’acier ou d’alu calibrées) qui vont simuler l’ensemble bielles pistons. La correction pour réaliser l’équilibrage requis s’obtient soit en perçant des trous quand le balourd est positif, soit en rajoutant des poids sur les masselottes quand le balourd est négatif. On utilise à cette fin des plots de Malory métal (alliage à base de tungstène qui a la propriété d’avoir une masse volumique double de celle de l’acier) que l’on trouve sous forme de barre ronde de différent diamètre. En pratique, s’il faut ajouter une masse de 78 grammes dans la joue d’un vilebrequin, on perce un trou au diamètre standard de la barre (moins quelques centièmes) et dont la profondeur correspond à un volume de 10 cm3 (soit 78 g d’acier).  On le bouche ensuite par une pastille de Malory métal d’un même volume (elle pèse donc le double) et d’un diamètre un poil plus gros pour qu’elle puisse être montée pressée.

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Exemple de plot de Malory métal qui ont été pressés dans la joue du vilebrequin pour obtenir l’équilibrage recherché 

Le vilebrequin étant en place et tournant maintenant sans point dur avec un jeu longitudinal convenable, on peut installer les bielles et les pistons. La tâche est assez simple mais il y a tout de même quelques erreurs à ne pas commettre. La tête de bielle tout d’abord est asymétrique: elle possède une face avec un large chanfrein qui doit être tourné vers l’extérieur (coté bras de manivelle). Ce large chanfrein est prévu pour éviter tout risque de contact avec le gros congé des manetons de vilebrequins sportifs. Rappelons à ce sujet qu’il faut bien sur utiliser des coussinets plus étroits qui sont prévus pour cohabiter avec les gros rayons de raccordement des manetons. Après le sens de la bielle, il faut également orienter convenablement le piston pour que les soupapes tombent en face des empreintes faites sur la tête. Le piston étant monté avec son axe sur le pied de bielle, c’est le moment d’installer les segments. Pour les moteurs hautes performances, le jeu à la coupe est à déterminer selon le type de carburant utilisé et le mode d’amission (atmosphérique, suralimenté, dopé au nitrous, à l’alcool ou au nitro-méthanol). Ces critères vont définir la température de fonctionnement du piston et partant les jeux à prévoir. En conséquence, les segments sont rarement livrés avec les becs ajustés convenablement et il faut vérifier le jeux à la coupe pour adapter le jeu spécifique qui convient à ses besoins.

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Principe du segment de compression dit  »sans jeu à la coupe ». Le segment est composé de deux parties qui s’emboitent et dont les fentes sont décalées. L’épaisseur totale des deux anneaux est de 1 mm. L’anneau porteur (en L)  mesure 0,6 mm en épaisseur d’aile et l’anneau d’étanchéité mesure 0,4 mm. La surface de contact qui porte sur la paroi du cylindre est arrondie pour réduire les frictions 

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Détail du segment racleur en trois parties.

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Pour mesurer le jeu à la coupe, il suffit de mettre le segment à contrôler dans le cylindre et de jauger l’espace entre les deux becs.

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L’ajustage du jeu à la coupe de chaque segment  se fait avec une petite meule fine qui permet de grignoter proprement l’extrémité des becs jusqu’à obtenir la valeur désirée (il faut contrôler souvent car sur les segments très fins, les centièmes sont vite partis)

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Ici, le jeu à la coupe du segment coup de feu porteur vient d’être ajusté entre 55 et 60/100 èmes et il est prêt à être mis en place. On distingue également sur cette photo le faible espace entre les chemises montées touche-touche. Elles sont sans passage d’eau transversal et on les appelle les chemises siamoisées

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La mise en place des pistons avec des segments fins dans les chemises est parfois délicat. Je préfère utiliser un entonnoir maison plutôt que les colliers extensibles du commerce pas vraiment adaptés pour des pistons à jupe réduite. Pour cela, je tourne une bague en nylon au diamètre exact de la chemise avec une petite conicité à l’entré pour pouvoir y engouffrer les segments.

Image de prévisualisation YouTube

Une petite vidéo qui met en scène le montage d’un piston avec un entonnoir maison.

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Vérification du jeu latéral entre les têtes de bielle sur le maneton avec une jauge « spéciale Drink Team ».

IMG_2267    Carrillo data sheet

Carrillo grave sur les têtes de vis des chapeaux de tête de bielle la classe qui permet ensuite de se référer  au couple maxi ou à l’allongement acceptable. Il est d’usage de mesurer et de noter soigneusement avant montage la longueur de chaque vis pour pouvoir vérifier lors de la révision suivante si les vis n’ont pas subit une déformation permanente.

Tous les pistons étant en place, on peut faire plusieurs tours de vilebrequin pour s’assuer qu’il n’y a aucun point dur au cours de la rotation. C’est aussi le moment de fixer un disque gradué en bout de vilebrequin et de déterminer le point mort haut. On mesurera aussi la cote de débordement ou de retrait de la couronne par rapport au plan de joint de culasse quand le piston est au PMH pour calculer et corriger précisément par la suite le rapport de compression.

Au PMH, notre piston déborde ici de 5/100 èmes (vérifié avec un comparateur au centre du piston). Il nous faudra donc déduire 0,44 cm3 en correction du volume correspondant à l’épaisseur du joint de culasse.

On arrive maintenant à mon étape préférée: l’installation de l’arbre à cames. Comme j’ai revu à la hausse la cylindrée du moteur, j’ai aussi changé la pièce qui régule son rythme respiratoire. Ici aussi, le choix de l’arbre à cames a été un compromis entre le régime maxi acceptable et la plage d’utilisation souhaitée. Avec une boite à 4 rapports seulement et un rapport de pont pas spécialement court, j’ai opté pour une came qui marche bien entre 3500 et 7500 tr/mn. Le limiteur de régime étant calé à 7800, ça me laissera tout de même une bonne plage d’utilisation. Dans la jungle des arbres à cames disponibles pour un small block Ford (289, 302 ou 351W), j’ai éliminé les poussoirs hydrauliques et ceux à fond plat pour ne retenir dans ma sélection que les cames avec poussoirs à rouleaux mécaniques.

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Mise en place de l’arbre à cames: les cames à rouleaux ont un profil caractéristique très ventru qui les différencie au premier coup ,d’œil. Elles permettent des ouvertures et des refermetures de soupapes plus rapides que les cames ayant des poussoirs à fond plat. En contre partie, au ralenti les rouleaux mécaniques font un bruit de machine à coudre!

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L’arbre à cames est positionné par une plaque d’extrémité fixée sur le bloc (la « thrust plate »). Son épaisseur doit être inférieure de 15 à 20/100 èmes à l’épaulement du pignon de l’arbre à cames.

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Après mise en place des pignons de la chaine distribution, je contrôle leur alignement avec un barreau rectifié en acier trempé. J’ai beau tiré sur le vilebrequin et pousser l’AàC pour essayer de compenser les jeux et tenter de les aligner, il me manque encore 0,6 mm. On remarque au passage que le pignon de distribution en bout de vilebrequin comporte plusieurs rainures de clavetage qui permettent d’ajuster précisément le diagramme angulaire de l’AàC. Chacune d’elle nous donne une correction de 2,5° par rapport à la précédente.  

En fouillant dans mon gourbi, j’ai retrouvé des rondelles de calage qui étaient fournies avec un kit  de montage pour remplacer un couple conique … et l’une d’elle faisait 0,7 mm.

Après remontage avec la rondelle interposée derrière le pignon, coup de chance, les pignons se retrouvent parfaitement alignés.  

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Détermination du PMH en fixant une tôle d’alu terminée en pointe et dont la flèche est  précisément ajustée sur 0° en tordant la tôle. On remarquera également en bout de l’AàC montée en verrue sur le pignon de distribution, la came de la pompe à essence mécanique constituée par un roulement à billes très étroit pour minimiser les frictions sur la cuillère de la pompe.

Pour réaliser le calage de l’AàC, j’utilise la méthode dite du « centerline » qui consiste à repérer la position angulaire  de la came d’admission quand celle-ci est en pleine ouverture et de lire l’angle du vilebrequin. Pour cela, il suffit d’installer un comparateur sur un poussoir d’admission et un quadrant angulaire en bout de vilebrequin après avoir fait coïncider son zéro avec le PMH. Le montage des poussoirs qui doit être réalisé avant le montage des culasses (après ils ne peuvent plus passer) ne présente pas de difficulté particulière.

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Avec une came neuve, il est fortement recommandé de mettre des aiguilles et des rouleaux neufs également sur les poussoirs

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A gauche, le poussoir est en position de levée maximale. On notera le principe « dog bone » qui relie les poussoirs deux par deux pour les empêcher de tourner (l’axe du rouleau doit toujours être parfaitement parallèle à l’axe de la came)

A droite, le disque gradué nous indique 104° après le PMH, ce qui est exactement – selon le fabricant – la valeur angulaire que doit avoir la médiane de la came.

Avant de refermer le couvercle du carter d’huile, je vais vérifier si l’huile circule bien sur tous les paliers et manetons du vilebrequin. Un des avantages d’avoir une pompe à huile externe, c’est de pouvoir la faire tourner à la main, indépendamment du moteur, pour mettre le circuit de graissage en pression. Cela permet de vérifier visuellement si l’huile circule bien sur tous les points sensibles et s’il n’y a pas de fuites ou de débits anormalement élevés à certains endroits (ne pas oublier d’installer par terre un bac de récupération des égouttures).

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Pour ce test de mise en pression, le réservoir d’huile est constitué par un entonnoir directement adapté sur l’aspiration de l’étage de mise en pression. Le refoulement est ici directement raccordé sur le bloc moteur par une durite sans passer par le filtre.

Le remontage du carter de distribution, du carter inférieur, de la pompe à eau et du damper ne présente pas de difficulté particulière.

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Il existe maintenant des joints de carter moteur en silicone moulé d’une seule pièce qui garantissent une meilleure étanchéité et une meilleure tenue dans le temps que les anciens joints en liège d’origine.

La tension de la courroie de la pompe à eau s’obtient en interposant – comme sur une 1600S – des rondelles d’épaisseur entre les deux flasques de la poulie inférieure en bout de vilebrequin.

Pour pouvoir installer le volant moteur et l’embrayage, il faut déposer le moteur de son tournebroche pour libérer l’accès de sa face arrière.

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Avant d’installer le volant moteur, on referme tout d’abord la trappe de la fosse de décantation des retours d’huile des culasses.

Le roulement pilote en bout de vilebrequin qui reçoit l’extrémité de l’arbre primaire de la boite a été remplacé par une cage à aiguilles qui encaisse beaucoup mieux les charges axiales.

On profite de l’opération pour monter des disques d’embrayage neufs: ils sont très fins (donc très légers) mais s’usent très vite car l’épaisseur de la garniture est très faible.

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 Lors de l’équilibrage du vilebrequin, Rectification 2000 a repéré chaque pièces pour permettre un remontage conforme à celui réalisé sur l’équilibreuse.   

Voila, le remontage du bas moteur est maintenant terminé; on va pouvoir envisager de passer à une nouvelle étape.

Bien que n’ayant pas décrit le travail de remise en état des culasses, voici le verdict du banc de puissance qui donne une idée du potentiel de ce moteur une fois sa restauration terminée.

Image de prévisualisation YouTube

Un petit lien vidéo montrant le comportement de ce moteur sur le banc de test à rouleaux de DM Performance. La puissance maxi est de plus de 460 cv à 7200 tr/mn tandis que le couple se situe à 537 mN à 5000 tr/mn. Evidemment, c’est toujours un peu moins que ce que l’on espérait mais c’est tout de même pas si mal que ça.

Comme la séquence se passe très vite, voici quelques arrêts sur image qui nous permettent de lire les pics des valeurs principales.

Couple maxi 1

Ici, c’est le couple maxi qui se situe juste en dessous 5000 tr/mn

seconde poussee

Là c’est la puissance maxi qui arrive à 7200 tr/mn. On notera qu’à ce régime le couple est encore très significatif puisqu’il se situe au dessus de 450 mN

Regime maxi 1

Enfin, le pic du régime moteur qui est monté jusqu’au rupteur à 7600 tr/mn. La puissance et le couple ont sérieusement dégringolé mais c’est en parti du au fait qu’ici, le moteur tourne sur 7 cylindres (l’allumage d’un cylindre est bloqué de façon aléatoire. Comme le test de puissance est effectué sur un rapport intermédiaire (ici en seconde), la mesure de vitesse de l’indicateur n’est pas la vitesse maxi du véhicule. La mesure de la sonde lambda qui ici nous indique un mélange trop pauvre n’était malheureusement pas très fiable (problème de connectique vraisemblablement)

Courbes puissance et couple Daytona

Détail de la courbe de couple (en vert) intéressante puisqu’elle nous offre plus de 450 mN entre 3300 et 7200 tr/mn.

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Par nanard289
Le 12 mars, 2015
A 15:52
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Le choix des pistons (mis à jour le 8 Janvier 2015)

Après avoir déculassé les deux bancs de cylindres, nous avons constaté que deux pistons étaient endommagés.  Une partie de la gorge du segment supérieur était arrachée et des morceaux du segment en avaient profité pour proclamer leur indépendance. L’inconvénient des gros moteurs V8 ou V12 puissants c’est qu’on ne se rend pas facilement compte quand un des cylindres perd 50% de ses moyens. Il aura fallu qu’un second tombe également en défaut pour que finalement, je me décide à vérifier les compressions … et à intervenir.  Cette négligence – ou ce manque de sensibilité - qui avait retardé la révision se traduisait par un cylindre assez profondément rayé.  Comme toujours, dans ces cas là, il faut apporter le bloc chez le rectifieur et voir avec lui la meilleure solution à mettre en oeuvre. J’avais deux alternatives: soit remplacer la chemise rayée et réaléser les huit cylindres à une cote légèrement majorée (les piston racing sont fabriqués sur mesures ce qui permet de choisir son diamètre au 1/100 ème près); soit de faire un gros réalésage sur tous les cylindres (l’épaisseur des chemises le permettait) pour rattraper les rayures du cylindre malade.  C’est vers cette seconde solution que Patrick (le maitre des lieux de Rectification 2000) m’a conseillé de m’orienter. La profondeur des rayures ayant été estimées entre 2 et 3 dixièmes, j’avais décidé de commander des pistons dont le diamètre serait majoré de 0,8 mm par rapport à ceux existants, ce qui nous amenait à 106 mm, soit tout près de la côte maxi acceptable (4.180″ soit 106.17 mm) définie par le motoriste.

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Ici on aperçoit la gorge du premier segment détruite en partie.  C’est sur, ça marchait moins bien.

Le monde des fabricants de pistons pour les moteurs américains est vaste, mais les plus réputés dans le domaine de la qualité et des performances sont bien connus des préparateurs locaux. N’ayant aucune obligation de retenir telle ou telle marque, j’allais donc pouvoir prospecter à ma guise. Comme pour la plupart des consommateurs, je souhaitais obtenir naturellement le meilleur rapport qualité/prix mais avec des critères de qualité au top. Sur la dizaine de marques disponibles, trois obtenaient les éloges unanimes des différents spécialistes des moteurs de compétition. Il s’agissait de JE (le plus populaire et le plus classique), CP (plus récent et plus avangardiste) et Mahle bien connu également en Europe et qu’on ne présente pas. C’est donc sur l’une d’entre elles que j’allais faire mon choix.

Quand on doit sélectionner un piston, une question fondamentale peut légitimement se poser: faut il choisir des pistons moulés ou forgés? Come dans les calculs de prime d’assurance, ce choix est un calcul économique qui est à pondérer selon les risques encourus. Dans les casses sérieuses des moteurs atmosphériques, il y a deux cas majeurs particulièrement redoutés des mécaniciens: la rupture des vis de tête de bielle arrive en tête suivie de près par la rupture d’une (ou plusieurs) soupape(s). Dans le premier cas, la conséquence est dramatique car la tête de bielle libérée va très souvent provoquer la casse du carter moteur … et plus si affinité!

