The Drink Team … et saucisson

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

 
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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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Partie 2 : Moteur 1800 : Présentation

C’est une évidence, les qualités routières de la Berlinette sont telles qu’elle accepterait volontiers quelques dizaines de chevaux supplémentaires. Bien que mon ami Dreyfus ne soit pas un farouche partisan du moteur 1800cc (il pense à juste raison que c’était le privilège de quelques voitures d’usine),  j’ai fini par le convaincre d’en construire un au titre de pièce de rechange, histoire de pouvoir comparer l’agrément de conduite entre les deux versions. Là, je suis confiant: je suis en effet  persuadé que le couple du 1800 sera le bienvenu pour sortir des courbes (les gros pneus  s’ils procurent une meilleure assise, sont des gaspilleurs de chevaux) et que la voiture deviendra « plus facile » et plus efficace. Cependant, après avoir consulté les différents fournisseurs de pièces sur le marché national puis européen pour pouvoir transformer un 1600 en 1800,  je n’ai rien trouvé d’intéressant. Qui plus est, les revendeurs consultés nous proposaient un âne en réclamant le prix d’un cheval!  J’ai donc entrepris d’aller faire mon marché aux USA, là où les sports mécaniques sont rois et où les fournisseurs de pièces pratiquent des prix de grandes surfaces en proposant des produits au top de la technologie moderne. Bien sur, il y aura pas mal d’usinages d’adaptation à réaliser pour pouvoir assembler les différentes pièces choisies (bielles, pistons, chemises, vilebrequin …) mais ces petits inconvénients seront – je l’espère – largement compensés par le résultat final. Comme parallèlement, l’ami PhL a décidé également de construire un 1800cc selon la méthode traditionnelle, il a ouvert une page sur son blog qui décrit les différentes étapes de la réalisation de son futur moteur. Le lien est ici: http://a110a.free.fr/SPIP172/article.php3?id_article=49 . Histoire de faire un comparatif, il m’a proposé d’héberger la description de notre démarche pas orthodoxe sur son blog dans une page séparée.  C’est là: http://a110a.free.fr/SPIP172/article.php3?id_article=68&recalcul=oui. Cette seconde partie de notre blog qui ne concerne plus la restauration de la Berlinette mais son évolution est décrite en détail dans les pages qui suivent (voir listing à droite). Les principales étapes de cette préparation pas orthodoxe baptisée « spéciale Drink Team » qui sort volontairement des sentiers battus sont largement détaillées histoire de recenser et démystifier les différents obstacles qu’il nous a fallu surmonter et d’indiquer les solutions que nous avons retenues.

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Vue d’ensemble (le moteur est sur son banc de tests) coté admission du moteur Spécial Drink Team en cours d’assemblage.

Partie 2 : Moteur 1800 : Présentation img_0050-225x300

Vue sur les poulies et le volant moteur avec son embrayage bi-disque de 7 »1/4. L’alternateur a depuis reçu une hélice de ventilateur compatible avec son sens de rotation (ici les pâles sont orientées pour tourner dans le sens inverse)

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Vue coté échappement sur le banc de tests avec notre collecteur « maison » en tubes inox équipé d’une ligne en double Y et qui a été soudé par Michel Camus

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Vue coté carter de distribution, avec la pompe à injection à sa place définitive … mais c’est toujours une culasse provisoire qui est installée.

Pour faire un bref descriptif des principales caractéristiques de ce futur moteur (actuellement en cours de construction), voici quelques chiffres connus (les valeurs raturées correspondent à des modifications survenues en cours de route):

Alésage: 83mm (les chemises permettent d’être ultérieurement réalésées à 83,5 puis 84mm)

Course: 86mm : Le vilebrequin d’origine ayant une course de 84mm a été modifiée par rectification excentrique des manetons du vilebrequin qui passent d’un diamètre de 48mm (standard d’origine) à 45mm (standard Honda); c’est la variante 1

Course 87mm: Un vilebrequin d’origine étrangère à 8 masses a été modifié pour être compatible avec le bloc Renault; c’est la variante 2

Chemises: fabriquée par Darton pour un moteur 1800 Honda et modifiées pour pouvoir être adaptée au bloc Renault. La particularité  du montage proposé par Darton c’est d’avoir des chemises guidéeen haut du bloc (système MID) et offrir un plan de joint de culasse plus rigide que la conception d’origine (voir technologie MID décrite ici: http://www.darton-international.com/midinfo.html ).

L’usinage du bloc moteur avec les chemises Darton, la rectification des chemises et la modification du vilebrequin avec son traitement thermique (Ténifer) ont été réalisés par les Ets Rectification 2000.

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Ici, les chemises telles quelles sont livrées: il reste encore pas mal d’opérations d’usinage à réaliser pour les adapter sur le bloc Renault. La rectification est faite une fois les chemises en place selon le diamètre des pistons sélectionnés (possibilité de 81 à 84mm)

Cylindrée unitaire: 465 cm3 (avec alésage de 83mm)

Cylindrée totale: 1860 cm3 en variante 1  (pouvant atteindre 1932 cm3 après réalésage à 84mm avec le vilebrequin de la variante 3)

Les pistons Supertec pour 1800 Honda initialement sélectionnés en raison de leur prix attractifs et leur conception moderne ont finalement été abandonnés. Leur tête en forme de toit ne convenait pas à la culasse d’origine et nous avait obligé à faire un réusinage compliqué des chambre de combustion. Il fallait se rendre à l’évidence, j’avais fait fausse route et décidé de revoir notre conception avec une solution plus traditionnelle. Après avoir passé au peigne fin plusieurs centaines de pistons de différents fournisseurs (je voulais éviter la fabrication sur mesures toujours plus onéreuse), nous n’avons finalement retenu qu’une poignée de modèles qui réunissaient les critères de compatibilité: alésage, hauteur de compression, forme du dôme de la tête avec empreinte pour deux soupapes. Les pistons de motos ou de quad (il y a encore quelques moteurs à deux soupapes) qui avaient des axes d’un diamètre inférieurs à 20 mm ont été éliminés car jugés incompatibles avec nos caractéristiques de charge. A alésage équivalent, la cylindrée unitaire des moteurs de motos toujours supercarrés est beaucoup plus faible et les charges sont réduites d’autant. Finalement, nous avons sélectionné des pistons forgés pour moteur Lotus twin cam de 83.50 mm d’alésage et d’une hauteur de compression  de 28,70 mm tout à fait compatible avec notre dernier vilebrequin forgé dit « de variante 3″.

Piston Cosworth

Ici, le piston Cosworth pour moteur Lotus twin cam est prévu avec une hauteur de compression de 38.86 mm. Cependant, un revendeur américain (Dave Bean) propose ce même piston avec  différentes hauteurs de compression: 38.86, 37.08 ou 28.70 mm permettant d’avoir des bielles un peu plus longues. C’est ce dernier modèle que nous avons retenu.

Honda-Crank

Voici le dernier vilebrequin « Variante 3″ ne nous avons installé. Il est fabriqué aux USA par SCAT et est proposé en différentes courses allant de 87 à 98 mm

 

Volume total chambre de combustion: 46 cm3

Rapport de compression: 11,10/1 (rapport de compression conservé avec les piston de 84 mm qui ont un dôme plus modeste)

Longueur bielle: 147 mm

Ratio longueur bielle / course: 1,71 en variante 1 et 1,68 en variante 2 (il est utile de rappeler que d’origine il est de 1,62 … seulement!)

Diamètre tourillons du vilebrequin: 54,55 mm (1ère cote réparation)

Diamètre manetons du vilebrequin: 45 mm (standard Honda) avec traitement Ténifer après rectification. Coussinets ACL à jeu majoré de 0,01mm (les cotes dites « réparation » des coussinets disponibles sont -0,025mm et -0,25mm)

Relevé de l’AàC avec jeux aux soupapes de 1 mm (profil came TP17184 retaillé par Techniprofil)

AOE: 59°

RFE: 29°

AOA: 33°

RFA: 63°

Levées de soupape maxi avec jeu de fonctionnement normal 11 mm (AD et EC)  AD: 11,80 mm  EC: 11,20 mm

Levées de soupape au PMH en bascule avec jeu de fonctionnement nul AD: 4,64mm EC: 4,25 mm

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L’arbre à came après retaillage a subit un nouveau traitement de surface (réalisé également par Techniprofil) pour augmenter la dureté des cames et minimiser la friction des poussoirs.

Soupape admission diamètre 44 mm (tige diamètre 8)

Soupape d’échappement diamètre 37 mm (tige diamètre 8 également)

Sièges et guides en bronze avec angle d’ouverture des soupapes réduit de 1,5° sur l’AD et 1° sur l’EC (l’usinage pour ces modifications a été réalisé par Michel Camus)

- Alimentation: 2 carburateurs Weber 48 DCOE busés à 42mm dans un premier temps.

- Pompe injection mécanique Kugelfischer (Collecteur et boitier Renault Sport à guillotine) et injecteurs Bosch DLO20D dans un deuxième temps. Un système à boitier papillon sera provisoirement mis en oeuvre pour dégrossir les réglages en attendant de pouvoir trouver une guillotine Renault Sport à un prix raisonable

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La pompe d’injection Kugelfischer « spéciale Drink Team » ici en cours d’installation.

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Notre rampe d’admission provisoire type papillon (en attendant de trouver une guillotine) avec ses vieux injecteurs mécaniques difficilement adaptés.

Bielles forgées (528 g nue) avec vis Carrillo 3/8″ (9,5mm).

Embrayage monodisque Helix à 12 patins métallocéramiques de 7″1/4 (184 mm)

Régime maxi (escompté): 8000 tr/mn

Puissance maxi: ???

En attendant le retour de la culasse qui est en train de se faire poser les nouveaux sièges et guides chez Michel Camus et pour m’occuper un peu, j’ai fait un peu de peinture sur le bloc pour lui donner un air plus pimpant! Après les opérations de lessivage-dégraissage, dérochage*, mise en apprêt et peinture voici le résultat obtenu

* le dérochage consiste à attaquer la surface (généralement en aluminium) que l’on veut peindre avec un acide pour lui donner une micro porosité qui va favoriser l’accrochage de l’apprêt

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Case départ: le moteur tel que nous l’avait donné Marc

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Etat après les opérations de lessivage et de dérochage

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Mise en apprêt avec une peinture marine « spécial aluminium »

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…puis peinture style « vestiaire d’atelier »

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Case arrivée … de l »opération peinture.

Suite …

Notre culasse modifiée est revenue dans notre atelier et il ne nous reste plus que quelques travaux de finition et de remontage à réaliser pour terminer ce projet qui nous aura tout de même occupé pendant plus de 14 mois. La fin des travaux d’études, de construction et de montage va maintenant faire place à la période de mise au point et développement. S’il est encore trop tôt pour faire un bilan de « santé » de ce moteur original, (il nous faut attendre le verdict du banc d’essais) on peut déjà néanmoins répondre à la question légitime de savoir: « combien ça a couté ». Notre bilan financier ne prend évidemment  pas en compte nos heures de travail qui en fait étaient plutôt des heures de loisir. Il comptabilise simplement les opérations d’usinage trop délicates que nous ne pouvions réalisées et que nous avons du sous-traiter à quelques spécialistes (usinage du bloc moteur, rectification du vilebrequin, retaillage de l’arbre à cames, usinage et rectification culasse et traitements thermiques divers). A ces différents travaux particuliers, il nous faut ajouter le prix des pièces neuves (vilebrequin, chemises, pistons, bielles, soupapes, allumeur …) ou d’occasions (bloc, culasse, pompe à injection, boitiers papillons, silencieux d’échappement …)  et des matériaux que nous avons utilisés (barres ou tôles de zicral, barres d’acier spéciaux, tubes d’inox ou de titane). L’addition globale est tout de même assez conséquente (nous sommes partis de rien), mais reste malgré tout inférieure au seuil des 10 000 euros que j’avais initialement estimé. Le prix de revient est aussi une caractéristique importante et il convient de le mentionner. C’est lui qui conditionne essentiellement l’intérêt de cette transformation en fonction des résultats qui seront obtenus. Il faut également préciser que ce bilan financier se rapporte à un moteur complet en ordre de marche avec sa pompe à essence, son démarreur, son alternateur, son injection mécanique, son système d’échappement complet et son embrayage, ce qui correspond au prix d’un bon 1600S pas forcément si bien « habillé ». A ce sujet, il est d’ailleurs étonnant de voir parfois des moteurs hautes performances vendus avec une puissance affichée mais sans leurs carbus ni leur système d’échappement. C’est à la fois un artifice pour réduire le prix de vente mais aussi un argument pour dégager la responsabilité du vendeur dans l’éventualité où les chiffres annoncés ne seraient pas tenus! Nous, on n’a pas ce souci, on ne fait pas du commerce. On donne simplement dans les pages qui suivent une recette originale que je n’ai pas trouvée ailleurs et qui indique aussi précisément que nous avons pu le faire, la marche à suivre pour construire un moteur « pas comme les autres ». C’est ici l’opportunité de rappeler l’excellent blog de Philippe Loutrel allias PhL qui décrit fort bien une transformation selon la méthode « traditionnelle » d’un 1600 en 1800:

http://a110a.free.fr/SPIP172/article.php3?id_article=49

http://a110a.free.fr/SPIP172/article.php3?id_article=73

Bien sur 10 000 euros c’est une somme, mais comme on dit dans les pays orientaux : « On ne peut pas vouloir acheter un cheval en offrant le prix d’une mule! »!  

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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

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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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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.

IMG_5245

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%).

IMG_1617

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.

IMG_1615

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.

IMG_1822   IMG_1607

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.

IMG_1634   IMG_1633

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

IMG_1628

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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Courroie Sedis de 504 à injection: la controverse (complété le 10 Septembre 2016)

Un collègue de notre club de voitures anciennes, possesseur d’un superbe coupé 504 Peugeot à moteur 2L, m’a récemment contacté pour tenter de résoudre un problème qui semblait le préoccuper grandement. La courroie qui entraine la pompe à injection de son moteur s’était détruite après de longues années de bons et loyaux services. Pour le rassurer, j’ai essayé de lui expliquer que contrairement à une courroie de distribution, la rupture d’une courroie entrainant une pompe à injection ne peut pas provoquer de dégâts moteur et se traduit par une simple panne facile à réparer. Tu changes la courroie lui dis-je et te voila reparti pour au moins 10 ans!  Mais bien sur, il savait déjà tout ça et il m’apprend que malheureusement cette pièce d’usure n’est plus disponible depuis fort longtemps et que la re-fabrication de cette courroie Sédis entreprise par l’Aventure Peugeot dans une contrée lointaine était très chère (plus de 200 euros) et de mauvaise réputation quant à sa fiabilité. Alors quoi faire? C’était son dilemme. Comme pour mon vieux moteur américain, quand les pièces d’origine deviennent introuvables, si l’on veut qu’il puisse continuer à tourner, il faut lui trouver des solutions de remplacement et qui si possible soient équivalentes ou supérieures au concept initial. Ce défit me paraissait techniquement intéressant à relevé. L’idée première qui avait été de trouver une nouvelle courroie crantée avec une denture aux normes actuelles et pouvant travailler à 100°C dans les vapeurs d’huile a été vite oubliée: aucune longueur commerciale ne s’adaptait à la cote d’entraxe des nouveaux pignons et ce, quel que soit le nombre de dents de ceux-ci (compris entre 15 et 21). La place disponible dans le carter de distribution assez restreinte ne permettait pas d’ajouter un tendeur, il fallait s’orienter vers une autre solution. La seconde voie d’investigation fut la bonne: nous allions remplacer la courroie d’origine par une simple chaine. à l’instar de certaines pompes à huile qui chez quelques motoristes (BMW, Peugeot …) sont entrainées de cette façon. Restait à définir le pas de la chaine et la taille des pignons pour tomber sur une longueur compatible avec notre entraxe et bien sur éviter un brin mou trop flottant. Le couple résistant et la vitesse linéaire de la chaine étaient largement en dessous des caractéristiques des standards courants et n’étaient pas des données dimensionnantes dans notre sélection; c’était un souci en moins.. Finalement, après avoir calculé plusieurs combinaisons  possibles, il fallait aller à l’atelier pour vérifier si la pratique rejoignait la théorie. Pour pouvoir réaliser un prototype, notre ami nous avait confié un vieux moteur de 504 TI dont il n’espérait plus rien; il était grippé, la pompe d’injection était morte mais toujours en place. Après avoir soigneusement mesuré la cote d’entraxe entre l’AàC et la pompe, pour déterminer aussi précisément que possible le pas et le nombre de maillons de notre nouvelle chaine, mon premier travail a été d’adapter un pignon de 18 dents sur la poulie en bout de l’arbre de la pompe à injection. Toujours à propos de la longueur de la chaine, il faut s’arranger pour que le nombre de maillons soit un chiffre pair, ça évite de mettre une double attache rapide avec un maillon asymétrique.

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Dans l’exemple de cette mini chaine, l’attache rapide traditionnelle fait le quatrième maillon (nombre pair) en se raccordant sur deux maillons femelles. Si l’on veut un cinquième maillon (nombre impair)  il faut alors interposer un maillon asymétrique (mâle d’un coté et femelle de l’autre appelé aussi maillon coudé) et ce n’est pas très élégant car la tension engendre des déformations.

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Pour me simplifier la vie et éviter d’usiner un cône avec une rainure de clavette, j’ai directement adapté pour notre premier montage prototype  un pignon de 18 dents sur la poulie crantée d’origine. Malheureusement, cette modification est irréversible et la poulie ainsi transformée ne pourra plus servir dans sa fonction initiale. Toutefois, après avoir constaté que ce montage était satisfaisant, un nouveau pignon définitif a ensuite été taillé dans la masse comme indiqué un peu plus bas pour ne pas compromettre un retour à la courroie d’origine.

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Pour pouvoir reprendre la poulie d’origine au tour, il faut commencer par usiner un mandrin dont l’extrémité conique (copié sur l’arbre de la pompe Kugelfischer) permettra d’y fixer la poulie pour obtenir un usinage parfaitement concentrique.

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La reprise au tour de la poulie se limite à un petit épaulement de 5,3 mm de large pour recevoir le pignon et d’un dégagement pour le passage du flanc des maillons. Après un premier montage à blanc, il nous faudra reprendre légèrement la profondeur de l’épaulement pour avoir nos deux pignons parfaitement alignés

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Il faut ensuite faire des trous dans le pignon pour pouvoir le fixer sur le moyeu de la poulie. Les deux trous M8 destinés à recevoir les vis permettant son extraction ne peuvent pas servir car leur entraxe est trop grand. J’ai donc pris le gabarit de la poulie de l’arbre à cames pour localiser les nouveaux trous. La position angulaire des trois trous doit être telle qu’elle permette le calage convenable de la clavette en fonction du pas de la chaine. Les vis à tête fraisée évite un conflit possible avec le couvercle du carter de distribution.

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Plus tard, j’ai du repercer deux trous dans le nouveau pignon correspondant aux anciens taraudages M8 pour pouvoir faciliter l’extraction de l’ensemble.

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La solution la plus élégante consiste à remplacer la poulie crantée d’origine par un nouveau pignon avec un alésage conique. Ici, après usinage,  je contrôle la bonne porté de la conicité en utilisant de la gouache et en pressant l’arbre à cames dans le pignon. Quand la couche de peinture est fine et bien répartie, c’est que la conicité femelle de l’alésage correspond bien à celle de l’arbre.

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L’usinage du cône sur le pignon définitif est terminé. Reste à percer et à tarauder deux trous M8 pour faciliter l’extraction du pignon car une fois en place avec la chaine, les crochets d’un arrache moyeux ne peuvent plus passer. Pour éviter l’usinage d’une rainure de clavetage, j’ai utilisé un autre moyen moins contraignant à réaliser pour indexer le pignon sur l’arbre.    

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La clavette a été remplacée par une vis sans tête M6 dont l’extrémité a été tournée à 2,98 mm pour former un téton qui s’ajuste exactement dans la rainure de l’arbre de la pompe. Le pignon a ensuite été percé et taraudé au droit de cette rainure pour recevoir la vis à téton qui garantira une position fixe du pignon sur l’arbre. Le serrage sur la porté conique interdira tout risque de cisaillement.

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Avant d’engager le pignon sur l’arbre, il faut s’assurer que le téton déborde légèrement à l’intérieur de l’alésage conique.  Il suffit ensuite de pousser le pignon en le tournant pour engager le téton dans la rainure de clavetage. Après avoir serré l’écrou M10 qui bloque le pignon sur la porté conique, on peut bloquer la vis téton pour que sa tête porte dans le fond de la rainure.     

Le pignon en bout d’arbre à cames est plus simple dans sa conception et a pu être usiné de toute pièce pour remplacer celui d’origine.

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Voici notre nouveau pignon qui sera installé en bout d’arbre à cames

La première difficulté a été d’aligner parfaitement les deux pignons. Le montage sur un cône ne donne jamais une position latérale rigoureuse et oblige a avoir un peu de marge de chaque coté. La poulie d’origine coté AàC fait 12 mm de large tandis que celle coté pompe fait 15 mm. Il m’a fallu intercaler la joue interne (qui ne sert pourtant maintenant plus à rien) coté pignon d’arbre à cames et rogner un petit millimètre sur la face du pignon de la pompe à injection pour parfaire l’alignement.