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Quand une bielle passe sa tête par une fenêtre qu’elle vient de faire dans le carter moteur, c’est jamais bon signe. On voit que sous la violence du choc le piston moulé qui bien qu’éloigné de la zone de combat a déjà subit une sévère destruction au niveau du bossage de son axe, mettant en évidence sa fragilité de cristal. 

Dans le cas d’une rupture de soupape, les dommages peuvent être circonscrits à la culasse et au cylindre si le piston est en alliage forgé. Dans le cas contraire, un piston moulé va se désagréger sous le choc et le pied de bielle libéré, n’étant plus guidé par le piston, va se comporter comme un bélier fou en défonçant méthodiquement tout ce qui se présentera devant lui jusqu’à l’arrêt du moteur avec on s’en doute des dégâts beaucoup plus conséquents.

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Tête de piston martyrisée par une rupture de soupape. Sa structure en alliage forgé lui a permis de se déformer sans pour autant voler en éclats comme l’aurais fait un piston moulé en alliage hypersilicié.

La réponse à cette question basique du choix du mode de fabrication des pistons est donc un peu normande: ça dépend! Soit le moteur est destiné à une utilisation touristique et le piston moulé à fait, fait et fera très bien l’affaire car les probabilités de grosses casses sont faibles; soit le moteur est à vocation sportive et par raison économique en cas de casse, il faut accorder sa préférence aux pistons forgés. Indépendamment des deux grandes lignes principales décrites ci-dessus, il y a comme toujours des exceptions. Le piston moulé est fragile au choc mais sa très bonne stabilité thermique due à son faible coefficient de dilatation peut le faire préférer sur les moteurs à forte charge thermique. C’est le cas notamment des moteurs deux temps où le piston forgé n’est que très rarement utilisé, même en compétition. 

Indépendamment de la forme de sa calotte, un piston est caractérisé par trois côtes fondamentales: le diamètre de jupe, le diamètre de l’axe et la hauteur de compression. Viennent ensuite les dimensions de chaque segment (et leur nombre) et le mode de blocage des axes de piston (joncs, circlips, wirelocks ou boutons). Enfin, les pistons modernes ont la possibilité d’avoir différents traitements de surface, soit pour limiter l’usure des parties frottantes, soit pour faire un écran thermique sur la calotte. Celle-ci, avec ses découpes complexes pour le passage des têtes de soupape et son volume positif ou négatif, ne sera pas abordée ici. 

Calcul HC piston

Détermination de la hauteur de compression du piston selon la hauteur du bloc, la longueur de la bielle et la 1/2 course du vilebrequin.

A propos de la hauteur de compression déterminée dans l’exemple ci-dessus, les spécialistes auront noté la cote inhabituelle de la hauteur de notre bloc qui aurait du être de 8.2″. C’est le moment d’ouvrir une parenthèse pour rappeler que la qualité des usinages et des contrôles d’il y a quarante ans n’avaient pas toujours la précisions que permettent d’obtenir les machines à commande numériques d’aujourd’hui. A ce titre, sur les blocs moteurs des anciens V8 il est recommandé de vérifier le parallélisme, l’équerrage et la distance des deux plans de joint de culasse avec l’axe du vilebrequin. Notre bloc contrôlé par Dreyfus sur une machine à trois axes dans un local climatisé, n’avait pas échappé aux imprécisions de l’époque. Nous avons donc du « socialiser »  les plans de joint de chaque banc pour rattraper des écarts de plus de 0,3 mm de hauteur entre les cylindres de 1 à 8 et de 0,4° d’angle en alignant l’ensemble sur le plus bas; fin de la parenthèse.   

Le diamètre de la jupe d’un piston dépend bien sur de l’alésage de la chemise auquel il faut soustraire les jeux de fonctionnement et de dilatation. La somme de ces jeux dépend de l’alliage utilisé - qui est tributaire de la méthode de fabrication du piston (moulé ou forgé) –  et de l’utilisation envisagée du moteur qui conditionne la température de fonctionnement (admission atmosphérique, suralimentée ou nitrous). Il existe des tables qui déterminent assez précisément ces jeux en fonction des critères énoncés. A retenir que les pistons forgés ont un plus grand coefficient de dilatation que les pistons moulés en alliages hypersiliciés et que de ce fait, il doivent avoir un jeu plus important. Pour terminer sur le diamètre de la jupe, précisons qu’il se mesure à la hauteur de l’axe du piston.

Le diamètre d’un axe de piston  est beaucoup plus facile à sélectionner dans la mesure où il n’y a que deux grands standards américains:

- le standard Ford qui mesure .912″ (soit environ 23,16 mm)

- le standard Chevrolet qui lui fait .927″ (soit environ 23,55 mm)

Le standard Chevrolet propose en plus des axes en côte réparation en .928″, .929″ et .930″. Ce standard (qui conditionne également le diamètre du pied de bielle) étant le plus populaire, c’est ce dernier que j’ai retenu

Notons que depuis plusieurs années, la chasse au poids a introduit dans les moteurs de compétitions américains de dernière génération, des axes aux standards japonais de dimensions plus modestes (22 mm). Toujours dans la chasse au poids, les pistons modernes dits en X ont les bossages d’axe très rapprochés et moins larges permettant ainsi de réduire sensiblement la longueur des axes. Pour des pistons de 4″ d’alésage, les longueurs d’axe ont pu être réduites de 2.9″ à 2″. Les axes plus courts sont un peu plus épais mais le gain de poids est très significatif (- 25%).

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Comparatif entre un piston moderne dit en X  fabriqué par Mahle (à gauche) et un piston de forme traditionnelle fabriqué par JE. La différence de longueur de l’axe se remarque au premier coup d’œil.

Tout comme les pistons, les axes peuvent également recevoir un traitement de surface anti-friction (revêtement dit cassidiam … ou cassidium selon l’accent) qui permet de supprimer la bague bronze du pied de bielle et donc d’avoir une bielle un poil plus fine et plus légère.

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A gauche, un axe traditionnel ancienne version de 2.9″ de long. Les larges bossages des pistons permettaient d’usiner des extrémités en forme coniques. Cet axe pèse environ 150 g . A droite, disposé verticalement, un axe de piston d’une conception un peu plus récente. Il est un peu plus court (2.5″), ses extrémités ne sont pas coniques et il pèse environ 125 g. Au centre deux axes modernes ayant subit un traitement cassidiam qui leur confère un aspect « canon de fusil ». Ils mesurent 2.25″ et pèsent un peu moins de 105 g.

Un dernier mot sur l’extrémité des axes qui selon leur mode de fixation sont chanfreinés ou non.

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A gauche un axe de piston dopé au nitrous (l’épaisseur est majorée) à bout droit destiné à être bloqué latéralement par circlips ou spirolocks. A droite, un axe à bout chanfreiné pour être verrouillé par un jonc d’arêt (un effort latéral de l’axe tend à bloquer le jonc dans sa gorge).

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L’extraction (toujours difficile) d’un spirolocks se fait en tirant et en tournant … quand on a réussi à dégager l’extrémité de la gorge! La gorge dans le piston qui reçoit un spirolocks ou un circlips est de section rectangulaire et ne convient donc pas pour un jonc d’arrêt. La réciproque pour la gorge semi-circulaire d’un jonc est également vraie et ne convient pas aux circlips et autre spirolocks. A noter qu’il y a au moins deux standards dans le diamètre du fil des joncs … et donc différents profils de gorge semi-circulaire. Toutes ces remarques font qu’il est préférable d’acheter un ensemble piston, axe, clips et segments plutôt que séparément … même si c’est ce que j’ai fait.

Le choix de mes nouveaux pistons a été lié à un concours de circonstances. Un revendeur US auprès duquel je venais demander un devis m’a proposé en solde un jeu de pistons Mahle neufs dont l’alésage correspondait à mes besoins, mais pas la hauteur de compression qui était prévue pour un vilebrequin de course plus grande. Un rapide calcul m’a finalement décidé: le montant de la remise proposée était presque l’équivalent du prix d’un vilebrequin « spécial » qu’en bon vendeur il s’était empressé de me proposer également. Bref, avec ses gros pistons et une course majorée, mon moteur de 5,2 litres allait prochainement déplacer 5,8 litres …  de quoi faire une différence à l’accélération si les roues de derrière consentent bien à rester derrière.

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La face interne et l’intérieur de la jupe sont usinées ce qui nous permet d’avoir 8 pistons pesant entre 416 et 417 g. Nous verrons ultérieurement comment déterminer la valeur du « bobweight » qui permettra d’équilibrer le vilebrequin.

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L’espace restreint entre les deux bossages de l’axe du piston m’a obligé à réduire la largeur des pieds de bielle de 1,6  millimètre … de chaque coté

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Une fois la bielle en place, on contrôle l’angle d’oscillation du piston sur le pied de bielle pour s’assurer que dans les deux positions horizontales du maneton, le pied de bielle ne forcera pas sur la nervure interne qui relie des deux bossages. L’espace minimal requis correspond à la somme de la course (3″1/4) et du diamètre du maneton (2″) soit environ 133,4 mm.  C’est bon, le réglet nous indique un débattement possible de 145 mm  

A suivre …

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Par nanard289
Le 6 janvier, 2015
A 17:47
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Partie 3: Révision d’un ancien V8 Ford de compétition – Présentation (mis à jour le 21 Février 2015)

Habituellement, la révision complète d’un moteur – même de hautes performances - ne présente pas de difficultés majeures dans la mesure où l’on dispose de l’outillage spécifique et des pièces nécessaires à sa remise en forme. Pour un moteur européen de grande série de plus de quarante ans, les pièces d’usure d’origine commencent à se faire rares et la prospection des « mines connues » devient de plus en plus difficile. Pour un moteur de fabrication américaine et de surcroit de diffusion confidentielle, les rares pièces qui restent disponibles sont devenues introuvables en Europe et se négocient au poids de l’or quand on réussi à en trouver aux Etats Unis. N’étant pas un « intégriste du boulon d’origine », j’allais m’orienter vers des pièces de fabrication moderne qu’il me suffirait d’adapter à mes besoins particuliers. Avant d’énumérer et de détailler les différentes étapes de cette « grande révision »*, je vais en préambule faire une présentation succincte de ce moteur et rappeler l’histoire de ses origines.

* « Grande révision »: expression employé chez Ferrari pour désigner la grosse opération de maintenance qui a lieu tous les 25000 km … et qui coute un bras!

Dans les années soixante, suite à son échec de négociation pour racheter la Scuderia Ferrari, Ford s’était investi dans la compétition automobile pour effacer l’humiliation que lui avait fait subir Le Commendatore. On rappellera à ce sujet qu’Enzo Ferrari avait « manipulé » Ford dans le simple but de faire monter les enchères; la vente de son usine étant de toute façon dans son esprit acquise à la FIAT.

Ford Racing (c’était le nom du service compétition) qui jusqu’alors limitait ses activités sportives en Amérique du nord avait entamé le programme GT40 pour disputer le championnat du monde (qui en fait se déroulait essentiellement en Europe) et défier Ferrari sur ses terres. En 1963, les moteurs qui équipaient les premières GT40 étaient de véritables mécaniques de compétition. C’étaient les fameux 255 ci Indy (4 litres) à double arbres à cames en tête qui prenaient plus de 8000 tr/mn, dont le bloc déjà en alu avait été étudié sur la base du populaire bloc 289 ci Windsor (qui lui était en fonte). Malheureusement, si ce moteur était très performant pour les courses de sprint, il manquait de fiabilité pour les courses d’endurances et lorsque Carroll Shelby pris la responsabilité du projet GT40, ce moteur de 4 litres fut abandonné au profit du 289 Windsor (4,7 litres) beaucoup plus rustique, moins prestigieux mais aussi moins fragile. Ce n’est que quelques années plus tard que le big block 427 (7litres) fut retenu pour équiper les GT40 avec le succès que l’on sait.

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Voici une des premières GT40 équipée du fameux 255 ci Ford baptisé « Indy » en référence à ses origines qui le destinait à l’ovale d’Indianapolis.

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Détail du 255 Indy de 1963  que je ne résiste pas à présenter tellement je le trouve superbe. On distingue les culasses double arbres avec des conduits d’admission retournés permettant d’avoir les collecteurs d’échappement au centre du Vé (solutions techniques très innovantes pour l’époque). Il était équipé d’un système d’injection mécanique à papillon (probablement Hilborne) et d’un carter sec.  

 Parallèlement, Ford Racing avait aussi développé un moteur destiné à être installé dans une Mustang pour le populaire championnat de la Trans Am  series qui avait lieu aux Etats Unis. Curieusement, ce moteur très performant de 5 litres de cylindrée né en 1969 avait pour origine un montage hybride. Ford Racing avait eu au départ l’heureuse idée de greffer des culasses de moteur Cleveland sur un « small block » 302 Windsor et le résultat avait été spectaculaire. Le Cleveland était une version intermédiaire entre le small block (5litres) et le big block (7 litres) mais plus prêt de ce dernier. Comme disent les américains, c’est un small big block. Le principal avantage des culasses du moteur Cleveland c’était d’être équipé de soupapes généreusement dimensionnées et de conduits d’admission (dits high port) mieux dessinés. Comparativement, le moteur Windsor qui initialement avait été conçu dans les années cinquante en 221 c.i. (soit environ 3,6 litres), puis modifié une première fois en 260 c.i. (environ 4,2 litres), puis une deuxième fois en 289 c.i. (environ 4,7 litres), puis enfin en 302 c.i (environ 5 litres) avait génétiquement des culasses trop plates pour permettre d’avoir des gros conduits. Ils étaient en plus limités en largeur par les tunnels des tiges de culbuteur qui encadraient l’admission. Enfin, ses soupapes étaient notoirement trop petites pour les hauts régimes et les culasses greffées du Cleveland permettaient de corriger tout ça. Ce nouveau moteur baptisé « 302Boss » avait finalement bénéficié de culasses spécifiques (toujours sur la base du Cleveland) avec des entrées d’eau revues pour être adaptées au bloc Windsor et dès sa sortie, il avait focalisé l’attention des « team managers ». L’embiellage (vilebrequin et bielles) était en acier forgé et la ligne des paliers du bloc Windsor avait été sérieusement renforcé. Ce moteur commercialisé sur des voitures de série (la fameuse Mustang 302Boss) délivrait environ 270hp (valeur certainement minimisée à l’époque pour rester dans le politiquement correcte). Les versions compétitions développées par Ford Racing auraient atteintes (je parle au conditionnel car ici à l’inverse du politiquement correcte il y avait beaucoup d’intox) plus de 450hp à 9000 tr/mn !!! Le succès en course de ce moteur a été très flatteur, à l’avenant du succès commercial de la Mustang 302Boss. Début 1970, le service Research & Development Inc.(RDI) Ford avait mis en chantier un nouveau moteur 302Boss en remplaçant la fonte du bloc et des culasses par de l’alliage léger, histoire de gagner près d’une centaine de kilos et accessoirement d’améliorer quelques points de détail. Ce nouveau moteur version weight watcher du 302Boss - dont le bloc alu était directement inspiré du 255 Indy – était à cause d’un prix de revient assez élevé, exclusivement destiné à la compétition. Malheureusement, la conjoncture économique allait le condamner à rester à l’état de prototype. Le premier choc pétrolier de 1973 a mis fin au programme compétition de Ford  et à ce moteur marginal dont on n’entendra plus parlé. Plus tard, d’autres équipementiers spécialisés dans les pièces racing  comme Fontana ou Dart proposeront également aux préparateurs de dragsters des small blocks en aluminium, largement inspirés du prototype Ford RDI de la fin des années soixante. C’est de l’un de ces moteurs Ford Racing du début des années soixante dix que nous allons décrire les différentes étapes de son reconditionnement.

Install moteur 10 02 07

Voici le 302Boss version aluminium lors de sa dernière révision dans notre atelier: c’était  en février 2007. Dans les détails extérieurs qui  indiquent que nous sommes en présence d’un moteur de compétition, on distingue au premier plan la pompe à huile multi étages qui caractérise les moteurs à carter sec.

Crankshaft installation 2R

Détail des chapeaux de palier du vilebrequin d’un bloc alu racing. Chaque chapeau est fixé par deux goujons verticaux d’1/2″ et par deux vis obliques de 7/16″ qui en plus des pions de centrage interdisent tout risque de déplacement transversal. Ce montage était garanti par Ford pour supporter 1500hp (pour moteur alimenté par double turbo ou dopé au Nitrous). On s’aperçoit également en bas sur le flanc du bloc que les classiques  pastilles de dé-sablage ont ici été remplacées par des bouchons à filetage conique permettant ainsi au circuit de refroidissement d’encaisser des pressions internes plus conséquentes.

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Sur le bloc 302Boss en fonte de série, les paliers d’extrémité 1 et 5 ne comportaient que deux vis (photo source Mustang360°); les paliers intermédiaires (2, 3 et 4) étaient quant à eux  fixés par quatre vis parallèles. La version « alu » a donc bénéficié d’un nouveau « design » encore plus renforcé  

Comme la plupart des moteurs américains des années soixante, c’est un V8 à 90° culbuté avec un arbre à cames central commun aux deux bancs de cylindres. Dans les caractéristiques principales de ce moteur qui reprenait les cotes d’alésage (4″) et de course (3″) du moteur 302Boss de série (soit 101,6 mm x 76,2 mm, ce qui nous donne 302 pouces cubes soit presque 5 litres), il faut préciser qu’il est en alu et chemisé avec des cylindres siamoisés en acier, c’est à dire sans passage d’eau transversal. Cette particularité permet d’ajouter de la matière sur la paroi des chemises et de pouvoir les réaléser bien au delà de ce que permettent les blocs traditionnels en fonte (donc sans chemise). Toujours pour gagner des cm3, les embases des cylindres sont échancrées pour laisser le passage aux vis de têtes de bielle, permettant ainsi d’avoir la possibilité d’augmenter la course du vilebrequin. Nous allons voir que ces particularités ont été utilisées afin d’augmenter significativement la cylindrée du moteur. Enfin, le dernier point (mais non le moindre comme disent les anglo-saxons), ce bloc est conçu d’origine en carter sec. A ce titre, le retour d’huile des culasses se fait par un circuit indépendant comprenant un piège à particules pour collecter les petits bouts de ressort ou des aiguilles de culbuteurs éprises de liberté. Ce dispositif est destiné à protéger efficacement les dents des pignons de la pompes à huile de retour.

Bloc RDI notch.

Détail des embrèvements à la base des futs de chemise qui permettent d’augmenter sensiblement la course du vilebrequin. Ici on contrôle le jeu entre la vis d’une tête de bielle et le fut du cylindre opposé avec un vilebrequin ayant une course de 3″1/4 (soit environ 82,55mm).  Selon la forme des pistons utilisés, on contrôlera également au PMB l’espace résiduel entre la jupe du piston et la masselotte du vilebrequin (c’est pas commode d’accès mais il doit y avoir au minimum 0,8 mm).  

Les culasses également en alliage léger fortement inspirées du moteur Cleveland n’ont que deux soupapes par cylindre (on est à la fin des années soixante), mais contrairement au Windsor, elles sont généreusement dimensionnées et la somme de leur diamètre est à quelques millimètres près égale à la valeur de l’alésage (ce qui est remarquable pour un moteur à soupapes parallèles). Ces culasses sont aussi plus hautes, ce qui permet d’élargir les rayons de courbure des conduits d’admission et d’échappement pour aider la respiration à hauts régimes (d’où l’appellation HP pour Hight Port) . Toujours dans le but d’améliorer les échanges de flux gazeux, les soupapes ne sont plus disposées en ligne mais sont légèrement « twistées », ce qui oblige d’avoir un axe de culbuteur individuel pour chacune d’elle. Détail original, la sortie d’eau qui retourne vers le radiateur n’est pas usinée d’origine et est à réaliser selon l’emplacement choisi par le mécanicien (frontal ou latéral).

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Sur ces culasses produites par le service compétition de Ford, les soupapes ne sont plus en ligne mais  »twistées » pour améliorer les échanges gazeux. Cette disposition oblige d’avoir un axe individuel pour chaque culbuteur.

Passons maintenant aux choses sérieuses et entrons dans le vif du sujet. Le moteur déshabillé de ses périphériques vient d’être désaccouplé au niveau de la cloche d’embrayage et le circuit de refroidissement a été vidangé. Un petit banc en bois a été placé sous la cloche en prévision pour supporter la transmission une fois  le moteur sorti. L’ensemble du groupe propulseur repose seulement sur trois gros silentblocs: deux sont situés latéralement de part et d’autre du bloc et un troisième est placé sous la boite. On voit que si on retire le bloc moteur, cet équilibre est rompu! Le damper en bout de vilebrequin a été démonté pour gagner un peu de place et nous permettre de dégager plus confortablement l’arbre primaire de boite de l’embrayage en tirant le moteur vers l’avant. Le bloc a beau être en alliage léger, il ne pèse pas le poids d’une jeune fille et pour les gros moteurs, le palan est indispensable.

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Le damper en bout de vilebrequin a été démonté pour gagner un peu de place …

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Voila,  le moteur à peine désaccouplé de la cloche d’embrayage réclame déjà son indépendance!

Ce constat termine la page « Présentation » de ce moteur. Tournons là pour lire la suivante: celle du « Choix des pistons » qui est ici : http://nanard289.unblog.fr/presentation/partie-3-revision-dun-ancien-v8-ford-de-competition-presentation-mis-en-ligne-le-21-octobre-2014/le-choix-des-pistons/  ou bien  pour attaquer directement le remontage du bas moteur ici: http://nanard289.unblog.fr/presentation/partie-3-revision-dun-ancien-v8-ford-de-competition-presentation-mis-en-ligne-le-21-octobre-2014/v8-ford-rdi-remontage-du-bas-moteur-mis-en-ligne-le-12-mars-2015/

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Par nanard289
Le 21 octobre, 2014
A 19:06
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Le Vilebrequin du spécial Drink Team – Variante 2 (mis à jour le 11 mars 2015)

Les vilebrequins de moteurs à hautes performances sont très souvent réalisés en acier forgé. Cette technique de fabrication permet d’accroitre la résistance mécanique et de ce fait, autorise des régimes et des puissances plus élevés. Cependant, le forgeage nécessite un gros investissement d’outillage et n’est envisageable que pour des grandes séries. Certains fournisseurs spécialisés dans la fabrication de ces pièces très particulières pour des petites séries proposent des vilebrequins taillés dans la masse qui sont de toute beauté. Le prix de revient est bien sur plus conséquent mais on a des pièces de qualité exceptionnelle. Comme pour des vis, selon le type d’acier utilisé, la qualité de l’usinage et les traitements thermiques réalisés, la tenue mécanique, le poids, les performances potentielles peuvent être grandement améliorés par rapport à un simple vilebrequin de série. Le prix d’un vilebrequin « racing » est bien sur conséquent mais n’est pas proportionnel à la qualité intrinsèque de la pièce proposée. Il dépend en toute logique de la popularité commerciale du produit. On se trouve donc en face du paradoxe suivant: la fabrication d’un vilebrequin pour un petit moteur 4 cylindres de diffusion confidentielle reviendra 3 fois plus cher  qu’un vilebrequin de moteur V8 populaire. Fallait il donc pour de sordides questions de budgets restreints renoncer à mettre un cœur plus noble dans notre moteur? Le vilebrequin de la variante 1 décrite dans la page précédente revenait à un peu plus de 500 euros, simplement pour augmenter légèrement la course (de 84, on était passé à 86 mm) et pour le traitement thermique. Si le prix de cette modification était tout à fait convenable (la radiographie était incluse) on était malgré tout resté avec un vilebrequin moulé de conception basique, conçu pour un moteur tranquille. En outre - toujours dans la variante 1- la nouvelle cote d’entraxe majorée des cylindres qui nous permettait de monter des gros pistons, engendrait un léger décalage des pieds de bielle sur les axes de pistons (0,5 mm sur les cylindres 2 et 3 et +1,5 mm sur les cylindres 1 et 4). L’ensemble de ces points qui pris individuellement pouvaient être acceptables, finissait tout de même par me préoccuper. Une solution séduisante m’est soudainement apparue quand j’ai découvert qu’un vilebrequin de grande diffusion avait à deux dixièmes près (55 mm au lieu de 54,80) les diamètres de tourillon au standard Renault et des entraxes de manetons avec une course correspondant exactement à nos besoins. Il fallait bien sur prévoir un peu d’usinage pour l’adapter à notre bloc moteur mais à part la rectification des tourillons, ça restait assez facilement réalisable (simple augmentation de 1 à 2 mm de la largeur des paliers) et je pouvais aisément m’affranchir de cette tâche. Toutefois, avant de passer une commande aux USA pour acheter un vrai « vilebrequin racing », j’ai dans un premier temps récupéré un exemplaire de série pour vérifier son adaptabilité sur un vieux bloc de moteur Renault.

Crank 2

 On trouve sur le marché US des superbes vilebrequins réservés à la compétition  en acier forgé a des prix malgré tout abordables (moins de 1000 euros) pour les moteurs de grande série.

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Avant de commander le modèle correspondant à nos besoins, il nous fallait tout d’abord vérifier si l’adaptation était facilement réalisable. J’ai donc récupéré un vilebrequin d’occasion de série pour estimer les difficultés de l’adaptation et faire un bilan financier de cette opération pour juger objectivement de son intérêt.  Ici, on augmente la largeur du tourillon N°4 de 1,2 mm vers le centre; la marque de l’usinage est plus large car n’ayant pas le bon outil, j’ai du faire un rayon de raccordement un peu plus petit).

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Voilà, après deux heures d’usinage, les cotes d’entraxe des paliers du vilebrequin de série ont été assez facilement adaptées sur les paliers du bloc Renault (sur la photo, les paliers 2 et 4 sont sans coussinets). On distingue les traces d’usinage  sur les tourillons pour faire la place en partant du centre. L’excès de jeu latéral du coté externe sur les paliers 2 et 4 n’est pas du tout préoccupant dans la mesure ou le centrage est toujours assuré par les deux cales latérales disposées sur les joues du paliers N°3. Reste encore cependant à régler l’adaptation du volant moteur et du pignon de distribution. Le diamètre externe de la bride de fixation du volant moteur (à l’extrême droite sur la photo) est exactement le même que celui du Renault, ce qui permet d’utiliser le même joint spi et de ne rien réusiner de ce coté là.

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Avec le léger décalage en partant du centre qui se cumule sur chaque palier, les trous de graissage dans les tourillons d’extrémité (1 et 5)  se retrouvent déportés d’autant. On voit que malgré tout, même décalée, la gorge du coussinet communique sur toute sa largeur avec les trous du conduit du tourillon destinés à lubrifier la tête de bielle. A noter que sur les vilebrequins modernes, la lubrification du maneton est réalisée par un triple conduit permettant de dédoubler l’arrivée d’huile sur les coussinets de tête de bielle et d’améliorer ainsi sensiblement le graissage.

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Pour les paliers 2 et 4, le décalage est moins significatif.

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Comparatif entre un vilebrequin d’origine (à droite) et celui que l’on se propose d’adapter sur notre bloc moteur. Les vilebrequins « 8 masses » (comme celui de notre essai) ont la réputation de mieux filtrer les harmoniques car ils sont moins sensibles aux phénomène de torsion. En contrepartie, ils sont plus lourds et il est nécessaire de compenser leur moment d’inertie supérieur en réduisant celui du volant moteur.

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Coté volant moteur, celui sur notre nouveau vilebrequin est prévu d’être fixé par 8 vis M12 au pas de 100 alors que d’origine (toujours à droite), il n’y a que 7 vis M9 (au pas de 100 également). C’est une bonne opportunité pour envisager le montage d’un volant spécifique en alliage léger. Dans cette nouvelle version, le roulement pilote est logé non plus dans la bride du vilebrequin mais dans le volant, avec une partie en excroissance servant de pion de centrage sur la bride.

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Pour pouvoir conserver le pignon de distribution d’origine, il suffit de réduire le diamètre du nez de notre nouveau vilebrequin (de 38, il faut passer à 32 mm) et de fraiser une petite rainure de clavetage. 

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Pendant que j’y étais, j’ai fait aussi un surfaçage des joues de contrepoids qui sont brutes de matriçage pour réduire un peu le poids et améliorer la finesse aérodynamique de notre prototype expérimental. Après rectification des tourillons, l’ensemble sera rééquilibré avec son nouveau volant et son damper.  La liste des travaux s’arrête ici, mais il est encore trop tôt pour dire si économiquement cette variante reste intéressante en regard des améliorations acquises.

Déjà, pendant les opérations d’usinage pour reprendre la largeur des paliers et réduire les masselottes, nous avions constaté que la qualité de l’acier de ce vilebrequin moderne était bien supérieure à notre vieux vilebrequin de R16 d’origine. Finalement, même si le prix de l’adaptation était plus conséquent que les modifications de la variante 1, le comparatif technique entre les deux solutions me faisait préférer cette variante 2 qui à bien des égards me semblait supérieure. Evidemment, ce choix allait nous obliger à faire marche arrière et à tout redémonter pour réactualiser les bases de notre projet mais quand on est convaincu de reprtir dans la bonne direction, les efforts pour revenir sur ses pas ne sont pas pénibles.

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Notre nouveau vilebrequin vient d’être rectifié chez Rectification 2000 et notre premier soucis est de vérifier le positionnement des paliers sur un vieux bloc Renault. A l’exception des cales latérales du palier central  trop épaisses de quelques centièmes, tout s’installe très bien.

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Le trou de graissage du tourillon N°5 qui reprend la pression d’huile dans la gorge du coussinet pour alimenter la tête de la bielle N°4 est légèrement décalé (1,5 mm)  mais n’affecte en rien la circulation d’huile. 

La prochaine étape sera d’aller voir Michel Camus pour lui commander l’usinage d’un volant moteur en alliage léger car ce nouveau vilebrequin avec ses huit masses est sensiblement plus lourds (+ 1,5 kg) que celui d’origine. 

 

        

 

  

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Par nanard289
Le 30 décembre, 2013
A 23:51
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L’échappement « macaroni » du Spécial Drink Team … encore en stéréo! (mise à jour le 23 Décembre 2013)

Avec son arbre à cames à grandes levées, ses grosses soupapes et son admission avec un débit à faire pâlir un banquier, il fallait que la chaine du circuit des gaz de ce moteur soit homogène et que notre collecteur d’échappement ne constitue pas le maillon faible du système. Il existe dans le commerce plusieurs type de collecteur d’échappement pour Berlinette, mais aucun ne me convenait car les tubes utilisés étaient de section trop faible et de trop grande longueur pour notre configuration. Quelques fabricants plus ou moins spécialisés proposent des versions de collecteurs dites sur mesures qui sont très chères et sans garantie de résultats. C’était pas non plus une piste séduisante. J’avais donc envisagé d’en fabriquer un moi même; au moins s’il ne marchait pas comme escompté, je saurais à qui m’en prendre. Je n’avais pas de logiciel de calcul pour déterminer précisément les sections et volumes de chaque élément constitutif, mais pour partir sur une bonne base, j’avais observé quelques collecteurs des moteurs sportifs modernes entre 1800 et 2000cc qui marchaient fort et parallèlement pris contact aux Etats Unis auprès d’un fournisseur spécialisé dans le domaine pour connaitre le diamètre des tubes utilisés, les longueurs de branche et la disposition des points de convergence de chaque tronçon. Voyons maintenant comment passer de l’idée du départ à la réalisation.

L'échappement

Exemple de réalisation d’un collecteur d’échappement moderne monté sur un moteur Mercédès 2,5 L de DTM (photo source Passion 190 – Hokeinheim045) et qui m’a servi d’inspiration. On notera les gros tubes courts favorisant les hauts régimes et les lignes séparées en double Y.