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Contrôle de l’alignement des pignons avec la règle d’un pied à coulisse.  Comme il est  difficile d’ajuster un emmanchement conique en profondeur, l’alignement est obtenu ici en calant le pignon en bout d’arbre à cames qui était un poil trop bas

Enfin, arrive le moment de vérité où l’on va pouvoir vérifier si le calcul du nombre de maillons est juste ou bien si la chaine va pendouiller lamentablement! Mais non, finalement la chaine est bien en place avec un flottement réduit au strict minimum tout en respectant le calage d’origine. Précisons à ce sujet que les picots sur le dos de la courroie Sédis sont certes utiles mais loin d’être indispensables et que l’on peut très bien s’en passer si l’on indexe correctement les positions respectives de l’arbre à cames et de la pompe. Ils ne servent qu’à confirmer - après installation – que les positions requises de l’AàC et de la pompe ont été respectées. La pose de la chaine est dans notre montage l’opération la plus délicate: le pignon de la pompe étant démonté, il faut glisser la chaine fermée par son attache rapide sur le pignon de l’AàC (après l’avoir calé selon les instructions du manuel d’atelier) puis placer le pignon de la pompe dans la chaine … en faisant plusieurs tentatives pour que la position de la rainure de clavetage soit correcte quand on le présente en face de l’arbre. En pratique, le décalage d’une dent du pignon représente 20° (soit 40° de vilebrequin). La phase d’ouverture de la soupape d’admission (celle qui conditionne l’arrivée de l’air de combustion) dure sur plus de 200°. L’injection se fait sur une durée qui va de 20° (faible charge) à 60° (pleine charge) pendant la phase d’ouverture de la soupape. On voit donc que la précision du calage de la pompe d’injection est beaucoup moins rigoureuse que celle d’un AàC ou d’un allumeur.

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La rainure de clavetage de l’arbre de pompe correspond à la fin du cycle d’injection du cylindre N°4 (la rotation de la came vue de ce coté est dans le sens horaire) 

Cycle d'injection KF5

Détail du cycle d’admission dont la durée totale  (en bleu) se fait sur un peu plus de 200°. La durée de l’injection qui détermine la quantité d’essence pulvérisée dépend de la charge. Le début est plus ou moins anticipé (selon la position du balancier de la Kugelfischer) dans la phase d’ouverture de la soupape  mais se termine toujours au moment ou la soupape est en position d’ouverture maxi.

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Cette photo nous montre les cames d’une pompe KF5 sévèrement endommagées à leurs sommets (le poussoir même si ici on ne le voit pas très bien est également ruiné). Cette pompe a probablement du tourner longtemps sans huile. L’usure de la rampe des cames a sérieusement retardé la fin de la durée de l’injection (certainement plus de 20° sur le vilebrequin en décalant d’autant le cycle), mais on en conclu que le moteur a malgré tout pu continuer à fonctionner. Compte tenu de l’usure très prononcée, il aura fallu quand même pas mal de temps avant que le conducteur ne perçoive un problème!

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Pour installer cette nouvelle chaine, il faut d’abord indexer correctement l’arbre à cames en le tournant de telle sorte que le doigt de l’allumeur pointe vers l’avant en direction du centre du pignon de l’AàC (position correspondante à l’ouverture maximale de la soupape d’admission du cylindre N°4) …  

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… et orienter la rainure de clavetage de l’arbre de la pompe à injection en position horizontale sur le coté droit quand on lui fait face (ce qui correspond à la fin d’injection du cylindre N°4). Un œil averti remarquera que sur notre moteur prototype, nous avons du démonter la chaine de distribution pour cause de pistons grippés (c’est l’hiver). Bien évidemment, pour pouvoir tourner librement l’AàC et le positionner à notre convenance, nous avons du démonter également  les tiges de culbuteurs.

Image de prévisualisation YouTube

Sur cette mini vidéo, on voit la nouvelle chaine en place et avec des pignons neufs, le flottement du brin mou est limité à + ou – 2 mm, ce qui correspond à une tension maximale acceptable (la mise en place du pignon en bout d’arbre de pompe se fait en forçant un peu). A terme cependant, avec l’usure des rouleaux et des dents, la flèche devrait prendre un peu plus d’ampleur (3 ou 4 mm?) Le temps nous dira s’il est judicieux de prévoir un tendeur de chaine ou du moins, un patin pour limiter son débattement. Compte tenu des efforts relativement faibles et de sa petite longueur, nous n’en avons pas jugé la nécessité d’en prévoir un à priori. A 12 euros la chaine, on n’allait pas non plus se compliquer la vie!

Déjà, le montage de ce simple kit de conversion provisoire permet de pouvoir se dépanner soi même et de rouler quelques milliers de km en attendant de trouver une courroie Sédis solide à un prix raisonnable sans se précipiter sur la première trouvée. Ce kit de conversion comprenant la chaine, l’attache rapide et les pignons nous revient à moins de 50 euros, mais nous en avons du en faire fabriquer une petite série de 10 pour réduire le prix de revient unitaire. Il nous en reste donc 9 de disponible. Il est arbitrairement baptisé provisoire car en absence de tests d’endurance, on ne peut pas garantir le comportement de la chaine (et des pignons) dans le temps sans l’assistance d’une lubrification forcée. Ceux qui ont fait de la moto ou du karting connaissent bien le problème des chaines mal  graissées. Pour allonger significativement la durée de vie de la chaine et des pignons qui dans le montage provisoire ne sont lubrifiés que par les vapeurs d’huile internes du moteur, nous avons prévu en option d’ajouter un système de graissage sous pression que nous avons baptisé « kit permanent » et qui devrait sensiblement améliorer la durée de vie.  C’est selon notre langage populaire, la fameuse goutte d’huile qui débloque les engrenages !

Sur ce moteur, il nous a été facile de trouver un piquage pour prélever de l’huile sous pression. Derrière le support du filtre à huile, il y a un banjo qui alimente la pompe Kugelfischer pour assurer le graissage de ses pistons. Il nous a suffit d’ajouter un second banjo en cascade derrière le premier avec une vis creuse plus longue pour pouvoir assurer l’alimentation en huile sous pression de notre nouvelle chaine.

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Aperçu du nouveau piquage d’huile sous pression qui va assurer le graissage de la chaine.

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Détail de la nouvelle vis qui prend les deux banjos en sandwich

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Notre petite durite d’huile additionnelle a été ici réalisée avec des banjos de récupération (j’ai coupé en deux l’alimentation en huile de la culasse du vieux moteur). Si l’on veut améliorer le look (et la fiabilité) il est facile de remplacer ce montage type « jardiland » par de la durite aviation utilisée en compétition sur les étriers de frein.

La chaine étant installée, il nous fallait maintenant s’occuper de son graissage si l’on souhaitait qu’elle bénéficie d’une bonne longévité. A l’image de ces hauts fonctionnaires « grassement » rémunérés, une chaine bien huilée n’est pas pressée de partir à la retraite et s’accroche avec conviction pour remplir sa fonction le plus longtemps possible! J’ajoute un petit lien pour étayer mes propos critiqués par un lecteur « coincé »en recommandant le livre d’Yvan Stefanovitch: Image de prévisualisation YouTube

Le croquis ci-dessous nous montre le principe de graissage retenu: une pissette d’huile fixée sur le couvercle du carter de distribution est installée à l’intérieur de la boucle de la chaine. La lubrification d’une chaine par l’intérieur est toujours préférable car l’huile centrifugée dans les virages constitués par les pignons, traverse alors complètement les maillons et il y en a pour tout le monde.

Gicleur d'huile

Détail de l’option gicleur d’huile en charge de lubrifier la chaine. La fixation est prise en sandwich sur le couvercle en tôle. L’étanchéité entre la contre plaque et le couvercle est faite par un joint silicone. Si des suintements d’huile éventuels apparaissent, on pourra toujours ajouter des joints toriques autour des passages de vis.

La réalisation de cet ensemble n’était pas une grande entreprise et après avoir scier, limer, percer et tarauder tôle et plaque de dural, voici en photos le résultat obtenu.

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Fabrication d’une plaque support (en premier plan) et d’un gicleur d’huile selon notre croquis.

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On peut ensuite contre-percer le couvercle en tôle du carter de distribution pour pouvoir y fixer notre gicleur d’huile. Le contre-perçage est encore la méthode la plus sure pour que les trous correspondent!

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Bien qu’ayant réduit au maximum la hauteur de la pissette d’huile, il m’a fallu couper environ  3 mm sur le haut de la nervure centrale interne au carter de distribution pour éviter un conflit.

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Le gicleur est installé sur le couvercle et on peut maintenant présenter « l’enfant à sa mère » comme dirait notre ami La Mite que je salue au passage. Bon, on a de la chance, tout se passe bien.

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Voila, ce que donnera extérieurement l’option  »kit permanent » une fois l’installation terminée.

Notre montage du prototype incluant l’option graissage terminé, avec une seringue j’ai mis un peu d’huile dans la durite (coté source) puis j’ai ensuite soufflé dans le tuyau (j’avais bien essuyé les bords avant) pour vérifier si l’huile tombait bien au bon endroit. Avec de l’huile froide c’est très dur de souffler mais elle tombe parfaitement au milieu de la chaine. Reste à savoir maintenant quand notre ami sera décidé à installer ce kit sur son bon moteur. Le temps exécrable que nous avons en ce moment et la distance qui nous sépare ne le motive pas trop pour faire de la mécanique. Attendons les beaux jours, nous sauront s’il est finalement satisfait de notre « solution alternative » de la courroie Sédis.

Un peu hors sujet mais certainement utile pour le possesseurs de 404 ou 504 Peugeot à injection, voici un lien qui décrit comment contrôler soi-même le tarage de ses injecteurs: http://nanard289.unblog.fr/presentation/preparation-dun-moteur-1800cc/le-banc-de-tests-du-1800-drink-team/comment-tester-le-tarage-des-injecteurs-mecaniques/

Plus de 15 mois se sont écoulés depuis que le montage de ce kit a été effectué sur le coupé 504 de notre ami et il a parcouru depuis un peu plus de 5000km. Aujourd’hui, le problème de la courroie Sedis qui immobilisait sa voiture est devenu une histoire ancienne dont on ne souvient plus! Je lui avais demandé de vérifier l’état de la chaine après 2000km pour avoir une idée de son usure dans le temps (c’est à dire de son allongement éventuel) mais il trouve compliqué de démonter la grosse poulie en bout du vilebrequin pour pouvoir sortir le petit carter en tôle qui abrite la distribution. La chaine dit-il est toujours aussi silencieuse et ne claque pas donc tout va bien! Après tout, si c’est bon  pour lui, c’est excellent pour moi.

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Par nanard289
Le 19 décembre, 2014
A 0:47
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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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Modifications de la Kugelfischer « Spéciale Drink Team » (mise à jour 1 aout 2013)

Comme dans un carburateur, une pompe à injection mécanique doit être adaptée au moteur qu’elle alimente pour envoyer exactement la quantité d’essence requise dans chaque cylindre en fonction de la quantité d’air aspiré. Avec une injection électronique, c’est relativement facile à installer puisqu’un débitmètre mesure la masse d’air aspirée (mesure d’un volume corrigé en température). Le calculateur peut donc ensuite aisément en déduire la quantité d’essence correspondante qu’il faut injecter. D’autre part, une sonde lambda surveille la boucle pour apporter les corrections nécessaires éventuelles. Avec la Kugelfischer, point d’électronique ni de calculateur, mais un levier qui transmet la position des papillons et un dispositif mécanique qui mesure aussi la vitesse de rotation du moteur. La combinaison de ces deux variables permet de déterminer assez précisément la course des pistons de la pompe, ce qui va permettre d’envoyer la bonne quantité d’essence à chaque injecteur. Bien évidemment, si l’on change la cylindrée du moteur ou son arbre à cames, des corrections doivent être apportées sur la pompe à injection pour l’adapter aux nouvelles conditions de service. La pompe que nous avons récupéré provenait d’une 404 Peugeot et était donc réglée pour alimenter un moteur de 1600cc plutôt tranquille. Pour l’adapter à nos besoins spécifiques, il nous faudra d’une part revoir à la hausse les quantités d’essence que pouvaient expulser les petits pistons d’origine et d’autre part, revoir également à la hausse la plage de régime maxi pour l’adapter à notre nouveau moteur. Dans le premier cas, la solution passe par le remplacement des pistons en place par des nouveaux de plus gros diamètre et par la modification éventuelle de la course des pistons. Dans le second cas, il faut augmenter la résistance du ressort antagoniste qui contrôle l’angle de rotation de la came « patate » pour élargir d’autant la plage du régime moteur et revoir le profil de celle-ci puisqu’elle va commander le plateau élévateur qui détermine la course variable des pistons. Là encore, ces modifications sont beaucoup plus faciles à dire qu’à réaliser.