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Autre exemple de réalisation d’un collecteur d’un échappement sur moteur M12 BMW de 2L de cylindrée (Photo source Auto Diva). Dans ces deux exemples,  on remarque le diamètre relativement important des tubes primaires des collecteurs d’échappement (diamètre intérieur de 2″ soit 50,8mm  pour le 2,5L et de 48mm pour le 2L). Il est généralement admis que le diamètre du tube à retenir dépend bien sur de la cylindrée unitaire, mais également de l’angle de croisement des soupapes.  Pour notre 1860, j’ai retenu des valeurs plus modestes que celles des moteurs diaboliques cités en exemple: 41 puis 44mm sur les tubes primaires et 57mm en sortie des Y.

La construction d’une nouvelle ligne d’échappement en partant de rien est toujours un grand moment de solitude car on ne sait pas trop par où commencer. Une chose était certaine, je souhaitais réaliser quelque chose d’original, à l’avenant du reste du moteur, mais il fallait rester pragmatique. Selon la solution retenue, des chevaux pouvaient ici se perdre ou se gagner. Coté silencieux, il fallait aussi faire un effort pour essayer d’être sous la barre des 90dB.

Ouvrons ici une parenthèse pour signaler que les contrôles de niveaux sonores des véhicules de compétition sont de plus en plus draconiens et que la plupart des circuits français exigent d’être en dessous la barre des 95dB; alors qu’il y a seulement quelques années, on tolérait 100dB. Les mouvements écologistes étant de plus en plus nombreux et organisés, nos dirigeants politiques toujours en quête de voix électorales, s’empressent de nous imposer des mesures contraignantes – qui à eux ne leurs coutent rien – pour caresser les écolos dans le sens du poil. Après avoir accepté de lâcher des loups et des ours en liberté « pour équilibrer la nature », on peut s’attendre à pire car comme disait Michel Audiard dans un de ses célèbres dialogues: « Les cons ça ose tout. C’est même à ça qu’on les reconnait »  Fin de la parenthèse.

Passionné de moteurs de moto, il est notoirement connu que certains silencieux pourtant plus bruyants que les pots d’origine sont malgré tout moins performants. Pire, les moteurs modernes étaient souvent plus puissants avec leurs silencieux que sans! Ce constat était édifiant sur la qualité des études de conception de ces « accessoires périphériques » du moteur et je venais de trouver un des éléments d’originalité que je cherchais: Le moteur du Drink Team, tout comme une moto, serait équipé d’une ligne d’échappement double avec deux pots prélevés sur une grosse cylindrée. Une 1300cc Suzuki tournant à 11000 tr/mn doit évacuer au moins autant de gaz brulés que notre 1860cc tournant à 8000 tr/mn et ses silencieux devraient donc nous convenir. Pour retenir cette solution, il fallait trouver la place pour loger les deux grosses marmites d’Hayabusa … et ensuite les connecter proprement! Le secret de l’efficacité d’un silencieux passe par un volume important pour détendre convenablement les gaz. La place sera juste mais on devrait la trouver en montant les gros silencieux cote à cote, parallèlement sur le coté droit au bas du carter d’huile. Pour les raccorder, il faudra trouver une solution élégante avec des courbes aussi larges que possible, disposées de telle sorte que l’ensemble reste facilement démontable tout en se logeant dans un espace réduit et en respectant les longueurs de tube requises. Ca faisait beaucoup de contraintes! A défaut d’avoir des plans, j’avais en tout cas un point de départ pour chaque tube et deux points d’arrivée sur les silencieux. Selon mes informations collectées (c’est le cas de le dire), les tubes en sortie de la culasse d’un gros 1800 devraient avoir un diamètre de 1″3/4 sur environ 40 cm puis passer ensuite en 1″7/8 sur 20 cm avant de converger vers un Y qui aurait une sortie de 2’1/4 pour aller vers le silencieux. La première ligne collecterai les cylindres 1 et 4 et la seconde les cylindres 2 et 3. C’est la disposition la plus commune qui respecte l’ordre d’allumage permettant ainsi des pulsations régulières. En utilisant une épaisseur de tube d’environ 1,6 mm (16G selon le standard US) le diamètre interne du tube de 1″7/8 correspond exactement au diamètre externe du 1″3/4 ce qui fait que la transition se fait par simple emboitement. Cette disposition donne une meilleure tenue mécanique qu’une simple soudure bord à bord et facilite la mise en place et l’ajustage des tubes à la fabrication. De plus, les soudures bord à bord font des rugosités internes quasiment impossible à ébarber qui ne facilitent pas l’écoulement des gaz, alors qu’une soudure sur un tube emboité laisse une surface interne beaucoup plus propre.

Comme je souhaitais réaliser cette ligne double en inox, il fallait avant d’acheter tous les éléments constitutifs (coudes, tubes, raccords et brides) faire un prototype en tube d’acier ordinaire pour raison économique, afin de définir précisément l’inventaire de nos besoins. Les éléments de tuyauterie en inox ne sont pas bon marché et même en commandant uniquement les justes quantités requises, la note est toujours salée! Les coudes sont naturellement disponibles en plusieurs diamètres et valeurs angulaires (de 15 à 180°) mais aussi avec différents rayons de courbure. J’avais esquissé sur des bouts de papier le parcours possible de chaque tube avec les diamètres requis en essayant de loger le tout dans un espace restreint mais sans aucune cote. Ce n’était pas encore suffisant pour commander quoi que ce soit  mais je commençais à avoir un plan d’action et il était temps de se mettre à l’ouvrage.

Quand on part de rien pour faire un collecteur, il faut faire comme nos ancêtres quand ils construisaient une maison: les vieux monuments détruits servaient de réservoir de matière première et le recyclage des matériaux était déjà à la mode! Pour réaliser mon prototype, j’avais justement sous la main une ruine de collecteur provenant d’un V8 dont les diamètres de tube et les différents rayons de courbure me seraient d’une aide certaine pour faire mes fondations.

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La première opération a été de débiter un vieux collecteur de moteur V8 (ici c’est le banc de gauche) …

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pour constituer une banque de coude de différents rayons

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Les tubes sont ensuite sélectionnés selon l’esquisse de base puis grossièrement soudés sur une plaque d’acier préalablement découpée en suivant un joint d’échappement pour déterminer l’emplacement des tubes

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Après deux jours passés à scier à meuler et à souder,  notre collecteur prototype a enfin pris forme.

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Les bouts de papiers adhésifs sont là pour cacher mes horribles soudures faites pour tenter de recoller les morceaux. Les sorties des Y seront connectées sur les deux silencieux mais on voit déjà que d’une part  l’angle d’inclinaison n’est pas suffisant (je dois rajouter une dizaine de degrés) et que d’autre part, les Y descendent trop bas (il faut que je les remonte respectivement de 3 et 7 cm).

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Enfin, l’ensemble déborde trop sur le coté et devra être un peu plus compact dans sa version définitive. Néanmoins, ce prototype va déjà me permettre de commander les quantités de coudes requis avec les rayons de courbure idoines qui permettront de corriger le tracé initiale.

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L’angle d’inclinaison et la hauteur du Y des cylindres 1 et 4 ont  ici été modifiés. On voit qu’il reste suffisamment de place derrière pour resserrer le Y des cylindres 2 et 3.  J’attends de recevoir les gros coudes en 2″1/4 pour vérifier la hauteur et l’alignement du premier Y avant de valider cette nouvelle disposition.

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Fabrication d’une petite platine dans une tôle de fortal munie d’une colonnette pour l’adaptation des futurs silencieux de moto.

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Les gros coudes en inox sont arrivés et vont me permettre de corriger mon premier brouillon. Il est toujours plus facile de partir du (ou des) silencieux comme point de départ pour remonter ensuite vers la culasse avec des tubes de plus faibles diamètres. Je vais maintenant pouvoir faire le complément de l’inventaire des coudes nécessaires pour commencer les travaux. Ne sachant pas souder (même si j’avais le bon matériel), les opérations de soudure des tubes en inox seront en principe réalisés par Michel Camus (ce sera selon sa disponibilité). 

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 » La place sera juste, mais on devrait la trouver en montant les deux gros silencieux cote à cote … »

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Pour consolider la platine support des silencieux d’échappement, j’ai ajouté un hauban fait avec un tube d’inox écrasé à chaque extrémité. Ca fait un peu style poteau SNCF support de caténaire mais c’est efficace.

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« J’avais en tout cas un point de départ pour chaque tube et deux points d’arrivée … »

  Les deux gros coudes reliant les silencieux sont maintenant coupés à la bonne longueur et les Y sont emboités. Déjà on commence à deviner plus facilement le parcourt des tubes qui partiront de la culasse

A  part mes croquis à main levée pour essayer de définir l’organisation des tubes entre la sortie de la culasse et les silencieux, il me fallait faire un plan plus sérieux de la bride qui serait fixée sur la culasse. Ce plan me permettra de la faire découper au laser car une tôle inox de forte épaisseur c’est une vraie galère à chignoler soi même. D’origine, la sortie des conduits d’échappement de la culasse a curieusement une forme oblongue type boutonnière. Pour tenter d’améliorer la section de passage qui à cet endroit offre une section étranglée, j’avais élargi les conduits vers le haut pour leur donner une forme elliptique. La bride devrait donc elle aussi être percée en épousant la forme de la sortie des conduits. Avec des tubes primaires d’un diamètre externe de 1″3/4, il fallait que le périmètre de mon ellipse ait la même valeur que le périmètre de mes tubes pour avoir une transition et un ajustage harmonieux. Il suffisait ensuite d’écraser l’extrémité de mes tubes cylindrique sur ce modèle pour qu’elle s’emboite exactement dans le trou elliptique de la bride. Passé la difficulté de calculer le périmètre d’une ellipse (oublions les intégrales elliptiques de Legendre pour utiliser la formule approchée) j’en arrive à la conclusion que la bride du collecteur d’échappement devrait comporter des trous de 52 mm de large et de 34 mm de haut. Pour faciliter la mise en forme de l’extrémité de chaque tube qui devrait s’emboiter précisément dans la bride, j’ai fabriqué une matrice formée de deux demies coquilles avec un guidage latéral et le test à la presse s’est révélé satisfaisant. Entre temps, je suis passé voir Michel Camus pour qu’il me soude les brides que j’avais fabriquées pour fixer les silencieux ainsi que le bouchon fileté de la sonde lambda juste en aval d’un Y.

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Fabrication d’une matrice pour écraser l’extrémité des tubes qui s’encastreront dans la bride. On commence par faire les trous au tour dans un morceau de dural. Après avoir usiné l’ouverture elliptique aux dimensions voulues, on perce deux trous latéraux pour prévoir le montage des guides de centrage et on coupe au milieu. Ensuite, direction la presse pour essayer l’outil.

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En attendant la bride en inox qui se fixera sur la culasse et que Michel Camus va faire découper au laser, je commence à couper quelques morceaux de tube en commençant par le cylindre N°4 …

Finalement, la disposition initialement prévue sur la première maquette de collecteur ne sera pas suivie car en resserrant les tubes vers l’intérieur et en augmentant leur diamètre, les coudes des cylindres N°2 et 3 devenus trop serrés ne passaient plus. Les conduits des cylindres 3 et 4  sont coupés et en attente de soudage. Comme dirait Dreyfus: avec des gros tubes courts, ça fait plus collecteur macaroni que spaghetti!

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La cote d’encombrement latéral ne dépassera pas 240 mm (250 mm de disponible dans le compartiment moteur).

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 Michel Camus ici à l’ouvrage est en train de remplacer mes bouts de papiers collants  par quelques points de soudure. Cette première approche permettra de réaliser un assemblage provisoire mais rigide de l’ensemble des branches du collecteur avant de réaliser les soudures définitives.

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  Un vieux bloc avec notre première culasse martyre nous sert ici de mannequin pour pouvoir couper et fixer les branches entre la bride sur la culasse et les silencieux. On peut maintenant se faire une bonne idée de ce que sera notre futur collecteur « spécial Drink Team »

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Pour vérifier la longueur de chaque tube primaire, j’utilise une gaine boa coupée à la longueur requise que j’enfile par dessus les tubes plus ou moins coudés. C’est beaucoup plus pratique que de mesurer ou de calculer la chose et ça donne une approximation suffisante.

Ca y est, Michel Camus vient de recevoir la bride de notre collecteur d’échappement qui a été découpée au laser par son fournisseur et la balle est maintenant de nouveau dans notre camp.  C’est le moment de vérifier le bon fonctionnement de notre matrice à ovaliser les extrémités de tubes. En voulant fixer la nouvelle bride en inox sur notre vieille culasse, je m’aperçois que je me suis fourvoyé dans la cote des 2 trous de fixation en extrémité: il ne sont pas dans le même alignement que ceux du centre (décalage de 1,5 mm) et mon plan était erroné. J’ai du rattraper  le coup à la lime et la tôle de 8mm en inox c’est dur; ça m’apprendra à relever les cotes approximativement sur un vieux joint. Pour l’ajustage des extrémités de tube elliptique dans la bride, malgré le bon fonctionnement de notre matrice qui écrase le tube au bon format, le moindre écart angulaire sur l’orientation du grand axe de l’ellipse se traduit par une séance de reprise à la lime pour orienter correctement l’emboitement du tube dans la platine. Un petit degré d’écart en défaut d’orientation de l’ellipse est sanctionné par un désalignement  d’1 cm à l’autre extrémité du tube … et c’est pas facile à rattraper.

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Ecrasement des extrémités de tube coté culasse à la presse (avec la matrice qui va bien) pour transformer la section circulaire en section elliptique. C’est là qu’il faut bien positionner le tube pour avoir l’axe de l’ellipse en correspondance avec la bride

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La bride a été installée sur une vieille culasse. A force de limer et de marteler, les tubes finissent tout de même par s’emboiter correctement dans la bride ET dans le Y

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Bon, c’est presque terminé.  Je pensais que cette opération aurait été plus rapide, mais consolons nous: le moteur du Drink Team n’est pas un V12!

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Cette « vue en coupe » nous montre les parties du conduit d’échappement dans la culasse (zones noircies au marqueur) qu’il nous faut reprendre. On le répète, sur cette culasse le toit n’est pas très épais et on risque facilement d’avoir  des « gouttières » en grattant le plafond trop loin.

Et bien la dernière étape de la construction de notre collecteur « spécial Drink Team » vient d’être parcourue. Michel Camus a terminé les opérations de soudure et le résultat final du point de vue statique dépasse mes espérances. Reste à voir maintenant si en dynamique le ramage de la bête sera en rapport avec son plumage? Pour les curieux de la réponse (j’en fait parti), rendez vous à la future page de « L’examen du banc d’essais ».

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L’ensemble a été soudé assemblé sur un moteur mannequin qui nous a servi de gabarit. Cette procédure nous a garanti le respect de la position initiale de chaque élément, même si de temps en temps, l’accessibilité difficile obligeait Michel Camus à  prendre des positions acrobatiques pour pouvoir souder. Sans point fixe, la moindre dilatation ou un petit rétreint du métal se traduit immanquablement à l’extrémité du tube  par un écart de plusieurs millimètres qui si on les cumule, finissent forcément par compliquer les choses.

Pour donner quelques chiffres complémentaires, le poids de ce collecteur complet (sans les silencieux) est de 6,6kg et le poids de chaque silencieux est d’environ 4 kg. Enfin, pour savoir si des silencieux d’une moto de 1300cm3 conviendront à la fois pour le volume des gaz à évacuer et le niveau sonore (qui devrait être autour de 86dB), on rappellera que les papillons qui remplacent provisoirement la guillotine Renault Sport proviennent de la même moto. On peut donc dire que la porte d’entrée et la porte de sortie sur la culasse du Drink Team sont naturellement prévues l’une pour l’autre!

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Avec une grosse baguette d’inox (diamètre 2,4 mm), j’ai plié des attaches pour pouvoir maintenir les tubes simplement emboitées dans les Y par des ressorts de pot de moto. Reste bien sur à les souder.

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Ce mini lien vidéo permet d’apprécier plus précisément les formes et les volumes de ce collecteur maison. En dépit de sont titre anglicanisé pour le fun et son étude d’inspiration américano-germanique avec des silencieux nippons, c’est un pur produit  de conception française!

 

 

 

         

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Par nanard289
Le 16 août, 2013
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La culasse du Spécial Drink Team (mise à jour le 18 Août 2014)

Comme pour le bloc moteur, la culasse qui allait nous servir de base pour notre 1800 spécial Drink Team provenait d’un moteur de R16 TS que nous avait quasiment donné l’ami Marc. Bien que très connues des familiers de la préparation des moteurs sportifs, les opérations à réaliser pour transformer un percheron en cheval de course sont malgré tout assez complexes et certaines même délicates. C’est de cette pièce essentielle que va principalement dépendre le niveau de puissance de notre futur moteur (en plus bien sur de l’augmentation de la cylindrée). Un soin tout particulier doit donc lui être accordé!

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Voici notre base de départ. Le moteur est longtemps resté au fond d’un garage mais il a très peu tourné dans sa précédente vie  active (quasiment pas de calamine dans les chambres de combustion)

La première étape a consisté à déshabiller la culasse, c’est à dire démonter les soupapes, les tubes de puits de bougies et les guides de soupapes existants (en fonte) dans le but d’une part de les remplacer par de meilleurs (en bronze) qui offrent à la fois une meilleure évacuation thermique et un plus faible coefficient de friction des queues et d’autre part pour retravailler plus facilement les conduits.

La culasse a été mise en préchauffage au four à 200°C pendant une petite heure. Quand la cuisson est terminée, on peut ensuite sortir les guides assez facilement.

On profitera du remplacement des guides pour installer des soupapes à tiges un peu plus fines (plus légères) et réduire l’angle d’inclinaison pour minimiser les risques d’accrochage des soupapes entre elles (à ce sujet, l‘utilisation d‘un AàC sportif à large croisement associé à des soupapes de plus grands diamètres  est toujours préoccupant). Les nouveaux guides auront donc un diamètre externe plus gros (pour rattraper le désaxage du réusinage) et un diamètre interne plus petit.
L’étape suivante a été le démontage des sièges de soupapes qui d’origine sont en fonte pour d’une part nous permettre de rouler au sans plomb mais surtout pour pouvoir installer par la suite des sièges en alliage exotique qui permettent beaucoup plus efficacement d’évacuer la chaleur et d’accepter des soupapes de plus grands diamètres. Il existe plusieurs façons d’extraire les sièges de soupapes mais elles sont toutes destructrices. Les sièges étant pressés dans un lamage borgne il n’est donc pas possible de les démonter sans les détruire. La méthode que j’utilise est assez simple: avec une petite fraise, je fais une encoche latérale sur chaque siège ensuite, avec un petit burin, je casse le petit morceau résiduel et le siège dont la tension est libérée sort ainsi facilement sans autre formalité. Les petites traces d’usinage résiduelles de cette opération seront effacées avec l’installation de nouveaux sièges plus larges et plus profonds. 

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Avec une petite fraise, on fait une entaille dans le siège, puis avec un mini burin, on fait sauter le petit morceau qui va libérer la contrainte du siège …

 

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  et permettre de le sortir facilement

 

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Voila, la culasse est maintenant  prête pour l’étape suivante.

Comme un athlète, un moteur sportif doit avoir une bonne capacité respiratoire. On peut donc attaquer maintenant à la fraise les conduits d’admission et d’échappement pour augmenter les sections de passage et favoriser ainsi les échanges de volumes gazeux. Coté échappement, il faut faire attention de ne pas déboucher  dans les boites à eau qui ne sont pas très loin.

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« Vue en coupe » d’un conduit d’échappement dans la culasse. Les parties ombrées au marqueur noir indiquent les zones où il il y a de la matière à supprimer. Comme on peut le voir, le toit n’est pas bien épais à cet endroit et un coup de fraise malheureux est sanctionné par une fuite d’eau au plafond!

Dans les opérations délicates qui seront à venir (en plus du réalésage désaxé des guides de soupape et du lamage des nouveaux sièges), il faudra recharger (avec la baguette de soudure en alliage qui va bien) la partie critique des boites à eau qui sont à proximité des cylindres 1 et 4. Le plus grand alésage des nouvelles chemises associé au désaxage des cylindres réduit en effet la portée du joint de culasse de façon critique entre l’extérieur des cylindres 1 et 4 et les boites à eau. Il faut donc augmenter la portée en rechargeant aux endroits critiques … et faire refaire un joint de culasse sur mesure.

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Cette photo nous montre la portée qui sera réduite à moins de 3mm et qu’il convient de modifier

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Les trous des passage d’eau ont été rechargés par Michel Camus (TIG sous argon) pour améliorer le portée du joint de culasse à cet endroit. Un petit coup de dremel sera donné pour ajuster l’ouverture sur le nouveau joint avant la rectification du plan de joint de la culasse.

Ensuite, il faudra reprendre la forme des chasses pour d’une part les adapter à nos nouveaux pistons et d’autre part équilibrer les volumes des chambres de combustion (là encore, le décalage de l’axe des cylindres en partant du centre vers l’extérieur avec une chasse toujours du même coté va nous donner un volume de chambre différent (surtout entre les cylindres 1 et 4).

Quand on veut modifier l’angle d’inclinaison des soupapes et qu’on n’a jamais fait cette modification auparavant, on se pose naturellement la question de savoir quel sera le nouvel angle à adopter et surtout le nouvel emplacement du futur guide par rapport à l’alésage du guide existant? Il me fallait donc faire un dessin reprenant la position initiale et la position souhaitée pour en déduire les usinages qu’ils convenaient de réaliser. Une chose était sure: le nouveau guide allait réutiliser une partie de l’alésage existant mais comme l’angle serait différent, il devrait forcément avoir un plus gros diamètre pour garantir un fourreau parfaitement circulaire sur toute sa longueur. Pour bien comprendre la difficulté de l’usinage des nouveau guides, voici un croquis explicatif qui met en évidence la nécessité d’utiliser un plus gros diamètre pour compenser le désaxage recherché.

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Bien sur, les dimensions de ce croquis ne respectent pas l’échelle mais le principe est clair: si l’on veut conserver le point d’attaque initial du doigt du culbuteur sur la queue de soupape, il faut que l’ancien et le nouvel axe de la soupape soient convergents à cet endroit. Cette contrainte nous oblige à décaler d’autant la position du nouveau guide et à augmenter son diamètre de façon significative pour que l’ancien alésage soit complétement « effacé » par le nouveau. Cette modification de l’angle du guide va nous obliger à resurfacer le siège du ressort (on en aura plus qu’un seul par soupape) pour garantir un plan bien perpendiculaire au nouvel axe.

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Détail de l’outil spécial qui nous permet de resurfacer les sièges des ressorts de soupapes. Un guide provisoire a été installé pour centrer précisément l’outil et le guider dans son nouvel axe de travail.

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Une petite vidéo qui nous montre la facilité d’utilisation de l’outil à refaire les sièges de ressorts. Le plus délicat consiste à caler convenablement la culasse sur la table de la perceuse à colonne.

Une fois ce principe de mise en oeuvre de nos nouveaux guides admis, il nous restait à faire appel à notre mémoire pour rassembler nos derniers souvenirs de trigonométrie afin de déterminer précisément le nouvel angle qu’il nous faudrait adopter et partant, calculer le diamètre nécessaire du nouveau guide.

 

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Suivez le guide!

 Comparatif des nouveaux guides en bronze (diamètre 14,15 mm à droite) avec ceux d’origine qui sont en fonte (diamètre 13,20 mm)

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et comparatifs des nouveaux sièges avec les anciens. Les admissions sont en acier fortement allié (nickel et cobalt) tandis que le échappement sont en bronze avec une forte teneur en nickel. Indépendamment des plus grands diamètres qui permettent le montage de plus grandes soupapes, on notera également l’épaisseur fortement majorée qui permet de mieux évacuer les calories vers la culasse (surtout coté échappement).

La première opération d’usinage de la culasse a été l’agrandissement des conduits d’admission. Pour faire 4 conduits quasiment identiques et compte tenu du volume de matière relativement important à retirer, j’ai préféré utiliser une grosse fraise du diamètre approprié plutôt que de grignoter la périphérie du conduit avec une petite fraise qui forcément nous donnerait un résultat plus approximatif. L’axe des conduits étant légèrement incliné par rapport au plan de joint de la culasse, il me fallait déjà dans un premier temps fabriquer un support  pour pouvoir positionner correctement la culasse sur le chariot du tour qui allait nous servir à réaléser les conduits.

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 Une barre de rilsan a été tournée au diamètre d’origine d’un conduit d’admission (environ 33,40 mm)  puis emboitée dans un conduit pour définir l’angle d’inclinaison à adopter pour caler correctement la culasse sur le chariot du tour qui servira de fraiseuse.

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Détail du montage de la culasse sur le chariot du tour. L’inclinaison du plan de joint est d’environ 10° et il m’a fallu percer et tarauder sous cet angle la platine support pour y installer les quatre tiges filetées qui permettent de brider solidement la culasse pour les opérations d’usinage. On aperçoit également les cales interposées qui permettent d’ajuster la bonne hauteur.

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Une fois la culasse calée à la bonne hauteur et l’axe du conduit correctement aligné (ce sont ces deux opérations les plus difficiles à réaliser) il n’y a plus qu’à agrandir les conduits d’admission.

La fabrication du support et le calage de la culasse sur le chariot ont nécessité environ 4h de travail mais l’usinage de la première ébauche s’est fait en 5 mn. Je ne regrette donc pas mon investissement.  Malgré un alignement minutieux de la broche du tour sur l’axe du cylindre avec un équerrage soigné de la culasse sur son support, la première ébauche d’usinage met en évidence les petites imperfections de la géométrie du conduit d’origine.

 

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 L’ébauche est terminée. La finition du conduit et de la chapelle (c’est à dire la partie autour du guide)  sera faite avec une fraise à plaquettes à bout sphérique d’un diamètre un poil plus gros. On voit bien sur cette photo le petit décalage avec le conduit d’origine (brut de fonderie) qui révèle que  la position des noyaux dans les moules de grande série n’est jamais d’une précision redoutable.

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Comparatif entre un conduit encore d’origine (diamètre compris entre 34 et 34,4 mm) avec son voisin qui vient d’être réalésé à 38,5 mm (soit à l’image de la cylindrée, une section majorée d’environ 15%). La finition « brut de fonderie » d’origine ne peut pas garantir des volumes de conduits d’admission rigoureusement identiques comme le permettent des conduits usinés.

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Après finition, le diamètre de chaque conduit d’admission est de 38,9 mm. Les pipes d’admission sont légèrement coniques puisqu’elles passent de 42 mm coté papillon à 39 mm coté culasse

L’amélioration du remplissage des cylindres s’obtient essentiellement en « grattant » la partie supérieure de la chapelle.  La longueur de l’alvéole du guide de soupape qui d’origine était d’environ 34mm de long va maintenant se trouver réduite à environ 30mm. Cependant, l’augmentation de diamètre des guides va conserver leur surface de contact avec la culasse pratiquement inchangée. La partie émergeante du guide d’admission dans la chapelle étant donc maintenant plus importante, l’extrémité saillante a été affinée pour minimiser les pertes de charges sans nuire pour autant au guidage de la queue de soupape.

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Comparatif d’un guide d’admission modifié (à gauche) et d’un guide d’échappement qui lui reste inchangé (pièce d’origine BMW série E21)

En attendant de recevoir la grosse fraise spéciale qui-va-bien pour terminer l’usinage des conduits d’admission, il nous restait encore plein de chose à réaliser. Les sièges de soupapes et les soupapes avaient été commandés chez un fournisseur américain de bonne réputation spécialisé dans les pièces hautes performances. La difficulté dans ce genre d’exercice consiste à trouver un modèle proposé en série dans la grande banque d’organes des fournisseurs pour éviter les fabrications « sur mesures » toujours beaucoup plus chères … sauf quand dans certains cas on peut les faire soit même comme on va le voir dans l’exemple à venir. Finalement, les soupapes aux dimensions requises existaient dans le catalogue Ferrea (c’est le fabricant de soupapes) … pour un moteur de Mazda. Bien évidemment, avec le nouvel AàC associé a de nouvelles soupapes (plus grosses et donc lourdes) qui devrait (en théorie) nous permettre de prendre près de 8000tr/mn il fallait se pencher sur la question des ressorts de soupapes pour adopter un modèle susceptible de travailler convenablement avec de plus grandes ouvertures, des soupapes plus lourdes et garantir la refermeture dans un temps plus court. La aussi, en quarante ans les progrès de la métallurgie ont permis des améliorations sensibles rendant complètement obsolètes les « pièces d’origines » (qui en plus sont facturées sans vergogne au prix des choses rares). Evidemment, qui dit nouveaux ressorts dit nouvelles coupelles. C’était l’occasion de mettre à l’épreuve notre savoir faire de « couturier » pour entreprendre la fabrication d’un « sur mesures ». Il y a quelques années, Dreyfus avait acheté – à toutes fins utiles – un lot de barres rondes en zicral de différents diamètres. En fouillant dans le stock je suis tombé sur une barre de diamètre 40mm qui répondait exactement à mes besoins … et même au delà. Voici décrit étape par étape comment « la fin justifie les moyens ».

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On commence par scier un bon bout d’une barre de zicral (alliage léger qui possède les caractéristiques mécaniques d’un acier mi-dur et la légèreté de l’aluminium)

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La première opération d’usinage au tour est d’ébaucher le diamètre extérieur de nos futures coupelles

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Puis on ébauche l’épaulement du siège du ressort sur chaque coupelle – façon brochette – avant de les tronçonner en gardant un petit noyau de 10mm au centre. Après avoir percer le centre à 8mm, un petit coup de scie et hop: au suivant. Heureusement que ce n’est pas pour un moteur à cinq soupapes, ça me laisse le temps d’écrire.

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Une fois découpées, il faut ensuite les reprendre une par une pour faire les opérations de finition.

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Le dessus est terminé. A droite on aperçoit la coupelle en acier d’origine de dimensions très proches (mais plus lourde). J’attends maintenant de recevoir les ressorts pour pouvoir ajuster exactement l’épaulement du siège à leur diamètre intérieur.

Le fraisurage à 7° qui accueille les demies-lunes sera réalisé en dernière étape après que les sièges auront été installés, de façon a ajuster avec précision la hauteur du ressort soupape fermée qui va conditionner son tarage.

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Détermination de la hauteur d’un ressort soupape fermée (ici c’est pour une culasse différente mais le principe reste le même) avec un palmer creux d’intérieur. La hauteur de référence pour ces ressorts doit ici être de 2″(50.80mm) et il me manque un chouia (0.014″ soit moins de 4/10èmes de mm)  que je vais obtenir en fraisurant avec une fraise conique de 7° (c’est la conicité que j’ai mais il y a différents standards) quelques centièmes pour remonter légèrement le chapeau. Dans le cas contraire, il faut mettre des cales sous les ressorts ou installer des demies-lunes à gorges décalées.

On peut bien sur se poser légitimement la question de savoir quel est l’intérêt de fabriquer des pièces spéciales alors qu’on en trouve des toutes faites dans le commerce! En réalité, les choses ne sont pas aussi simples car la difficulté (en se basant sur cet exemple) réside à trouver la pièce qui combine à la fois les bons diamètres du ou des ressorts et la bonne hauteur de montage. Comme le choix des ressorts est également un vraie jungle, le choix du montage idéal pour nos nouveaux besoins passait obligatoirement par au moins un maillon à faire sur mesures.  Bien évidemment,  on trouve sur le marché des kits moteurs plus ou moins performants tout prêts mais ils sont spécifiques aux moteurs modernes de grande diffusion. Pour un moteur 1600 Renault type 827 ou 843, le choix est infiniment  plus limité et il convient de se prendre en charge si l’on veut sortir un peu des sentiers battus.

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Comme on peut le voir sur cette photo, la hauteur totale sous le chapeau d’une soupape d’admission d’origine est d’environ 105mm. La modification de l’inclinaison de l’angle des soupapes va nous obliger à réusiner les sièges de ressorts coté culasse pour qu’ils soient parfaitement perpendiculaires avec les guides. Cet aménagement nous permettra d’avoir une hauteur de ressort soupape fermée sensiblement supérieure à celle d’origine permettant ainsi des levées de soupape plus importantes. Il faut bien évidemment garder un jeu de sécurité de 3 à 5 dixièmes de mm entre chaque spire quand les soupapes sont grandes ouvertes pour éviter que le (ou les) ressort(s) ne se transforme(nt) en tube.