 

Modifications de la Kugelfischer

Détail en bas des composants d’un injecteur mécanique (en haut, il est assemblé) qui une fois nettoyés ont meilleure allure

En première approche, avant de modifier quoi que ce soit, il nous fallait d’abord vérifier quelle était la capacité volumétrique maximale que notre pompe  pouvait débiter à pleine charge (c’est à dire avec les papillons ouverts en grand au régime maxi) . Ensuite, il nous fallait faire une estimation de nos futurs besoins en débit d’essence sur notre nouveau moteur pour quantifier le déficit éventuelle de la pompe dont nous disposions. En comparant la cylindrée du moteur de la 404 (1618cc) et le notre (1860cc) on obtient un ratio de 1,15. En affectant ce coefficient à la dimension des pistons de la pompe à injection qui d’origine font 6mm de diamètre, on obtient de façon simpliste (mais ça donne un ordre d’idée) un nouveau diamètre théorique de 6,9mm. Dans les différents standards de pistons Kugelfischer trouvés sur Internet, on découvre qu’il y a eu du 6, du 6,5 du 7, du 7,5 et du 9 mm de diamètre de fabriqués … mais on se sait pas où on pourrait éventuellement les acheter!

Il est communément admis qu’un moteur 4 temps atmosphérique a une consommation spécifique d’environ 250 grammes d’essence par chevaux et par heure. En se basant sur une puissance maxi de 200cv (il faut se fixer des objectifs ambitieux), nos besoins en essence selon cette hypothèse pourraient atteindre 50kg à l’heure (soit environ 66,7 litres /h en débit maxi instantané). Cette valeur ramenée sur un seul cylindre et pour une seconde nous donne plus modestement le chiffre de 4,7cm cubes. Pour simplifier les calculs, en se basant sur un régime de 7200 tr/mn, chaque injecteur travaille un tour sur deux soit 60 fois par seconde. En divisant nos 4,7 cm3 par 60, on obtient environ (c’est arrondi) 0,08 cm3 qui correspond au volume maxi que doit pouvoir injecter chaque piston de la Kugelfischer pour que notre moteur ne meure pas de soif. Avec des pistons de 6mm de diamètre (montage d’origine) il nous faudrait une course de 2,83 mm (c’est énorme). Avec des pistons de 6,5 mm, la course serait « réduite » à 2,41 mm (c’est encore beaucoup), avec des piston de 7 mm on retombe à 2,08mm et avec des pistons de 7,5 mm, la course se limiterai à une valeur de 1,81 mm. A titre indicatif, la course d’origine de notre pompe, sans correction de l’enrichisseur est de 1,275mm, on voit donc le chemin qu’il nous reste à parcourir … et c’est pas gagné! Ce premier constat basé sur des hypothèses certes pas très rigoureuses, nous donne malgré tout la direction vers laquelle nous devons nous orienter

La solution de faire tourner la pompe d’origine deux fois plus vite (c’est à dire non plus à la vitesse de l’AàC mais à celle du vilebrequin) pour envoyer deux fois plus d’essence avait été envisagée mais vite abandonnée. On s’aperçoit en faisant un diagramme séquentiel que dans ce cas, d’un cylindre à l’autre, les injecteurs ne sont plus phasés avec l’ouverture des soupapes d’admission et travaillent de façon anarchique.

Dans une injection séquentielle indirecte, (c’est le cas de notre injection mécanique) il est souhaitable de pulvériser l’essence pendant la phase d’admission, c’est à dire lorsque la soupape est ouverte et que le cylindre avale de l’air. Plus on augmente la course du piston injecteur et plus la durée d’injection devient importante. Il faut donc éviter une durée d’injection trop longue qui se traduirait par une fin d’injection (ou un début, c’est selon le calage) avec la soupape fermée. Il nous fallait donc relevé le profil de la came qui selon l’angle de la rampe de remontée du piston (angle qui détermine la course) allait nous déterminer la valeur maxi à ne pas dépasser, afin que la phase d’injection soit effectuée soupape ouverte. Avec une admission effective de 320° relativement large sur notre dernier arbre à cames (soit 160° sur la came d’injection), on va voir avec les différentes courses possibles ce que la came Kugelfischer d’origine peut accepter comme course maximale de piston injecteur tout en restant dans une durée angulaire compatible.

Dans l’immédiat, en attendant de trouver des pistons plus adaptés à nos nouveaux besoins, je fais une révision générale de « l’embiellage » de la pompe en remplaçant les joints et les roulements. Ensuite, un relevé angulaire de l’arbre à cames pour vérifier la course maxi que nos pistons peuvent accepter.

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Les caches poussières des roulements neufs seront supprimés par un simple coup de canif.

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Contrôle de l’angle de durée d’injection. La rampe de came est asymétrique et la descente du piston (phase de remplissage en essence) est  deux fois plus lente que sa remontée (phase d’injection). Avec une levée maxi d’origine  des pistons de 1,275mm, la phase d’injection se fait sur 32° de rotation de came (soit 64° de vilebrequin). . La rampe de montée  étant sensiblement linéaire, en doublant la levée des pistons (soit 2,55mm) la durée de l’injection passe à 62°  (soit 124° sur le vilebrequin). Ce constat nous permet de retenir pour notre base de départ des pistons de 6,5 mm de diamètre (que nous avions sous la main) en remplacement des 6mm d’origine et qui devront travailler sur une course maxi de 2,50mm. On voit que par rapport au montage d’origine cette adaptation nous permettra théoriquement d’injecter 2,2 fois plus d’essence, ce qui ne me semble pas trop farfelu.

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Voici une des fameuses cames Kugelfischer en forme de patate. Un levier qui se loge dans la gorge de gauche déplace la came longitudinalement en fonction de l’ouverture des papillons. Selon la vitesse de rotation de la pompe, la patate reçoit un angle de rotation comme l’aiguille d’un compte-tours. Une tige palpeuse qui recopie le diamètre de la came selon ses positions axiale et horaire va ensuite piloter le plateau à hauteur variable pour déterminer la course des pistons selon la charge et le régime moteur.

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Certains préparateurs germaniques spécialisés dans les moteurs à injection Kugelfischer comme Alpina ou Schnitzer ont développé des profils spécifiques de patates selon le degré de préparation de leurs moteurs (photo source AlpinaBMW2002.com)

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pompe Kugelfischer

Détail du système qui contrôle l’angle de rotation de la patate selon la vitesse: on a le sentiment d’avoir ouvert une grosse montre!  Pour faire une extension de la plage de régime adaptée à nos nouveaux besoins, on peut durcir le couple du ressort antagoniste, ou bien augmenter l’entrefer de l’aimant tournant à l’intérieur du cylindre mené. Seuls des essais détermineront la meilleure méthode.  

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Dans le contrôle des cames qui commandent les pistons, la valeur de la levée totale (c’est à dire la différence maxi – mini) n’a pas grande importance car il n’y a que la partie haute de la came qui agit sur les pistons de la pompe. Il faut par contre que le point de la levée maxi soit identique sur toutes les cames pour garantir la même quantité d’essence envoyée dans chaque cylindre.

Pour doubler la course des pistons à pleine ouverture (de 1,275, je voulais passer à 2,55mm), afin d’envoyer les bonnes quantité d’essence, il fallait – compte tenu du bras de levier de la tige qui actionne le plateau – diminuer le diamètre de la came patate d’environ  8mm à pleine charge; c’est à dire fortement augmenter sa conicité. Après plusieurs tentatives infructueuses au tour sur une came provisoire en alu, j’ai du renoncer à cette solution trop complexe pour un simple bidouilleur. La modification de notre Kugelfischer devrait se faire autrement et comme disent les voleurs: « si tu ne peux pas passer par la porte, il faut essayer par la fenêtre ».

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Principe simplifié de la variation mécanique de la course des pistons selon la charge sur une pompe Kugelfischer type KF2. Compte tenu du bras de levier entre le point d’articulation du plateau mobile et la tige pilote, il faut diminuer le rayon de la came patate d’environ 4mm pour doubler la course des pistons. Par contre, si on agit sur la hauteur de l’axe d’articulation (il est monté sur un excentrique) il faut pour doubler la course des pistons le descendre seulement de 1,30mm (ce qui correspond à une rotation de l’axe d’environ 60°). Il existe également un autre principe de régulation basé sur la dépression du moteur (pompe type KF5 utilisée sur les moteurs Peugeot 504 -2l) mais elle est beaucoup moins souple à adapter sur un autre moteur. 

En se référant au croquis ci-dessus, on voit que sous l’action de la pédale de l’accélérateur, la came patate se déplace vers la droite et la tige pilote qui suit la rampe descend, abaissant le plateau mobile sur lequel reposent les pistons. Plus le plateau descend et plus la course des pistons augmente, mais le bras de levier réducteur (13/43 soit environ 0,3) oblige à avoir une grosse variation de diamètre sur la came pour obtenir un déplacement des pistons conséquent. Le plateau est par ailleurs articulé autour d’un axe monté sur deux paliers excentriques. La rotation de cet axe permet donc de descendre ou de monter également le plateau. Cet axe équipé d’une biellette et d’une butée individuelle sert d’une part au réglage de la course mini des pistons (réglage de la butée « course mini » qui détermine la quantité minimale d’essence envoyée  au ralenti) et d’autre part à enrichir la carburation moteur froid (câble de starter relié à la biellette). Après quelques rapides opérations de contrôle, j’entrevois une autre solution possible qui m’éviterai de retailler la came patate en tâtonnant à l’aveugle et au coup par coup. Il me suffirait de piloter « intelligemment » en rotation l’axe excentrique du plateau mobile pour augmenter la course des pistons à la valeur requise (à la place du starter). Bien évidemment, cette régulation simple dans son principe, mais malgré tout assez complexe dans sa mise en oeuvre allait se faire en faisant appel à une solution électronique.

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Voici le détail du fonctionnement du plateau mobile qui règle la course (et donc la quantité d’essence injectée) des pistons de la pompe Kugelfischer. Notre propos sera de moduler via un mini servomoteur l’angle de rotation de l’axe excentrique du plateau mobile pour ajuster la quantité d’essence à injecter selon les conditions de charge.