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Comparatif du poids entre les nouveaux chapeaux en zicral (de 13g à gauche) et les anciens en acier (entre 34 et 35g).

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Un oeil averti remarquera que nos nouveaux chapeaux ne coiffent qu’un seul ressort (avec damper) alors que les anciens combinaient de façon traditionnelle 2 ressorts de pas opposés.

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Soupape d’admission

On vient de recevoir les nouvelles soupapes d’admission qui ont un diamètre de tête de 44mm. On a conservé finalement des queues de 8mm car bien qu’il y ai un peu moins de matière, les queues en 7 étaient nettement plus chères!

Il y a des jours où l’on se dit que l’on ferait mieux de ne rien faire et aujourd’hui en ce qui me concerne, celui ci en fait incontestablement parti. Comme au jeu du Monopoly, en mécanique il y a des mauvaises cartes à ne pas tirer … et moi je viens de piocher la carte qui mes dit: « Faites demi-tour, retourner à la case départ sans toucher 20 000″. Alors que je m’étais méfier de ne pas déboucher dans les boites à eau du coté de l’échappement, je suis tombé dans la trappe du coté de l’admission!  Pour la prochaine culasse, je vais devoir revoir ma copie et mettre mes ambitions un cran en dessous !

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Je viens de recevoir ma grosse fraise à tête hémisphérique qui devait me permettre de faire  l’usinage du conduit d’admission au niveau de la chapelle. Malheureusement, le toit de l’église n’était pas bien épais et j’ai maintenant une fuite d’eau au plafond!

Bon, dans les bonnes nouvelles, j’ai eu raison de vouloir faire la finition des conduits avant de faire faire l’usinage pour le changement des sièges et des guides. Le paquet à mettre à la poubelle sera moins lourd.

Tout comme en médecine où l’on utilise des cadavres pour apprendre, j’ai utilisé ma culasse morte pour expérimenter différents angles et diamètres de perçage pour trouver les limites acceptables avec une marge de sécurité suffisante. A la troisième tentative, j’ai finalement trouvé le bon compromis: l’angle de perçage du conduit est passé de 10 à 12° et le diamètre de 40mm initialement prévu est revenu plus modestement à 38,5mm.

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Vue en « coupe » du conduit d’admission qui ici a été foré (pour voir) à un diamètre de 42mm

 

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Maintenant, le résultat semble acceptable. Pour m’en convaincre, je vais percer la partie fine pour vérifier l’épaisseur restante du « plafond »

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Dans les tests réalisés, avec une fraise de 42mm de diamètre sur la culasse cobaye ça passe au travers du conduit. Avec une fraise de 38,5mm il reste environ 2 à 3 mm de marge (mesure faite sur un seul conduit) et il ne me parait pas raisonnable d’aller au delà. 

Après avoir récupéré une autre culasse de R16 TS et réusiné cette fois-ci sans fausse note les conduits d’admission, cette culasse a été confiée à Michel Camus (sur les bons conseils de l’ami PhL) qui va se charger de réaléser les puits de guide déportés et d’installer les nouveaux sièges de soupape.

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Détail d’une chapelle d’admission brute d’usinage. La finition du conduit se fera après la mise en place du siège.

En attendant, histoire de ne pas rester sans rien faire, j’ai attaqué la fabrication des nouveaux axes de culbuteurs qui reprend le principe de montage sur cages à aiguilles précédemment innové sur le moteur 1600S, mais en utilisant une procédure de mise en oeuvre simplifiée. Au lieu de tailler des axes dans la masse comme nous l’avions fait pour le prototype, cette fois-ci j’ai utilisé des barres d’acier Stub rectifiée (du 100C6 exactement, communément utilisé dans la fabrication des cages de roulement) de diamètre 12 pour les axes et de diamètre 16 pour les manchons. L’assemblage est ensuite obtenu par simple emboitement (ajustage H6-g6) des axes dans les manchons eux mêmes emboités dans les supports de rampes. Après usinage, les axes seront trempés à l’huile pour obtenir la dureté de surface requise (HRC 62 ou 64).

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Après avoir débiter la barre d’acier Stub en tronçons de 89 mm de long (c’est la cote d’entraxe de chaque support de rampe)

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….  il faut percer ces axes sur toute leur longueur pour permettre à l’huile de circuler.

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Détail des nouveaux éléments simples qui après emboitement vont constituer la rampe des culbuteurs

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Mise en place des manchons diamètre 16 h6 dans les supports de la rampe. Ils sont immobilisés dans le support par une petite vis pointeau M4

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Fabrication « en série » des entretoises « bobines » (il en faut 8) qui vont remplacer les ressorts qui d’origine assuraient le maintien latéral des culbuteurs … et qui sont pas beaux.

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Croquis du principe du montage des axes de culbuteur individuels. La section longitudinale représente  un culbuteur (symbolisé sur le coté gauche) entre deux supports (parties ombrées). Les cages à aiguilles à l’intérieur du culbuteur ne sont pas représentées. L’entretoise bobine laisse un jeu latéral permet de centrer précisémment avec des rondelles de calage (épaisseur 0.1, 0.2 et 0.5mm) le doigt du culbuteur sur la queue de soupape.

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 Les manchons sont percés à 11,8 mm de diamètre puis alésés à 12 mm. Chaque manchon fait 30 mm de large (comme les supports) et les axes sont encastrés de 15 mm de chaque coté.

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Les manchons en extrémités de la rampe sont borgnes. Ils sont maintenus en place par une petite vis pointeau qui les évites de tourner (ce point est important car il ont de trous pour permettre le transfert d’huile sous pression d’une rampe à l’autre).

Avec nos nouveaux pistons initialement prévus pour cohabiter avec des culasses multi-soupapes en forme de toit (c’est pour des moteurs Honda), il nous fallait revoir la forme de la chasse de notre culasse qui assure une turbulence bénéfique des gaz (que nos amis anglo-saxons appellent « squish effect ») et qui améliore ainsi leur vitesse d’inflammation. Il nous fallait donc réaménager la forme de la chasse pour que le dôme de nos pistons puissent venir s’encastrer précisément dans la chasse pour garantir l’effet de pincement recherché. Il est à noter que le principe cette intéressante technique est toujours employé sur les moteurs de conception moderne. La difficulté de l’exercice consiste à réduire les jeux de fonctionnement dans la zone à une valeur minimale pour bénéficier d’une turbulence maximale et bien sur sans risque de conflit. Il ne faut donc pas hésiter à utiliser de la pâte à modeler pour s’assurer qu’en fin de compression un jeu minimum existe entre piston et culasse dans cette zone sensible. On en profitera pour vérifier également les jeux entre les soupapes et le piston qui doivent être d’ailleurs beaucoup plus importants.

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Détail d’un piston « spécial Drink Team » adapté à notre moteur. Les lamages pour le passage des soupapes ont bien sur été repris pour s’adapter aux besoins de notre ancien moteur à deux soupapes. On distingue nettement ici le dôme en forme de toit qui va nous obliger à modifier la châsse.

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Ici, j’ébauche un embrèvement de la châsse en forme d’amphithéâtre avec des fraises de diamètres croissants (là encore, la nappe phréatique n’est pas très loin) sur un morceau de notre culasse expérimentale pour valider cette modif  avant de taper dans la bonne culasse « Spéciale Drink Team »

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Mon travail d’ébauche s’arrête là; maintenant c’est Dreyfus qui va faire la finition avec son flexible et ses petites fraises qui vont bien. J’ai fait un « carottage » au centre de l’embrèvement  »témoin » pour m’assurer que l’épaisseur résiduelle de la chambre de combustion était encore suffisante (il reste environ 6mm). Comme nous avons légèrement majoré l’entraxe des cylindres, il y aura encore un gros travail pour remettre toutes les chambres au même volume, compte tenu du décalage asymétrique de la châsse, particulièrement entre la chambre du cylindre N°1 et celle du N°4. 

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Ici, on voit le détail de l’encastrement du toit du piston dans le nouvel embrèvement de la châsse de notre culasse expérimentale. Pour avoir un bon squish effect – comme disent nos amis anglo-saxons – il faut que l’espace compris entre piston et châsse soit inférieur à 1 mm au PMH (avec le joint de culasse). Il ne faut donc pas hésiter à utiliser de la pâte à modeler et faire des montages à blanc pour vérifier le jeu résiduel dans chaque chambre de combustion.

Et bien ça y est, Michel Camus a terminé la modification de notre culasse (modification de l’angle des soupapes, avec pose de nouveaux guides et de nouveaux sièges). La balle est donc revenu dans notre atelier pour que nous puissions faire l’ajustage des conduits et principalement des chapelles. Ensuite, ce sera le tour des chambres de combustion avec la modification de la forme de la chasse pour la rendre compatible avec nos pistons en « toit « , puis ce sera la mesure des volumes de chambre pour en déduire la hauteur à retirer à la rectification du plan de joint pour atteindre le rapport de compression souhaité.

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Détail du plan de joint de la bride des pipes d’admission qui a été biaisé pour reprendre un alignement d’équerre avec le conduit. La finition de ce surfaçage est superbe. Le petit trou sous la pipe qui communique avec la boite à eau et qui servait à réchauffer la pipe d’admission dans sa première vie va être obturé avec un petit bouchon en alu qui sera simplement pressé.

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Une fois les bouchons mis en place, le montage des brides peut  se faire sans difficulté. Il faut simplement ajuster le diamètre interne du joint … qui renferme une feuille métallique dure. On voit que d’après la section des conduits, le coté admission devrait bien respirer

La raison principale de la modification de l’angle des soupapes, c’est de permettre à la fois le montage de soupapes de plus grands diamètres (toujours pour avoir une meilleure respiration) et autoriser le montage d’un arbre à cames avec une valeur de croisement plus élevée ou à minima, de conserver la même valeur qu’avec les soupapes d’origine. Le croisement, c’est la phase délicate de la fin du cycle d’échappement (la soupape est alors en cours de fermeture) et du début du cycle d’admission (la soupape d’admission commence à s’ouvrir). Dans les culasses à soupapes parallèles, la phase de croisement se fait sans risque d’accrochage car les soupapes – si je peux me permettre cette expression – font « chambres à part ». Dans les culasses hémisphériques (c’est notre cas) les soupapes peuvent entrer en conflit car elles font « chambre commune »; c’est à dire qu’elles se déplacent dans un espace en parti commun, sujet à interférences. Quand le croisement est important, à hauts régimes la soupape d’admission en s’ouvrant peut accrocher la soupape d’échappement si, pour une raison quelconque, elle n’a pas eu le temps de se refermer (ressort de rappel de soupape fatigué ou régime excessif provoquant l’affolement des soupapes par exemple). La soupape d’échappement étant autour de 750°C (rouge cerise), au mieux elle se tord mais plus fréquemment dans ce genre de situation, les deux soupapes restent coincées ouvertes dans la position d’accrochage. Pendant ce temps, le piston qui à fini sa descente remonte précipitamment pour comprimer les gaz … et en profite pour décoincer sauvagement les soupapes. Sous la violence du choc, la tête de la soupape d’échappement casse souvent et va martyriser le couple piston – cylindre qui va trépigner jusqu’à l’arrêt du moteur. Et en une seconde, le piston peut faire plus d’une centaine d’allers-retours! Ce point est donc très critique et il convient de lui porter une attention toute particulière pour minimiser autant que faire se peu ce risque de catastrophe.

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Une des premières choses de vérifiée sur notre culasse était de savoir suite à la nouvelle disposition des guides, quel était le croisement maximal acceptable entre les soupapes. On voit ici (surtout moi parce que j’ai pu mesurer) qu’on peut aller jusqu’à 6 mm d’ouverture simultanée, ce qui commence à être une valeur remarquable. Avec notre arbre à cames, les valeurs de croisement sont plus modestement de 4 et de 4,5 mm, ce qui nous laisse une marge confortable.

L’étape suivante a été d’adapter le profil et la sortie de nos conduits d’échappement pour les ajuster sur notre collecteur. Travail ingrat et fastidieux, mais obligatoire si l’on ne pas pas perdre trop de chevaux au passage. On commence avec une fraise « flamme » (c’est sa forme) et on fini à la toile-émeri. Encore une fois, j’ai de la chance, ce n’est que pour un quatre cylindres!

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Les sorties de conduit d’échappement sont maintenant de forme elliptique pour être  adaptés aux tubes du collecteur. Dire qu’aujourd’hui il y a des machines à commandes numériques qui travaillent en trois dimensions et qui font l’usinage bien mieux et bien plus vite: tu la démarres le soir et le lendemain matin c’est terminé. Il faudra également percer et tarauder pour installer trois goujons supplémentaires afin d’améliorer la qualité du serrage du plan de joint de la bride du collecteur d’échappement.

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Voila, les goujons supplémentaires sont en place. Comme ils débouchent dans la boite à eau, ils sont scellés au silicone.

L’usinage des conduits autour des sièges étant quasiment terminé, l’opération suivante consistait à faire un  embrèvement dans la chasse de chaque chambre de combustion pour laisser la place au toit de nos nouveaux pistons. L’usinage de cette empreinte en négatif de la tête du piston n’est pas commode à réaliser et je regrettais de ne pas avoir une petite machine à commandes numériques pour réaliser proprement cette cavité. L’ébauche a été réalisée « en terrasses » avec des fraises de différents diamètres. Pour la finition, un flexible avec une petite fraise et de la patience devrait pouvoir remplacer mes gouts de luxe!

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L’ébauche a été réalisée « en terrasses » avec des fraises de diamètres croissants.

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L’étape suivante consiste à supprimer les arêtes avec une petite fraise au bout d’un flexible. Arrivé à ce stade, on peut mesurer le volume de la chambre et en déduire l’épaisseur du plan de joint à supprimer pour obtenir le rapport de compression statique désiré.

Bien évidemment, pour obtenir un effet de chasse efficace, il fallait que l’espace compris entre le sommet du piston et la chasse de la culasse soit le plus faible possible … tout en s’octroyant une marge de sécurité pour tenir compte du cumul possibles des différents jeux de fonctionnement (maneton et axe de piston), de la dilatation et de l’extension de l’âme de la bielle. Pour imager ce phénomène de chasse, c’est un peu comme lorsque l’on frappe dans ses mains; le claquement produit est du à la vitesse supersonique de l’air violemment expulsé. Dans les valeurs communément admises, l’espace mini piston/chasse doit se situer selon les moteurs entre 0,8 et 1 mm. En dessous, les risques de conflits piston/culasse deviennent préoccupants et au dessus, l’effet de chasse trop atténué n’aura pas tous les effets escomptés. Avant de faire la finition des embrèvements, c’était le moment de vérifier avec un genre de pâte à modeler la hauteur du ciel au dessus de la tête de nos pistons gaulois. De cette valeur mesurée, il faudrait ensuite déduire la cote de diminution de l’épaisseur de notre culasse pour obtenir la valeur du jeu réel.

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Un morceau de pâte à empreinte est déposé sur la tête de chaque piston en vis à vis des chasses. On serre ensuite la culasse et on tourne gentiment le vilebrequin à la clé sur plusieurs tours. 

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La culasse est ensuite démontée et il n’y a plus qu’à mesurer l’épaisseur résiduelle de la galette obtenue pour avoir une idée du jeu. Résultats: il me manque 0,5 mm (j’ai toujours peur de creuser trop profondément); j’ai bien fait de faire la mesure avant que Dreyfus ne fasse la finition et le polissage des chasses car c’est un travail ingrat et fastidieux.

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On signal au passage que certains joints de culasse du commerce pompeusement dénommés « spécial 1800″ sont parfois très mal découpés. Il convient alors de jouer du ciseau pour réduire la largeur du joint caoutchouc qui devrait normalement s’encastrer dans le tenon du joint de culasse (le joint caoutchouc qui possède des picots de positionnement ne peut malheureusement pas être décalé).