On trouve dans le commerce des analyseurs de gaz d’échappement qui permettent de mesurer précisément le rapport air / essence de la carburation (ou de l’injection). Ce sont des sondes lambdas dites à bandes larges qui permettent de mesurer des rapports stœchiométriques (c’est le nom donné à la chose) compris entre 9 et 20. Ces analyseurs de gaz sont en général équipés d’une sortie analogique 0-5V qui correspond à une variation linéaire comprise généralement entre les bornes 10 et 19 de ce rapport. L’idée que je venais d’avoir pour pouvoir adapter la pompe à nos besoins était d’installer un mini servo moteur qui serait en charge de tourner plus ou moins l’axe de rotation excentrique de notre plateau mobile et partant, de réguler avec précision la quantité d’essence exacte à injecter quel que soit le régime moteur et la charge. Un angle de rotation de l’axe du plateau mobile de 60° me permettait d’augmenter la course existante de plus d’un millimètre. Un rapide calcul prenant en compte le bras de levier, l’effort, la course requise du vérin et son temps d’action m’a permis de sélectionner un type d’actuator qui pourrait remplir cette fonction. D’un seul coup, les choses venaient de se clarifier et j’attendais avec impatience de recevoir un « linear actuator » et la carte électronique avec ses deux relais de sortie à seuils programmables que je venais de commander. L’adaptation d’une pompe à injection Kugelfischer sur notre petit moteur Renault me semblait soudainement ne plus être un gros problème … et j’avais hâte de le démontrer.

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Détail de l’emplacement du point de mesure de la sonde lambda à bande large  qui vient d’être installée sur notre collecteur d’échappement.

… L’adaptation d’une pompe à injection Kugelfischer sur notre petit moteur Renault me semblait soudainement ne plus être un gros problème


Dans l’immédiat, je pouvais déjà remplacer les petits pistons d’origine de 6mm de diamètre du distributeur par de nouveaux un peu plus gros de 6,5mm.

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Démontage des chemise de piston du distributeur

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Les chemises des pistons de la pompe sont graissées par un circuit d’huile sous pression  borgne (c’est à dire sans retour) dérivé du moteur. Une petite partie de cette huile de graissage va se diluer dans l’essence pistonnée pour aller également graisser les sièges des injecteurs mécaniques. Des minis joints à lèvres (difficile  maintenant à trouver) assurent l’étanchéité entre le circuit d’essence et le circuit d’huile qui sont tous les deux sous pression. On voit sur cette photo que le démontage d’une pompe qui n’a pas tourné depuis plus de dix ans nécessite un minimum de maintenance. Les autres organes de la pompe (cames, poussoirs, arbres et roulements) sont lubrifiés par barbotage à l’intérieur du carter d’huile de la pompe.

Evidemment, c’est une fois les nouveaux pistons installés que je me suis aperçu que l’alésage de la culasse dans le fond du bloc distributeur était trop faible et ne permettait pas aux pistons de se déplacer sur la totalité de leur course. Il m’a donc fallu redémonter les nouveaux pistons pour réaléser ces diamètres à 7mm. La photo ci-dessous nous montre qu’après réusinage du fond du bloc, la course des pistons est redevenue normale.

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Mécaniquement, la pompe était maintenant presque prête à être installée. Il ne me restait plus qu’à imaginer et mettre en place un système de tringlerie qui allait interconnecter les papillons, la pédale d’accélérateur et la pompe. Un petit servomoteur linéaire à commande électrique restait aussi à installer pour assurer le positionnement angulaire de l’axe d’articulation du plateau mobile (la commande du starter d’origine). Pour des commodités de gestion du système, il me semblait préférable – du moins dans un premier temps – de prévoir un mode manuel pour contrôler via un jeu de boutons poussoirs le positionnement de l’axe excentrique plutôt que d’avoir uniquement un mode automatique géré par la sonde lambda. Pour ne pas encombrer ou dénaturer le tableau de bord de la Berlinette, j’ai décidé d’installer ces boutons poussoirs de commande manuelle directement sur la pompe avec la carte des relais de régulation en charge de la commande du servomoteur. Il me suffisait pour cela de faire une petite plaque support qui serait fixée sur la face arrière de la pompe. Par la suite, avec la réalisation du banc de tests, ce dispositif de contrôle a été déplacé sur une petite platine spécifique.

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 Fabrication d’une petite tôle qui va supporter un renvoi d’angle de la tringlerie de commande d’accélérateur et les boutons poussoirs pour contrôler le servomoteur en mode manuel. 

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La tôle support est provisoirement installée mais il nous manque encore le petit servomoteur qui ira commander la biellette de l’enrichisseur ainsi que le commutateur « Auto – Manu ». Les biellettes de la tringlerie sont fabriquées comme les tiges de culbuteur: un tube en titane et deux embouts en zicral taraudés M5  (pas à droite et à gauche).

Aujourd’hui, j’ai enfin reçu  (avec une semaine de retard) le petit servomoteur que j’avais commandé au Canada. Le transporteur UPS malgré toute son électronique embarquée avait oublié  de préciser sur le bon de livraison mon N° de rue et le chauffeur pas trop zélé n’avait pas pensé à me téléphoner pour essayer d’obtenir la précision manquante: il lui avait paru plus simple de noter sur son bon de livraison: « adresse introuvable »! Maintenant, j ‘avais tous les éléments en main pour mettre en oeuvre ce micro moteur. Le point mobile étant constitué par la biellette de commande d’origine, je n’avais qu’à réaliser un point fixe. Evidemment, après les premières présentations, je constate que la biellette d’origine avait  un bras de levier trop court (avec comme conséquence un angle de rotation trop important) et du coup, ma platine support n’était plus suffisamment large pour installer mon point fixe qui se retrouvait dans le vide. Il me fallait donc refaire une nouvelle biellette plus longue et une nouvelle platine plus large.

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 Détail du point fixe du servomoteur. L’excentricité du téton permet de faire précisément le réglage de la position mini (le fin de course du vérin électrique n’est pas réglable).

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Montage provisoire du servomoteur pour vérifier ses actions

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Un petit lien vidéo qui nous montre le servomoteur en action. Il fonctionne pour l’instant uniquement en mode manuel mais à terme il sera piloté par un signal analogique (0-5 V) issu du système de mesure de l’AFR.

Voilà, il me reste juste à refaire proprement  une biellette et une platine support pour terminer ce chapitre des modifications mécanique de notre « Kugelfischer ». En réalisant les connections de la platine à relais, je me disais: tiens, on pourrait très bien faire également un système de coupure en décélération. Il suffirait simplement de mettre un contact sur la position repos des papillons et d’ajouter une entrée analogique qui nous donne le régime moteur pour … N’exagérons pas; attendons de voir déjà comment les choses simples vont se comporter, il sera toujours temps ensuite d’envisager des développements éventuels!

Avant de terminer cette page, je dois rajouter deux mots sur l’indexage de la pompe à injection par rapport à l’arbre à cames. Avec mes poulies crantées en cascade, le calage pouvait sembler un peu compliqué mais finalement il est très simple. On repère sur la pompe la position de la poulie en fin d’injection du cylindre N°1; c’est à dire la position ou le piston de la pompe arrive au PMH et on la bloque provisoirement dans cette position. Cette position correspond à la rainure de clavetage de la poulie positionnée à 6h (midi correspondant à l’axe du distributeur). Ensuite, on tourne le vilebrequin pour mettre la came d’admission en levée maxi sur le cylindre N°1. Il suffit ensuite d’installer les courroies crantées dans cette position entre vilebrequin, pompe à huile et pompe à injection. Ce calage nous garanti une phase d’injection juste avant l’ouverture maxi de la soupape d’admission au moment où la vitesse de la colonne d’air est proche de sa valeur maxi.

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 Le vilebrequin est ici positionné pour avoir la pleine ouverture de la soupape d’admission du cylindre N°1 (c’est celui du fond et dans notre cas, ça correspond à 105° après le PMH). La pompe à injection est en fin de cycle d’injection du cylindre N°1 (son piston N°1 est exactement à son PMH) et la rainure de la clavette de la poulie est dans l’axe de l’arrivée d’essence. Il suffit de mettre maintenant la courroie crantée entre le vilebrequin et la pompe à huile pour avoir un cycle d’injection de carburant bien en phase.

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Diagramme du phasage de l’injection dans le cycle d’admission

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La poulie en bout de vilebrequin est montée sur sur petit moyeu tourné en zicral. Un galet de roulement à rouleaux permet de solidariser l’ensemble

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Le moyeu qui supporte la poulie reçoit une vis qui a été bloquée et coupée pour s’encastrer dans la rainure de clavetage du damper et garantir ainsi une position fixe par rapport au vilebrequin.

 

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Par nanard289
Le 10 juillet, 2013
A 1:59
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« L’induction » du 1800 Drink Team (mise à jour le 29 Juin 2014)

 

L’induction

Sous ce terme, nos amis anglo-saxons englobent tout ce qui concerne l’admission en général, depuis les cornets d’aspiration (ou le plénum)  jusqu’à la culasse en passant par les collecteurs et les carbus. Etant électricien de formation, ce nom me plait bien car il me rappelle les forces obscures du magnétisme aussi étranges que fastidieuses à étudier.  Après avoir augmenté la cylindrée unitaire de 15%, le diamètre des conduits d’admission et le diamètre et la levée des soupapes, il fallait que le reste – c’est à dire les carburateurs – suive.  Weber ayant établi un abaque permettant de définir le diamètre des venturis idéal selon les principales caractéristiques du moteur considéré (régime de puissance maxi et la cylindrée) c’était le moment de l’utiliser pour vérifier le diamètre de passage des venturis requis. Pour ce moteur qui ferait 1860cc en première cote (mais plus de 1900 en cote réparation maxi), l’abaque comme on le voit sur le croquis ci-dessous nous donnait un diamètre idéal de 43mm pour un régime de 7600 tr/mn. Bien sur, il y a des 1800 qui marchent avec des venturis de 40, ou même de 38 mais il n’était pas question d’accepter une restriction quelconque dans la chaine car j’avais toujours en tête la remarque de Dreyfus qui disait que si c’était pour n’avoir que 20cv de plus qu’un bon 1600, ce n’était pas la peine de s’embarquer dans la construction d’un 1800cc. Les traditionnels Weber 45DCOE  ne convenaient donc plus (taille de venturi maxi recommandée: 40) et il nous fallait soit se tourner vers des gros Weber de 48 (qui permettraient d’accepter  des venturis de 42 ou 43mm)  …  soit comme à l’époque, envisager un système à injection mécanique.

L’abaque ci-dessus (source Weber) nous indique en ordonnées selon les courbes de régime de puissance maxi et la cylindrée du moteur le diamètre optimal du venturi à prévoir. Les coordonnées ici de 1860cc et de 7600  tr/mn ont été approximativement extrapolées.

Comme je ne connaissais rien du tout dans le domaine de l’injection mécanique mais que j’avais lu que ce système permettait en 1974 de sortir une dizaine de CV de plus que les versions à carburateurs, j’ai décidé d’essayer d’ouvrir cette porte, histoire de pouvoir visiter un cadre qui m’était encore totalement inconnu. Il était temps à plus de soixante ans d’essayer de recycler mes connaissances et de fuir la monotonie  du train train quotidien. Cependant, comme on va le voir, l’idée est une chose, mais la réalisation s’avère souvent plus compliquée.

Internet est un outil de recherche formidable mais il faut malgré tout savoir séparer le bon grain de l’ivraie car on y trouve tout et son contraire. Il faut en général se méfier des affirmations trop péremptoires et accorder plus d’attention aux propos plus nuancés. On apprend ainsi que la pompe d’injection Lucas qui était montée en 1973 ou 74 sur quelques kit 1800 Renault Sport manquait cruellement de fiabilité et qu’elle a été par la suite avantageusement remplacée par quelques préparateurs avertis par une Kugelfischer beaucoup plus fiable. C’est donc sur cette dernière que j’ai arrêté mon choix. Comme cette marque a été assez largement diffusée à l’époque (Porsche 911, Ford Capri RS, Peugeot,,BMW 2002 Tii …), on en trouve encore à des prix relativement abordables … et ce n’était pas un argument à négliger.

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Une fois nettoyée au gas-oil, notre nouvelle pompe a un meilleur aspect et semble en bon état. Cependant, comme elle n’a pas tournée depuis plus de dix ans, une révision générale s’impose. C’est une bonne opportunité pour faire connaissance avec la fameuse came « patatoïde ».

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L’adaptation sur le bloc moteur et l’entrainement de la poulie de la pompe d’injection (soit par l’AàC, soit par le vilebrequin*) ne seront pas des grosses difficultés. Par contre, trouver un collecteur d’admission à guillotine du kit Renault Sport de l’époque, c’est une autre histoire; mais là je suis confiant: c’est Dreyfus qui va s’en charger et ses bonnes relations avec quelques anciens de chez Renault devraient lui faciliter sa tâche.

* Je viens de découvrir que le sens de rotation de la pompe à injection est directionnel (sens horaire vu coté poulie d’entrainement). L’entrainement se fera donc par une poulie crantée en bout de vilebrequin avec un rapport de réduction de 1/2

Après avoir trouvé les différentes explications nécessaires pour mener à bien les principales opérations de maintenance et de contrôle de cette pompe sur l’excellent site internet du club des 404  Peugeot (voir les liens à droite de la page pour ceux qui seraient intéressés) et partant du principe qu’un homme averti en valait deux, c’est avec l’esprit beaucoup plus tranquille que j’ai pu entreprendre la remise en état de notre Kugelfischer.  Le premier constat que l’on fait en découvrant la complexité de cet accessoire, c’est qu’il constitue à lui seul un moteur dans le moteur! La pompe – ou plus exactement le « distributeur à géométrie variable » est équipé d’un « vilebrequin – arbre à cames » et de quatre pistons à course variable (les bielles sont remplacées par des poussoirs). Parallèlement, une came de formes « bizarres » (communément dénommée came patate) commandée en translation par le levier des gaz et en rotation selon la vitesse du moteur, va moduler la course des pistons (ce qui va donc modifier la quantité d’essence injectée) selon la charge et le régime moteur. Le tout est assemblé avec une ingéniosité frisant la perversité! Dans les maladies chroniques qui affectent les Kugelfischer, le grippage des pistons est certainement la première de la liste, mais fort heureusement, celle ci n’est pas bien longue. Après avoir démonter le bloc du distributeur, on a constaté que la notre était aussi atteinte de ce mal en découvrant un piston grippé.

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Le bloc hydraulique vient d’être démonté du corps de la pompe et on remarque tout de suite qu’il y a un piston grippé.

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Après avoir mariné quelques heures dans du dégrippant, le piston malade a pu être sorti délicatement.

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Après un micro polissage qui a retiré moins d’1/100ème de mm, il n’y parait presque plus et le piston re-coulisse à nouveau onctueusement dans sa chemise sans point dur. Les pistons sont graissés sous pression par une dérivation prise sur le circuit d’huile moteur et il est important que leur jeu avec la chemise soit réduit au minimum pour éviter (selon la pression des fluides) soit une fuite de l’huile dans l’essence, soit une fuite de l’essence (qui est elle aussi sous pression) dans l’huile.

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Détail de la platine à hauteur variable (appelée aussi balancier) qui va déterminer la course des pistons selon les conditions de fonctionnement et partant, définir la quantité d’essence à expulser vers les injecteurs. 

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La platine emprisonne une butée basse pour chaque piston . Comme cette platine se déplace sur une trajectoire en forme d’arc de cercle (en réalité, c’est même un peu plus compliqué) ces butées-sièges sont montées sur une cuvette hémisphérique garantissant ainsi un supportage parfaitement perpendiculaire quelle que soit la hauteur de la platine mobile.

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Platine mobile soulevée, on dégage l’accès aux poussoirs qui actionnent les pistons.

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Les poussoirs sont retenus par une bague fileté … spéciale. Comme je n’ai pas la clé 12 pans interne spécifique, j’ai du modifier légèrement une clé de démontage de bougie de préchauffage pour l’ajuster à mes besoins.

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Arriver à ce stade du contrôle, je suis déjà grandement rassuré en constatant la très faible usure des surfaces de friction d’une pompe qui a plus de 30 ans. Hormis un piston grippé qui a été facilement soigné, le reste des autres composants est en excellent état de conservation et  me parait encore bon pour le service … pour une vingtaine d’années.

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Photo en macrographie du poussoir en lumière rasante correspondant au piston grippé. L’usure que l’on devine  est vraiment minime et imperceptible à l’ongle. Elle confirme que le piston ne tournait* plus au passage de la came et elle sera facilement « gommée » avec une pierre india très fine.

* La porté de la came est très légèrement conique ce qui fait tourner le poussoir durant sa course ascendante (quand la pression de contact est maximale), répartissant ainsi régulièrement l’usure de la tête du poussoir

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Poussoirs retirés, on aperçoit les cames qui commandent les poussoirs et qui ont su garder malgré leur âge un état de fraicheur remarquable.

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Contrôle de la variation de hauteur de la platine mobile supportant les sièges des pistons selon la position de la pédale d’accélérateur

D’après son sens de rotation (qui est unidirectionnel), l’emplacement le plus rationnel pour installer cette pompe était sous le collecteur d’admission vers l’arrière du moteur avec la poulie tournée du coté du carter de distribution. Il me suffirait de faire une nouvelle tôle de supportage  de l’arrière du moteur (celle qui est prise en sandwich avec le carter de distribution) pour pouvoir y fixer notre Kugelfischer.  Le couple résistant pour entrainer la pompe n’est pas bien élevé et les efforts de réaction ne devraient pas être bien préoccupant. Une nouvelle tôle de 4mm d’épaisseur comme celle d’origine devrait convenir. Pour l’entrainer en rotation, le plus commode était de prévoir une poulie en bout du vilebrequin. Comme la pompe doit être indexée sur l’arbre à came, il faudrait bien évidemment prévoir une courroie crantée avec un rapport de démultiplication de 1 sur 2.  Bien évidemment, pour ne pas me pénaliser avec des problèmes de courroies ou trop courtes ou trop larges, j’ai choisi d’utiliser le standard « Gilmer »  avec des dents carrés au pas de 3/8 de pouce qui est très largement diffusé. On trouve facilement outre atlantique toutes les longueurs (qui sont bien sur des multiples de 3/8 de pouce, soit environ 9,5mm) en différentes séries de largeur. Pour des raisons d’encombrement et compte tenu du faible couple résistant nécessaire pour entrainer la pompe, je voulais utiliser des petits diamètres de poulie. Comme j’avais déjà une 28 dents dans mes tiroirs, il me suffirait de trouver une 14 dents pour compléter ma chaine. La première modification faite sur la Kugelfischer a donc été de modifier sa poulie d’entrainement pour l’adapter à sa soeur menante en bout de vilebrequin. La poulie d’origine (en acier) de la Kugelfischer est montée sur une portée conique qui est indéxée avec une clavette pour supprimer tout risque de glissement (et donc de désynchronisation avec l’arbre à cames). Pour éviter l’usinage d’une rainure de clavetage sur la nouvelle poulie que je comptais installer, j’ai conservé le moyeu d’origine (en rognant l’extérieur) sur lequel  j’ai simplement adapté la couronne avec les 28 dents de la nouvelle élue. Un dentiste dirait qu’il  a mis un bridge!

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Première étape: pour se prendre convenablement sur le mandrin du tour (pas facile de se prendre sur les dents) , j’ai déjà refait une extrémité conique sur un arbre qui me permet de faire tourner la poulie rond. je vais supprimer les dents et faire un épaulement pour pouvoir y emboiter la couronne de la poulie donneuse. Cette couronne montée légèrement pressée sur le moyeu, sera maintenu en plus par deux vis M8 qui reprendront les trous taraudés du moyeu d’origine prévus pour l’extraction.

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Ensuite, j’évide le moyeu de la nouvelle poulie

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Le moyeu « rogné » de l’ancienne est maintenant monté légèrement pressé dans le corps de la nouvelle.

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Deux vis M8 ont été ajoutées pour éviter sous l’action du couple d’entrainement un glissement éventuel de la couronne autour du moyeu. Une encoche de repérage a ensuite été refaite selon le calage angulaire d’origine.

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Voila, c’est terminé pour ce coté et la 28 dents est en place. La prochaine étape sera le montage d’une 14 dents en bout du vilebrequin. Ensuite, avec un montage à blanc, il faudra vérifier si dans mon calcul d’alignement des poulies, la pratique reste d’accord avec la théorie … et trouver un système élégant pour assurer la tension de la courroie.
Indépendamment de l’entrainement de la pompe maintenant résolu, il faudra aussi se soucier d’adapter le réglage de la quantité d’essence à envoyer dans chaque cylindre selon le régime du moteur (action de la came « patatoïdale ») et selon la charge (position de la pédale d’accélérateur) . Les nouvelles conditions d’utilisation de notre vieille pompe vont nous obliger à revoir à la hausse la course des pistons doseurs (et peut être leur diamètre également) pour envoyer dans chaque cylindre la quantité d’essence requise. Comme pour tous les réglages de carburation, il nous faudra attendre la première mise en route pour définir les actions à mener.

Pour assurer la tension convenable de la nouvelle courroie qu’on se proposait de rajouter, la solution du galet tendeur – pourtant la plus rationnelle – ne me séduisait pas vraiment. Il fallait l’installer sur le brin mou de la courroie (c’est à dire du coté extérieur)  là où il n’y avait plus beaucoup de place. La solution du support articulé genre alternateur était aussi assez compliquée à gérer car le point d’articulation devait être placé assez haut pour garantir un bon déplacement vis à vis due l’axe du vilebrequin pour une faible rotation angulaire afin de minimiser le déplacement des conduites d’huile et  d’essence qui sont connectées sur la pompe. De plus, pour pouvoir régler la charge, la pompe est reliée à la position de la guillotine du collecteur d’admission par une biellette et il fallait se soucier de minimiser son désalignement pour ne pas perturber la proportion air/essence du système d’injection. Finalement, après avoir peser le pour et le contre de chacune des solutions possibles, j’ai décidé de faire un réglage avec … un excentrique. Dans le montage d’origine, pour avoir un équerrage convenable de l’axe de la pompe quand elle est sur son support, celle-ci est emboitée dans un alésage de 44mm de diamètre.