Avec un arbre à cames retaillé et des poussoirs raccourcis, il nous fallait des tiges de culbuteurs un peu plus longues que celles d’origine. Le rabotage de 1,5 mm de la culasse et la réduction de la hauteur du piédestal de 0,8 mm n’étaient malheureusement pas suffisants  pour compenser la différence. Fort de nos précédentes expériences, nous avons abandonné les embouts coté culbuteurs en titane au profit d’un acier dur (100C6). Par contre, les rotules en zicral 7025 coté poussoir beaucoup moins sollicités ont été conservés. De plus, le tube des  tiges en titane utilisé étant légèrement plus épais que celui de notre précédente fabrication, celles ci qui de surcroit étaient de 2 mm plus longues ont naturellement pris de un peu plus d’embonpoint. Un nouveau dessin des embouts qui optimise un peu mieux la matière nous a permis de limiter l’inflation du poids à 1,5 g. Les tiges d’échappement (les plus longues) passent ainsi dans leur dernière version de 15 à 16,5 g. Rappelons que d’origine ces tiges pesaient 25 g et qu’elles étaient beaucoup moins résistantes au flambage.

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Suite:

Une fois la chasse de chaque chambre de combustion finie d’usinée, les volumes de chambre ont pu être mesurés. La soustraction entre cette mesure et le volume théorique requis nous a permis de déterminé l’épaisseur excédentaire du plan de joint qu’il fallait raboter sur la culasse pour avoir le rapport de compression espéré. Retour donc chez Michel Camus pour une dernière séance d’usinage de la culasse.

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Avec le retour de la culasse dans notre atelier, la balle est revenue dans notre camp et on va pouvoir terminer notre projet . On distingue ici les nouveaux sièges qui sont en bronze au béryllium et les nouveaux guides (en bronze également). On aperçoit la partie rechargée (zone ombrée) du passage d’eau à droite pour élargir la porté du joint de culasse autour du col de la chemise.

Le dernier usinage qu’il me reste à réaliser sur cette culasse est de refaire la porté des sièges de ressorts de soupape (avec le changement d’angle des guides, les ressorts ne sont plus d’équerre). Ensuite, ce sera un premier montage à blanc avec des ressorts de soupapes postiches pour contrôler avec de la pâte à modeler le jeu soupapes /  pistons avant d’aborder l’étape du remontage final. Ca tombe bien car l’espace qui nous est alloué dans ce blog est maintenant occupé à 99,8% …. et ça risque d’être dur pour incérer les dernières photos.

Et bien j’ai été trop optimiste et/ou j’ai parlé trop vite! Après contrôle du jeu soupapes / pistons à la pâte à modelé, je viens de m’apercevoir qu’il me reste encore à refaire un usinage supplémentaire que je n’avais pas du tout prévu: les lamages effectués sur les têtes de  piston pour laisser passer les soupapes sont trop petits! Je viens de m’apercevoir que je j’ai oublié de prendre en compte le changement d’angle des guides et il manque environ 1,5 mm d’espace latéral. Il me faut donc tout redémonter pour reprendre le fraisage des têtes de piston. Comme disait un jeu célèbre: « Retournez à la case départ mais ne touchez pas 20 000!!!

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On voit très bien ici l’empreinte laissée par la soupape dans la pâte à modelé … et le constat est sans appel. 

Dreyfus ayant été faire rectifier les faces internes de notre outil spécial à reprendre l’équerrage des sièges de ressorts de soupapes, on pouvait donc attaquer notre dernière opération d’usinage sur la culasse. L’objectif était triple: d’une part mettre la porté du siège d’équerre avec le nouvel axe du guide, d’autre part, adapter la cote du ressort soupape fermée à la valeur correspondante au tarage requis de nos nouveaux ressorts (en s’arrangeant pour que toutes les soupapes aient la même valeur) et enfin, supprimer l’épaulement du ressort interne vu que nos nouveaux ressorts en étaient dépourvus! D’origine, les ressorts portent directement sur la culasse sans siège interposé. Pour un moteur susceptible de prendre plus de 8000 tr/mn, malgré de gros efforts sur le poids des pièces de la distribution, le tarage des ressorts avait été revu à la hausse et était devenu conséquent. Dans cette nouvelle configuration, j’ai préféré interposer une cuvette en acier traité sous le ressort pour protéger la zone en reportant l’effort de friction à la base du ressort (un ressort hélicoïdal comprimé tend à se vriller) sur une surface dure. Il nous fallait donc majorer la cote ressort soupape fermée  d’autant en ajoutant l’épaisseur de la cuvette en acier (1,55 mm).

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Vue de l’outil spécial à surfacer les sièges de ressorts de soupapes qui permet de conserver un peu de matière autour des guides, favorisant ainsi la dissipation thermique de la queue de soupape.

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Comparatif entre un nouveau ressort (à gauche) et un ancien ressort d’origine. Avec moins de spires, bien que simple, le nouveau ressort est beaucoup plus raide que le combiné de droite. Le ruban interne (damper) ne sert qu’à filtrer les harmoniques par simple friction

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Détail de l’usinage obtenu: l’épaulement du ressort intermédiaire est supprimé et la partie autour du guide est conservée.

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On contrôle ensuite chaque hauteur de ressort sous chaque soupape en essayant de les « socialiser » (c’est à dire qu’on les aligne tous sur la valeur mesurée du siège le plus bas). La mesure indiquée sur notre palmer annulaire est en pouce. Celui-ci est un petit modèle dont la plage de mesure est comprise  entre 1,4 et 1,8 pouce (soit de 35 à 45 mm environ) et que j’utilisais pour la première fois. Grand moment de mystère pendant quelques instants ou les mesures avec et sans la cuvette étaient incohérentes. Ici, j’avais cru mesurer 1.688 pouce (soit environ 42,87 mm)

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En interposant une rondelle pour simuler l’épaisseur de la cuvette du siège que je voulais ajouter, je n’ais plus que 1.525 pouce (soit environ 38,74 mm). La différence mesurée était de 42,87 – 38,74 = 4,13 mm … mais ma rondelle ne faisait qu’1,8 mm d’épaisseur. Mystère!

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Après avoir fait trois fois les mesures en retrouvant chaque fois les mêmes valeurs, je me suis décidé à vérifier l’étalonnage de mon nouvel outil … et le mystère s’est dissipé. Là ou je croyais lire 1.683, il fallait interpréter 1.583. Le décalage du vernier m’avait enduit plein d’erreur

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Et là, que lis tu? Bravo, c’est bien 1.685  pouce et c’est la cote exacte qui correspond à notre hauteur du ressort soupape fermée (41,3 mm) majoré de sa cuvette.

A propos de la hauteur des ressorts de soupape, c’est le moment de rappeler ici que c’est la hauteur de celui-ci qui conditionne sa charge correspondante. Pour chaque type de ressort, les fabricants indiquent généralement le tarage soupape fermée avec la hauteur correspondante, la levée maxi autorisée (il ne faut pas aller jusqu’à ce que les spires soient jointives car le ressort se transforme alors en tube) et la charge correspondante à cette ouverture maxi. Généralement, la charge d’un ressort comprimé est proportionnelle à sa hauteur et il est possible d’extrapoler assez facilement les charges correspondantes pour toutes valeurs intermédiaires. Si par exemple un ressort (ou un jeu) offre une charge de 80 livres pour une hauteur de 40mm et une charge de 160 livres quand il est comprimé à 30 mm on en déduit qu’il a une caractéristique de charge de 8 livres par mm. L’ensemble de ces paramètres (hauteurs, charges) est naturellement à considérer quand se pose la question du choix des ressorts. Comme nous avions fait de gros efforts pour gagner du poids sur chaque pièce de la distribution, cela nous permettait de sélectionner des ressorts pas trop durs et partant, de minimiser la pression de contact des poussoirs sur les cames. Pour déterminer précisément la hauteur de ressort soupape fermée et l’épaisseur de la cuvette, il nous fallait déjà vérifier les caractéristiques des ressorts que nous envisagions d’installer.

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Voici un petit lien vidéo qui montre comment contrôler le tarage des ressorts de soupape quand on n’a pas l’appareil spécifique. Même si la précision obtenue n’est pas de trois chiffres derrière la virgule, cette mesure nous donne une bonne  approximation, largement suffisante pour vérifier la dispersion des tarages.

 La dernière opération d’assemblage sur cette culasses consiste à installer la rampe des culbuteurs. La hauteur des axes ayant été contrôlée selon la procédure décrite dans la page http://nanard289.unblog.fr/presentation/restauration-et-preparation-dune-berlinette-1600s-groupe-iv/la-preparation-du-moteur/la-culasse/controle-de-la-hauteur-du-piedestal/ , nos piédestaux ont du être rectifiés  de 0,8 mm pour garantir une bonne géométrie du doigt du culbuteur en fonction de la nouvelle levée des soupapes.

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La rectification des piédestaux se fait en deux temps: on commence par surfacer la partie supérieure de l’ensemble pour garantir une bonne surface de référence commune. Le groupe de droite vient d’être rectifié, le groupe de gauche en cours d’assemblage attend son heure

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Ensuite, après retournement, on peut supprimer l’épaisseur requise en conservant l’intégrité de l’alignement des axes.

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On commence par assembler le piédestal N°1, celui par où arrive l’huile sous pression et qui possède un conduit transversal pour mettre en communication les deux rampes (admission et échappement). A ce titre, le goujon central qui permet la fixation du couvre culbuteur et dont le fond du taraudage débouche dans le conduit d’huile sous pression est monté à la Loctite étanche pour prévenir tout risque de suintement par le filetage. Les bagues internes de rattrapage de ce premier palier qui reçoivent nos nouveaux axes (ils ont un diamètre plus petit du au montage des cages à aiguilles) sont percées pour assurer le passage d’huile transversal. Elles sont bloquées en rotation par une vis à téton pour garantir l’indexage permanent des trous avec le conduit. 

Nous venons de recevoir les sièges de ressort de soupape et bien qu’étant prévus pour nos ressorts, il nous fallait malgré tout les adapter au diamètre externe des bossages de guide (ou du moins ce qu’il en restait). L’acier de ces sièges étant d’une dureté remarquable, il nous a fallu utiliser un outil avec une plaquette en carbure pour pouvoir mordre dans la matière.

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A droite un siège de ressort standard (fabriqué par Lunati)  et  à gauche le même que nous avons adapté à notre bossage de guide. L’épaulement de cette grosse rondelle correspond exactement au diamètre interne de nos ressorts (Lunati également et qui sont simples), ce qui permet de les centrer aussi en pied.

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Le premier siège est en place … et ça se présente plutôt bien.

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Dernier contrôle de la hauteur du ressort soupape fermée, histoire de s’assurer que nos conversions de pouce en mm étaient correctes.

Avant de procéder au montage des soupapes, la dernière opération consiste à les roder sur leurs siège. Normalement, lorsque les sièges ont été rectifiés cette opération est souvent superflue mais ce n’est pas toujours le cas. Pour se convaincre de la nécessité de cette opération, il suffit de faire un test d’étanchéité. Plusieurs méthodes existent et elles sont plus ou moins commodes à mettre en œuvre.  Jusqu’à maintenant, j’utilisais de l’essence que je versais dans chaque conduit mais ce n’est pas vraiment pratique. Avant chaque contrôle, il faut remonter le ou les ressorts et mettre la culasse en position verticale pour pouvoir verser l’essence. On observe ensuite s’il y a des suintements éventuels. Michel Camus utilise une méthode de contrôle que je trouve beaucoup plus élégante et facile à mettre en œuvre. Il utilise une pompe à vide raccordée sur un embout qui vient obturer le conduit de la soupape à contrôler. Pour effectuer le test, il suffit de mettre la pompe en service et de regarder la dépression obtenue. Avec une soupape bien étanche, la dépression tombe en dessous de 0,3 bar absolu et en trente secondes, les huit conduits d’une culasse sont contrôlés, sans qu’il soit nécessaire de mettre les ressorts en place. La dépression suffit pour maintenir la soupape sur son siège. Une soupape légèrement fuyarde ne descend pas en dessous de 0,6 bar asb. Séduit par cette méthode, j’ai donc entrepris de me fabriquer un testeur « Camus » que je détaillerai ultérieurement dans un article dédié au contrôle d’étanchéité des soupapes.  

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Voilà, la mise en place du premier ressort s’est faite sans difficulté particulière. Bon, on a de la chance, ce n’est pas un moteur à cinq soupapes par cylindre.

Le dernier morceau de notre puzzle est maintenant prêt a venir boucher le gros trou qui restait au dessus du moteur. Les goujons sont en maintenant en place et après un dernier contrôle de la propreté des surfaces et des joints, on peut refermer le couvercle.

Sur ce moteur culbuté dont l’arbre à cames a été placé le plus haut possible dans le bloc, les poussoirs font partie de la culasse. C’est donc l’endroit pour en dire deux mots. Avec un arbre à cames fraichement retaillé, il est bien sur fortement recommandé  d’installer des poussoirs neufs, ou du moins ayant une face d’appui en excellent état. Nos poussoirs de récupération étant usés, il fallait trouver un moyen pour leur donner une cure de rajeunissement à bon marché et éviter un investissement supplémentaire. La solution adoptée nous ayant donné de bons résultats, voici comment nous avons procédé:

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Une meule à rectifier est montée sur le mandrin du tour et la rectification se fait en plaquant le poussoir sur la face latérale de la meule qui tourne a vitesse réduite. Il faut en même temps tourner le poussoir pour obtenir un bon état de surface. L’opération prend de 3 à 5 mn par poussoir selon leur degré d’usure.

La qualité de l’ajustage de la liaison rotulée entre les tiges de culbuteur et les poussoirs peut être contrôlée très facilement. Avec les nouvelles tiges que nous avions fabriqué, il nous fallait vérifier le jeu éventuel de cet assemblage. Pour cette opération, il suffit de mettre un peut d’huile à l’extrémité de la tige, de la presser ensuite dans la rotule femelle du poussoir … et de soulever. Malgré la faible surface de contact, quand l’ajustage est correct (moins de 4/100èmes de jeu) le vide maintien les deux pièces entre elles.

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Nos poussoirs fraichement rectifiés mis en place avec la face d’appui graissée, il n’y a plus qu’à faire glisser la culasse le long des goujons pour la mettre en place sur le bloc moteur.

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La culasse est en place et on peut remettre les puits de bougie avant d’installer la rampe des culbuteurs

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Avant serrage de la culasse, les têtes de goujons et les rondelles sont enduites de graisse anti-seize qui réduit très sensiblement les frictions du serrage.

Le remontage de la culasse est maintenant terminé. Les tiges de culbuteur sont en place et on a pu contrôler les valeurs d’ouverture des soupapes. Curieusement, le changement d’angle des guides de soupape a légèrement affecté à la baisse le ratio du bras de levier des culbuteurs.

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Les tiges de culbuteur sont maintenant en place. Cette dernière opération termine la page  »culasse spéciale Drink Team ». On va pouvoir contrôler le calage de l’arbre à cames et vérifier les compressions de chaque cylindre. La phase construction se termine ici; elle va céder le pas à la phase test.

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Contrôle de l’ouverture de la soupape d’admission sur le cylindre N°1. La valeur lue (avec un jeu de culbuteur 0,5 mm) est un peu plus faible que la valeur théorique attendue (11,1 au lieu de 11,3 mm)

Le contrôle des compressions nous ayant réservé une surprise désagréable (voir la page du banc de tests), il nous a fallu faire marche arrière et déculasser pour diagnostiquer l’origine de notre problème. Après vérification, un défaut d’étanchéité a pu être mis en évidence au niveau d’un petit trou de passage d’eau qui maintenant se retrouve trop prêt du bord du cylindre. Il nous a donc fallu de nouveau faire appel aux bons services de Michel Camus pour qu’il recharge la zone critique afin de déplacer le trou de quelques mm pour augmenter la surface de contact du joint.

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Photo comparative de la position du trou de passage d’eau dans la culasse avant (à gauche) et après modification.