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Détail du principe de fixation de la pompe: une large bride est prévue avec un gros épaulement pour s’encastrer dans un alésage de 44mm. Ce montage avec ses importantes  surfaces de contact garanti un bon équerrage de l’axe de la pompe sur son support.

L’idée était donc de mettre un excentrique autour de l’épaulement pour pouvoir faire varier -  par une simple rotation – la position de l’axe de la pompe par rapport à celui du vilebrequin. Voici les détails de cette réalisation.

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tournage excentrique

La première opération a consisté a tourner un excentrique dont le diamètre intérieur serait de 44mm et le diamètre extérieur de 60mm (c’est le diamètre du trou qu’il y aura dans la nouvelle tôle de support arrière du moteur)

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Sans doute sur le coup d’une distraction, j’ai bouffé la cote de 44mm du diamètre interne et j’ai du installer une bague pour rattraper le coup  et éviter de refaire la pièce qui était quasiment terminée.

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L’excentrique est en place et la variation mini-maxi permet un déplacement de l’axe de 5,5mm (soit une correction de 11mm de courroie en plus ou en moins). Cette correction  est largement suffisante, puisqu’elle couvre plus que l’espace dent/creux qui est de 9,5mm. Il ne me reste plus qu’a y fixer un petit levier qui une fois la bride de la pompe desserrée  permettra d’assurer facilement la rotation de l’excentrique et le déplacement de l’axe. Une bague fixée sur la tôle support maintiendra l’escargot en place et les trous de fixation de la bride seront des boutonnières orientées sur une ligne passant par l’axe de la pompe et celui du vilebrequin. 

En attendant de trouver pouvoir une guillotine Renault Sport (ça ne courre pas les rues) et pour ne pas bloquer la situation, j’ai décidé de construire provisoirement un collecteur d’admission avec des papillons de 42mm de diamètre. Après avoir récupéré un jeu de 4 papillons, la principale difficulté à vaincre est de supprimer les petits injecteurs à commande électronique qui leurs sont associés et de les remplacer par les gros injecteurs mécaniques DLO20D qui sont mariés pour le meilleur et pour le pire avec la Kugelfischer. Pour cela, il faut légèrement réusiner les papillons pour faire de la place et tourner des pièces d’adaptation sur lesquelles pourront être vissés les gros injecteurs mécaniques.

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Voici la rampe de 4 papillons qui va me permettre de faire quelques essais préliminaires en attendant de pouvoir récupérer une guillotine. Elle est constituée de quatre éléments modulaires qui sont assemblés entre eux par des grandes tiges filetés. Pour adapter l’entraxe des conduits d’admission, il suffit simplement ajouter des petites entretoises intermédiaires … et d’augmenter la longueur des tiges. Les conduits seront réalisés en mécano-soudé avec des tubes et des platines en alliage léger.

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 Détail de l’adaptation des injecteurs mécaniques

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 La buse de l’injecteur est ajustée légèrement en retrait de son puits pour ne pas perturber la veine d’air.

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Voici les deux premiers papillons modifiés avec leurs injecteurs mécaniques; il en reste encore deux autres. Bon, heureusement que c’est pas pour un V12

Bien évidemment, pour pouvoir fixer l’ensemble des boitiers papillons sur la culasse, il nous  fallait faire des pipes d’admission « sur mesures ». On commence par tourner quatre morceaux de tube en alliage léger (nuance soudable) avec la petite conicité interne qui va bien (l’entrée coté culasse est légèrement plus petite que la sortie du papillon). Il faut ensuite découper une plaque d’alliage léger quatre morceaux d’alu (même nuance que le tube) pour les transformer en bride. La difficulté est de percer le centre de la bride selon le même angle d’inclinaison que celui dans la culasse pour conserver un conduit  rectiligne. 

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Le tournage des quatre morceaux de tube est aisé. La seule difficulté est de les faire tous identiques en longueurs, conicité et diamètres.

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Montage acrobatique dans le mandrin du tour d’une des futures brides d’un conduit d’admission pour réaliser le perçage en biais qui recevra le tube. L’angle de 12° est obtenu par une cale placée d’un coté, dont l’épaisseur a été calculée approximativement mais qui garanti un angle identique pour chaque bride.

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La bride est percée à 45mm et le tube (44,96mm)  est emboité puis l’ensemble est surfacé pour s’adapter parfaitement au plan de joint. Le tube et la bride seront ensuite assemblées par une soudure sous argon.  Les deux trous de fixation de la bride se feront ensuite, après avoir ajusté un joint sur la culasse puis décalqué les 2 axes autour du trou central de la bride  pour garantir la concentricité du conduit entre la pipe d’admission et la culasse.

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La fixation du papillon sur la bride se fait par une pièce d’adaptation en caoutchouc synthétique spéciale qui dégage le cône de pulvérisation de l’injecteur. Ouvrons une parenthèse pour préciser que l’injecteur placé en amont du papillon ou de la guillotine va donner un moteur un peu plus puissant mais moins souple que lorsqu’il est placé en aval. Pour des commodités de mise en oeuvre, j’ai choisi ici, une implantation en aval.

Pour compléter les papillons, il a fallu leur greffer des trompettes d’admission. On en trouve une grande variété et à tous les prix mais pour sélectionner quelque chose d’abordable, il a fallu importer d’Angleterre quelques pièces provenant d’un vieux stock des années soixante dix. Le montage des trompettes dans le corps du papillon est fait par emboitement et collage (comme il n’y a ni contrainte mécanique ni thermique, c’est suffisant). Le plus difficile a été de reprendre les boites de papillon au tour pour réaléser précisément le logement des trompettes (emboitement serré). 

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 Le boitier du papillon est ici fixé sur un support intermédiaire en rilsan qui est lui même repris sur le mandrin du tour

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Détail du petit usinage interne qui permet d’encastrer précisément la trompette

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Les trompettes sont en place et l’ensemble du système « d’induction » à papillon commence à prendre forme.
Entre temps, Michel Camus a soudé les brides des pipes d’admission que je me suis dépêché de percer et de fixer provisoirement sur une vieille culasse pour vérifier le montage des boitiers papillons

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Montage provisoire des pipes d’admission sur une vieille culasse pour maquetter

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On  peut déjà percevoir à quoi ressemblera notre système d’injection mécanique (en attendant de trouver une guillotine) en emboitant les boitiers papillons dans leurs chaussettes en caoutchouc. L’ensemble est compact et léger.

La prochaine étape sera d’assembler les éléments modulaires de la rampe en intercalant des entretoises entre chaque corps de papillon (déjà fait sur la photo ci-dessus) pour les positionner exactement en face de chaque conduit de la culasse et bien sur de faire aussi une extension du système d’accouplement des axes de chaque papillon (la commande d’ouverture est située en extrémité et les papillons sont reliés entre eux en cascade). Une biellette reliera également la commande des papillons avec le levier de charge de la Kugelfischer

 Et bien ça y est, l’adaptation de la rampe des papillons est terminée. C’est beaucoup de travail mais je suis assez satisfait du résultat … pour le moment. Espérons malgré tout que le verdict du banc d’essais sera en relation avec l’énergie dépensée. Dans les principales difficultés rencontrées, l’adaptation des gros injecteurs mécaniques (ceux qui fonctionnent avec la Kugelfischer) en remplacement des petits injecteurs à commande électronique sur les papillons installés n’a pas été évidente mais une solution qui nous semble acceptable a finalement été trouvée. L’autre difficulté à venir sera la synchronisation entre la position des papillons et la commande de charge de la Kugelfischer, mais n’anticipons pas: à chaque jour suffit sa peine.

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Détail de la tôle additionnelle qui a été rivetée sur chaque patte d’accouplement des papillons pour rattraper l’entraxe des pipes d’admission  qui dans notre cas est plus important.

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La même patte remise en place.

La commande d’accélérateur est maintenant réalisée par un premier renvoi d’angle qui va à la fois via des biellettes, reprendre les papillons et la pompe à injection.

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Voilà une bonne étape de faite. La prochaine se fera beaucoup plus tard quand la culasse définitive sera installée. On pourra à ce moment là mettre en relation la commande des papillons et la pompe à injection.

Et bien la dernière étape du système d’induction de notre 1860 a été réalisée plus tôt que prévu. Nous avons en effet installé une culasse provisoire pour maquetter notre montage, ce qui nous a permis de progresser dans nos travaux.

Kugelfischer avait initialement prévu l’alimentation en essence des injecteurs par des petits conduits en tube en acier. La pression élevée (environ 30 à 35 bars selon les injecteurs) nécessitait une bonne tenue mécanique et ne supportait pas des durites ordinaires. Cependant, comme les papillons étaient montés sur des supports souples et pour filtrer les vibrations, je ne souhaitais pas conserver les tubes d’acier rigides toujours délicat à installer selon un parcours à la demande. J’ai donc recherché de la durite spéciale haute pression qui serait plus facile à mettre en œuvre. La réalisation de ces flexibles hydrauliques a cependant été plus compliquée que ce que l’on aurait pu penser. Le sertissage des manchons à la presse annulaire a nécessité plusieurs essais avant de trouver le bon matériau et la bonne méthode.

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Pour faire un raccord hydraulique, il faut déjà usiner un bout de tube qui servira d’embout. 

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Cet embout est ensuite enfoncé dans la durite armée dont l’extrémité est protégée par une première virole. Une seconde virole vient ensuite coiffer la première

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L’ensemble est serti dans la presse spéciale Dreyfus qui écrase le manchon avec une force de plusieurs tonnes. Il suffit ensuite de mettre l’écrou de blocage et une olive sur l’embout pour obtenir une connexion hydraulique sure.

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Les connections une fois terminées sont propres, souples et solides à la fois.

 Une fois la culasse en place, il nous fallait relier mécaniquement la commande de charge de la pompe à injection et celle des papillons. Comme la première était tirée et la seconde poussée, il nous a fallu mettre un renvoi d’angle intermédiaire pour inverser le sens d’action. Un petit calcul nous a permis de déterminer la longueur de chaque bras de levier de nos renvois en fonction des angles de rotation attendus.

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Détail de la commande des gaz: il nous a fallu prévoir trois biellettes, 6 rotules et 2 renvois montés sur cage à aiguilles.

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Voilà, le montage de notre système d’induction est quasiment terminé. Evidemment, il faudra ensuite tout redémonter pour installer la culasse spécialement préparée pour l’occasion.

 Suite à des soucis d’encombrement du support de silenbloc gauche sur la traverse du moteur (il me manquait un petit centimètre), il nous a fallu revoir notre copie pour pouvoir redresser la pompe à injection dont la courroie empiétait de trop dans la zone critique (voir la page de la traverse moteur). Ce redressement allait avoir de fâcheuses conséquences et induire d’autres problèmes qui nous ont obligés à faire un peu marche arrière pour repenser l’agencement de cette zone critique. Le point le plus préoccupant était un conflit entre la partie supérieure du bloc distributeur de la Kugelfischer qui venait en butée sur le corps du boitier papillon du cylindre N°4. 