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Avant de remonter la culasse sur le bloc, j’effectue cette fois un contrôle préalable de l’étanchéité du plan de joint en adaptant une petite platine munie d’une valve de pneu à la place de la pompe à eau et en boulonnant la plaque de rectification avec le joint de culasse qui dans ce cas va simuler le bloc moteur et obturer les passages d’eau. Il n’y a plus qu’à mettre le circuit d’eau de la culasse sous pression avec un compresseur d’air (entre 2 et 3 bars c’est largement suffisant) et à vérifier avec de l’eau savonneuse chaque chambre de combustion autour de la porté du joint pour détecter des fuites éventuelles.

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Et bien ça y est, la culasse est de nouveau en place et nous voici de nouveau prêts pour un second test de mesure des compressions. Toutefois, avant de pouvoir actionner le démarreur, il nous faut rajouter un bout de durite aviation entre le nouveau connecteur de retour du radiateur d’huile et la plaque sandwich du filtre. Nous avons en effet modifié le circuit de graissage pour ajouter un régulateur de pression d’huile réglable ainsi que des raccords intermédiaires, histoire de faciliter le raccordement des durites une fois le moteur installé dans son compartiment.

Depuis le début de nos premiers essais, nous galérons avec des problèmes récurrents d’étanchéité de notre joint de culasse. Mais aujourd’hui, la coupe est pleine et j’ai décidé de mettre le fameux joint « spécial 1800″ - acheté il y a quelques mois chez un « spécialiste » -  à sa vraie place … c’est à dire à la poubelle! En mécanique comme en matière culinaire, si l’on ne dispose pas de bons produits de base, on ne peux rien espérer préparer de bon. La solution de notre problème doit passer par la réalisation d’un joint fait sur mesure pour s’adapter parfaitement à nos contraintes spécifiques. La première étape était donc de faire machine arrière pour exprimer clairement nos besoins en faisant un croquis détaillé indiquant les modifications attendues. Il suffirait ensuite de trouver une société spécialisée dans la fabrication de joints de culasse pour résoudre notre problème et débloquer une situation stagnante dans laquelle nous étions en train de croupir!

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… La première étape était donc d’exprimer clairement nos besoins en faisant un croquis détaillé indiquant les modifications attendues.

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Croquis indiquant les principales modifications à réaliser par rapport à un joint standard. Les axes des cylindres sont légèrement déportés et leurs trous agrandis. Les passages d’eau d’extrémité sont légèrement réduits et les « steam holes » des cylindres 1, 2 et 3 sensiblement décalés. Ces modifications visent à augmenter les distances avec les bords des cylindres qui suite à nos modifications étaient devenues critiques. Parallèlement, la culasse a été rechargée et réusinée pour décaler d’autant les passages d’eau critiques. 

Les vieilles culasses sont parfois capables de nous réserver des surprises désagréables. La notre s’est révélée poreuse dès la première petite montée en température du moteur en crachant une fumée blanche à l’échappement. Avec notre nouveau joint de culasse sur mesure et nos compressions toujours bonnes, le problème venait forcément d’ailleurs. Après démontage, ayant mis la culasse sous pression d’air, on entendait un léger sifflement dans le conduit du cylindre N°3.

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Les vieilles culasses sont parfois capables de nous réserver des surprises désagréables…

Dans les blocs moteurs ou les culasse en aluminium, la corrosion électrochimique est destructive et poursuit insidieusement son œuvre au fil du temps. Les nouveaux liquides de refroidissement permettent de lutter contre ce fléau mais n’ont malheureusement pas toujours été utilisés par les précédents propriétaires. Il existe pourtant des signaux indicateurs qui peuvent mettre en garde sur l’état de santé général de cette pièce, mais comme j’avais déjà utilisé sans bonheur la culasse la moins corrodée, il ne me restait plus qu’une seule vieille cartouche qu’il nous fallait maintenant réparer. Naturellement, une fois de plus, on allait confier cette délicate opération de rechargement à Michel Camus pour tenter de sauver l’essentiel de notre travail.

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 Il existe pourtant des signaux indicateurs qui peuvent mettre en garde sur l’état de santé général de cette pièce …

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La réparation est maintenant terminé et par mesure de sécurité, Michel Camus a creusé et rechargé la zone critique et ses environs.

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L’excédent de métal a été grossièrement  fraisé et il ne reste plus qu’à faire un petit polissage de finition …

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… et à repasser un petit coup d’alésoir pour nettoyer l’entrée du guide.

Pour terminer cette campagne de lutte contre la porosité de la culasse, nous avons également revêtu les parois internes du circuit de refroidissement avec une peinture époxy spéciale. Pas commode de peindre les circuits internes d’une culasse direz vous! Effectivement, les zones d’accès sont très restreintes et il n’est pas envisageable de pouvoir introduire un pinceau. Après un nettoyage à l’eau acidulée et un dégraissage à l’acétone du circuit d’eau de la culasse, nous avons retiré la pastille de désablage centrale et aménagé un puits pour pouvoir faire une coulée de peinture interne. Après avoir bouché tous les trous de communication du circuit d’eau, la répartition de la peinture en interne se fait gravitairement par différentes orientations successives de la culasse avec une petite pose entre chaque manipulation.

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Le démontage d’une pastille de désablage est destructif et elle doit être remplacée. Ce n’est pas du luxe car sa surface interne était fortement corrodée.  Il faut la percer au centre pour pouvoir  ensuite la sortir avec un tournevis comme un vieux joint spi.

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La peinture spéciale vient d’être coulée au centre. Il n’y a plus qu’à mettre un bouchon en liège et à secouer l’ensemble pour répartir la peinture à l’intérieur!

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Voilà, la troisième couche est à peu près sèche …

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… et on tourne un nouveau bouchon en dural qu’on peut maintenant presser  pour remplacer la vieille pastille et fermer ce fâcheux chapitre. Après ce long moment de diversion, la phase remontage va enfin pouvoir commencer.

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Voilà, la culasse vient d’être remise en place avec son nouveau joint en cuivre. J’en ai profité pour remplacer les tubes en acier des canalisations des injecteurs par de la durite aviation qui accepte des hautes pression sans effets capacitifs (pas d’augmentation de volume  sous la pression).  La tension de la courroie de la pompe à injection étant obtenue en déplaçant la pompe, les liaisons souples évitent toute contrainte mécanique. Les raccords spéciaux pour se connecter sur les injecteurs et sur la pompe (M12 x 150) ont été fournis par Michel Camus.

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Par nanard289
Le 25 décembre, 2012
A 13:55
Commentaires : 25
 
 
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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.

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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

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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.

 

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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.

 

 

 

 

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Par nanard289
Le 30 juillet, 2012
A 15:30
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Fabrication des tiges de culbuteur (mise à jour le 23 Mars 2014)

La fabrication des tiges de culbuteur

Après avoir raccourci de 2 mm mes poussoirs et avec l’utilisation d’un arbre à cames retaillé, il me fallait évidemment utiliser des tiges de culbuteur un poil plus longues que celles d’origine. La vis de réglage sur le culbuteur peut en théorie rattraper cette différence mais quand elle est dévissée de plus de deux tours, cette partie du culbuteur est alors malheureusement fragilisée pour une utilisation à hauts régimes. C’était donc une nécessité de refaire des tiges sur mesure. De plus, celles d’origine qui ressemblaient à des gros clous en acier n’avaient pas une très bonne réputation quant à leurs aptitudes à supporter les contraintes des hauts régimes: elles plient quand elles sont fatiguées! Ces tiges étaient d’ailleurs fabriquées selon la même technologie innovée pour les fameuses 4CV! C’est dire si les études de conception étaient amorties! Une simple tige en acier plein de 6mm de diamètre estampée à chaque extrémité pour obtenir les rotules avec une trempe à induction pour durcir les surfaces. Là encore, les impératifs de prix de revient et de grande série avaient dictés leur loi. Je me proposais donc de refaire des tiges plus légères – et plus résistantes – en reconduisant le principe du tube avec embouts rapportés selon une technologie déjà très utilisée dans les années cinquante. Outre le gain de poids que permet cette technologie (environ 50% par rapport à une conception vétuste) on peut couper le tube exactement à la longueur voulue et faire des tiges « sur mesure » à la longueur parfaitement adaptée aux nouvelles conditions de mise en oeuvre. Là encore j’ai du faire pas mal d’essais avant d’obtenir un résultat satisfaisant. Mes premières tentatives ont été réalisées avec des tubes étirés de 8×6 en zicral (7025). Puis ayant eu l’opportunité d’acheter des chutes de tube en titane chez un sous-traitant américain de l’industrie aéronautique, j’ai revu ma copie pour finalement obtenir un résultat qui dépassait mes espérances tant en solidité qu’en légèreté. Voici comment j’ai procédé:

Comme dans une recette de cuisine, commençons tout d’abord par les ingrédients nécessaires:
-  800 mm de tube titane grade 5 (nuance Ti 6Al-4V) diamètre externe 3/8″ (environ 9,60mm) et épaisseur 0.042″ (environ 1 mm). Ce tube sera utilisé pour faire le corps de chaque tige.

- 200mm de rond en zicral  7075 d’un diamètre 10mm pour faire les embouts rotules mâles (coté poussoir).

-  200 mm de rond en acier stub (100C6) diamètre 10 mm pour faire les embouts femelles (coté culbuteur)

On peut rappeler ici qu’à section égale, un tube est environ trois fois plus résistant au flambage qu’un rond plein. Dans notre cas, la section du tube de titane est équivalente à celle du rond d’acier d’origine, mais les caractéristiques mécaniques du tube 6AL-4V sont encore supérieures à celle d’un acier dur. On estime donc que nos tiges sont quatre fois plus résistantes à la flexion que celles d’origine 

 

 La première opération consiste à tronçonner à la disqueuse le tube de titane à la longueur requise pour chaque tige (oubliez la scie à métaux: c’est impossible) majorée d’environ 4mm  (la découpe à la disqueuse ne laisse pas une surface propre car la matière fusionne). Comme j’utilise des chutes de tube de longueur variable (entre 200 et 330mm) et comme les tiges d’admission sont plus courtes que celles d’échappement, il ne faut pas hésiter à combiner ces deux longueurs pour minimiser « les chutes de chutes! »

Usiner ensuite au tour chaque extrémité des tubes tronçonnés pour obtenir une coupe propre avec des arêtes nettes et mettre les tiges à la longueur voulue. Même pour l’industrie aéronautique, les tubes de titane ont de légères variations de diamètre interne qui font parties de leurs tolérances de fabrication. Pour s’affranchir de cet inconvénient, il faut réaléser le diamètre interne à chaque extrémité à une valeur légèrement supérieure de la cote maxi pour garantir un ajustement constant avec les embouts

Tourner le rond de zicral (alliage léger 7075) pour faire les embouts mâles qui seront installés coté poussoir (voir plans et photos de la réalisation). Le faible angle d’oscillation coté poussoir ne sollicite pas la rotule outre mesure et le zicral convient parfaitement. Par contre coté culbuteur, l’oscillation de la tête de la tige dans la rotule du culbuteur est beaucoup plus importante et le zicral ne convient plus.  Il faut un métal plus dur  pour réaliser l’embout femelle. Après bien des essais infructueux avec différents titanes, nous avons fini par adopter un acier 100C6 (genre stub)  auquel on a fait subir après usinage une trempe à l’huile suivi d’un revenu. 

Plan embouts tige culbu

Dans le rond de zicral, on fait un épaulement sur 8 ou 9mm de long dont le diamètre correspond au diamètre interne du tube majoré de 3/100 èmes de mm pour obtenir un emmanchement pressé.  On fait aussi conformément au plan un trou au centre pour supprimer un peu de matière inutile. La tête sera usinée ultérieurement une fois l’embout emmanché dans le tube.

Procéder de la même manière avec le rond en acier pour faire les embouts femelles (voir plans et photos de la réalisation). L’extrémité de cet embout qui va être ensuite pressé dans le tube, doit être majoré de 2 à 3/100èmes par rapport au diamètre interne du tube.

 Dans les difficultés de la réalisation, l’usinage des rotules mâles constitue le problème principal. Pour la rotule femelle, (celle dans l’embout en acier) j’ai utilisé une fraise sphérique rectifiée au bon diamètre. Pour la rotule mâle (usinée dans le rond de zicral), j’ai fait l’usinage avec un outil spécial que je me suis fabriqué.

La rotule mâle est tournée avec un porte outil articulé sur un axe vertical pour réaliser la partie sphérique. Cet un outil archaïque mais le résultat obtenu est satisfaisant en y allant gentiment. 

L'outil a tourner les spheres

 Si avec une goutte d’huile la rotule mâle fait ventouse dans l’alvéole du poussoir on peut dire que l’ajustement est satisfaisant (c’est le vide qui maintient les pièces entre elles)

 Comparatif des tiges de culbuteur entre celles d’origine (les gros clous au centre) et celles refaites (2mm plus longues). Le tube de gros diamètre des nouvelles tiges renforce le moment de flexion 

Comparatif des tiges de culbu

Indépendamment du temps nécessaire à la réalisation (j’ai passé en fait plusieurs semaines à faire différents prototypes avant de trouver La solution qui nous convenait) le coût de ces pièces en regard de la qualité obtenue est très attractif. Le poids d’une tige acier d’échappement d’origine est de 25g (pour une longueur de 110mm). Mes nouvelles tiges en titane (dont la longueur a été passée à 112 mm sur le 1600) font seulement 14g et me semblent impossible à cintrer. Pour le problème du coefficient de dilatation de ces nouvelles tiges et du jeu aux soupapes qu‘il convient de prévoir, je n’ai pas encore fait de mesures comparatives (mon épouse ne veut plus que j’utilise son four pour faire mes tests depuis que j’y ai oublié des roulements à billes que j’avais mis à préchauffer)  mais pour l’instant je fais comme beaucoup d’entre vous, je fais les réglages de culbus à chaud en reprenant les valeurs de jeu d’origine.

Poids d'une tige de culbu

Les quelques amateurs qui désireraient recevoir un modèle de tige (ou un jeu complet) pour moteur 1600S (ou 1800)  peuvent nous contacter en message privé en précisant la longueur exacte requise.

IMG_1099

Les nouvelles tiges de longueur majorée sont parfaitement cylindriques. On contrôle facilement leur rectitude en les faisant simplement rouler sur un marbre

On a vu dans la page de « l’arbre à calmes du 1800″ que suivant le principe d’un arbre à cames retaillé, l’augmentation de l’ouverture de la soupape ne se fait pas avec un poussoir qui monte plus haut dans son guide, mais par un poussoir qui descend plus bas sur un pied de came réduit. A ce titre, les tiges de culbuteur deviennent très souvent trop courtes (surtout avec une came sévèrement retaillée) et  pour éviter de dévisser à outrance les vis de réglages des culbuteurs, il est préférable d’utiliser des tiges plus longues. Pour déterminer leur longueur idéale, on peut procéder ainsi: culasse installée, les vis de réglage de chaque culbuteur étant vissés sur la totalité de leur filetage (voir photo ci-dessous), il suffit de compter le nombre de tours à faire pour obtenir un jeu de culbuteur de 1,5 mm. Ces vis de réglage étant au pas de 100, chaque tour de rattrapage se traduira par une longueur supplémentaire de 1 mm. On s’alignera évidemment sur la correction la plus faible pour avoir des tiges d’une longueur identique.

IMG_1213

Les vis de réglage sont initialement vissées sur la totalité de leur filetage. On compte ensuite le nombre de tours de serrage à effectuer pour obtenir un jeu de 1,5 mm sur la queue de soupape. La vis de réglage étant du M8 au pas de 100, si on fait par exemple 3,5 tours pour avoir les cales serrées sur la queue de soupape, il convient de rallonger les tiges de 3,5 mm.

IMG_1211

Photo comparative de la longueur de nos tiges de culbuteur avec celles d’origine. Le diamètre de pied de notre came ayant été très sensiblement réduit, associé au décalage des nouveaux sièges de soupape, nos tiges de culbuteur ont du être rallongé de 4 mm pour avoir une vis de réglage de desserré seulement entre un et deux tours.

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Par nanard289
Le 29 août, 2011
A 0:49
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