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Le second point critique concernait les renvois de la commande d’accélérateur interconnectant la pompe à injection avec les boitiers papillons et qui étaient à refaire.

Pour le premier point, la solution a été obtenue en rabotant le dessus du distributeur et le dessous du boitier papillon de quelques millimètres chacun.

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Le tour peut aussi à l’occasion faire la fonction fraiseuse

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Bon, maintenant ça passe mais c’est encore un peu juste!

Pour améliorer encore l’espace péniblement gagné, on a finalement décidé d’augmenter l’angle d’inclinaison des pipes d’admission. J’avais hésité à le faire au début de notre projet pour pouvoir revenir facilement à une version carburateurs au cas ou notre système d’injection n’aurait pas fonctionné mais cette nouvelle contrainte m’a définitivement convaincu de la nécessité de cette modification. De toutes façons, le diamètre des conduits d’admission fortement agrandi n’était plus vraiment compatible avec des carburateurs qui nécessitent un minimum de dépression pour fonctionner correctement. Cette opération d’usinage étant un peu délicate à réaliser, c’est l’ami Michel Camus qui va s’en charger.

Dans les points à corriger, une autre difficulté était de refaire le système de tringlerie de la commande des gaz. La pompe ayant été retournée pour cause de crise du logement, l’adaptation précédente ne convenait plus du tout et il nous fallait retourner à la case départ … sans toucher 20 000! Il fallait refaire l’interconnexion entre le câble de la pédale d’accélérateur, les boitiers papillons et la pompe à injection. Vue moteur du coté admission, la commande des papillons est à gauche, le câble d’accélérateur arrive en position centrale et la pompe Kugelfischer est à droite. Le filtre à huile au milieu de tout ça est l’obstacle majeur à contourner.

 

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La fabrication des axes de commande est réalisée en acier stub et des leviers sont usinés dans un barreau de dural.

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Comme pour les tiges de culbuteur, les biellettes de commande sont réalisées avec un tube de titane et des embouts taraudés (M5 pas à droite et à gauche) pour recevoir des rotules Unibal.

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Le premier axe avec levier et biellette (derrière le ressort de rappel)  de commande de la pompe à injection. La câble d’accélérateur sera fixé sur le levier de gauche. Le trou de fixation de la chape sera percé moteur en place en fonction de la course exacte du câble pour être sur d’ouvrir en grand quand la pédale est à la cave sans pour autant  être en buté sur les papillons. Ce dernier point est souvent responsable de la durée de vie limitée des câble qui dans ces conditions subissent en buté un effort de traction dix fois plus important.

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Le second renvoi pour la  commande des papillons. Les axes de chaque renvoi seront ensuite équipés d’un petit graisseur.

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… et voici comment ça marche!

Le dernier maillon de notre système d’admission vient d’être réalisé. Il s’agit d’une vanne pointeau qui va nous permettre d’ajuster précisément l’air du circuit de ralenti. Cette vanne contrôle un circuit d’air commun aux quatre boitiers papillons.

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Voici notre vanne pointeau de fabrication maison. Elle est fixée sur le coté de la pompe à injection et un gros bouton moleté  permettra un réglage angulaire plus précis qu’une vis M5 à tête fendue. Sa position permet un accès aisé. A ce propos, nous avons également retourner le vérin électrique de commande du levier de l’enrichisseur pour faciliter l’accès au réglage de la course mini des pistons de la pompe (le réglage se fait par un excentrique sur le point fixe du vérin qui auparavant était prévu derrière la pompe à injection)

Les premiers tests effectués pour vérifier le fonctionnement des injecteurs n’ont pas été concluants. Le principe est simple: comme pour contrôler une bougie, on démonte l’injecteur de son conduit d’admission, puis toujours connecté par son flexible, on actionne le démarreur et on regarde sur chacun d’eux si l’essence est bien pulvérisée. Nous ça ne marchait pas: les injecteurs bavaient de temps en temps mais ne pulvérisaient pas. Je me suis alors souvenu d’une remarque de notre ami Bernard Bourdon qui en voyant mes flexibles m’avait dit: méfie toi des tuyaux souples sur les injecteurs; même s’ils encaissent la pression, ils se gonflent et les injecteurs qui normalement travaillent comme des soupapes de sécurité ne voient plus de surpression. Effectivement, après avoir fait marche arrière et remplacé les flexibles par des tuyaux en acier, les injecteurs se sont remis à fonctionner normalement.

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Là, on vient de récupérer un jeu de tuyaux en acier provenant d’une vieille 504 Peugeot. Evidemment, il nous faut les remettre en forme pour les adapter selon notre disposition spécifique.

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Section d’un tube d’acier d’origine utilisé par Kugelfischer pour l’alimentation des injecteurs. On remarque la forte épaisseur du tube qui garanti l’absence de déformation sous la pression ce qui permet de pulvériser intégralement aux injecteurs le volume d’essence pistonné par la pompe .

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Ici, on commence par remplacer les flexibles par des tuyaux en acier comme d’origine … et tant pis pour la transmission des vibrations.

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Retour aux sources provisoire: voici la tuyauterie de nos injecteurs après remise en forme des vieux tubes en acier.

Si la version tube acier a confirmé la supériorité de la liaison rigide par rapport à notre installation initiale, l’idée d’avoir une pompe – dont le positionnement est variable (la tension de la courroie se fait par un excentrique) – raccordée sur des tuyaux rigides me contrariait dans son principe. Il me fallait donc revenir à une solution liaisons souples mais avec des durites qui acceptent la pression sans se déformer. La solution a été trouvée chez Michel Camus qui nous a fourni des raccords aviation spéciaux type AN-3 /M12 x 150 (et non pas M12 x 125 comme j’ai pu l’écrire ailleurs par erreur) et de la durite armée communément utilisée sur les circuits de freinage.

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Puis version définitive avec une durite aviation spéciale qui ne gonfle pas et qui permet d’ajuster la tension de la courroie de la pompe sans induire de tension parasite dans des tuyaux rigides.

 

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Par nanard289
Le 13 janvier, 2013
A 22:34
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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!

La culasse du Spécial Drink Team (mise à jour le 18 Août 2014) img_7326-300x225

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
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L’usinage du bloc moteur du 1800 « spécial Drink-Team » (mise à jour le 22 Novembre 2016)

L’usinage du bloc moteur pour transformer un 1600 en 1800 est incontestablement la modification la plus délicate à réaliser. De la qualité, du soin et des choix technologiques apportés pour réaliser cette opération dépendra la fiabilité du moteur dans le temps. On ne peut pas ajouter d’étages à sa maison sans se soucier de savoir si les fondations existantes vont supporter sans broncher la charge supplémentaire. Le choix de la valeur de l’alésage (qui va contribuer à déterminer évidemment la cylindrée) va conditionner la première question essentielle: faut-il conserver ou non l’entraxe de 89mm des cylindres d’origine?  D’après nos estimations basées sur les quantités de matières  restantes après usinage des alvéoles du bloc, jusqu’à 82mm on peut raisonnablement conserver l’entraxe d’origine. A 82,5 d’alésage on devient en délicatesse avec la résistance des matériaux car le fut de guidage de la chemise devient trop mince au centre.  Pour un alésage de 83 et au delà, il faut augmenter la cote d’entraxe des cylindres pour ne pas trop affaiblir la structure … mais il faut se résigner à accepter la cascade des contraintes qui vont en découler (bielles, chambres de combustion et soupapes désaxées légèrement des cylindres). 

USINAGE BLOC 1800

 Faut-il conserver ou non l’entraxe de 89mm des cylindres d’origine?

Pour Dreyfus c’était clair: quitte à transformer le moteur, autant ne pas faire dans la demi-mesure et puisque le but était de rajouter des cm3, il fallait utiliser des pistons aussi gros que possible! Finalement, notre choix de l’alésage s’est porté sur une valeur de 83,50mm avec une cote d’entraxe des cylindres de 90mm*, ce qui nous laissera la possibilité pour les futures opérations de maintenance de pouvoir encore réaléser les chemises à 84.

* Nota: La cote d’entraxe des cylindres de 90mm correspond à celle d’un moteur Honda 1800 pour lequel il existe des chemises spéciales que l’on a pu adapter sur le bloc Renault

La première étape pour la modification du bloc a été de réaliser une plaque de rectification (honing plate) au nouvel entraxe de 90mm pour pouvoir l’adapter sur le plan de joint et permettre dans un premier temps le positionnement de l’outil pour agrandir les alvéoles  des futs de cylindres et ensuite de simuler les contraintes de serrage de la culasse pour pouvoir rectifier les nouvelles chemises en place dans le bloc. C’est l’ami Dreyfus qui s’est chargé de cette opération. De mon coté, j’ai récupéré un joint de culasse que j’ai redécoupé à la Dremel pour avoir la correspondance avec le nouvel entraxe et le nouveau diamètre des cylindres. Ce joint provisoire qui sera interposé entre la plaque de rectification et le bloc ne servira évidemment que pour les opérations d’usinage.

L'usinage du bloc moteur du 1800
Plaque de rectification

La plaque de rectification du bloc est prévue avec des raccords hydrauliques qui communiquant avec la boite à eau, permettent de faire une circulation d’eau chaude (80°C) dans le bloc pendant la rectification des cylindres. La plaque étant beaucoup moins épaisse que l’ensemble culasse / rampe de culbuteurs (mais d’une raideur équivalente), les vis de fixation d’origine (M11 x 150) ont été remplacées par des vis de culasse provenant d’un moteur Nissan.

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Bien que l’alésage de la plaque (et du joint) soit de 85mm, un oeil averti remarquera la faible largeur à certains endroits de la portée d’un joint standard sur les hauts de cylindre (cylindres 1 et 4 notamment). Il est vraisemblable que le joint définitif sera fait sur mesure (MLS de Cometic ou équivalent) pour corriger ce maillon faible.

Pour pouvoir réaléser les embases des chemises dans le bloc, le rectifieur va s’aligner sur les alésages de la plaque de rectification (qui eux sont naturellement déjà décentrés) qui a été soigneusement mise en place (contrôle de l’alignement de l’axe des cylindres avec l’axe du vilebrequin).  L’épaisseur de la plaque de rectification et sa matière ont calculée et choisie pour avoir une rigidité longitudinale équivalente à celle de la culasse (merci aux services techniques de Renault … et aux programmes de calcul) pour obtenir une déformation équivalente lors du serrage sur le bloc.

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Le bloc est ici prêt à partir chez Rectification 2000 pour y subir une opération de lifting pas comme les autres …

Après avoir connu quelques soucis sur « la table d’opération », le bloc est finalement presque terminé d’usiner. Il reste à réaliser  le petit lamage de l’embase des chemises, celui qui va conditionner la hauteur de débordement de celles-ci, qui – conformément aux prescriptions du fournisseur des chemises - doit être maintenant comprise entre 4 et 6/100èmes. On est loin des 15 à 20/100 èmes initialement préconisés par Renault dans les années soixante.

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Cette photo nous montre le détail de l’usinage de la partie haute du bloc, là où va s’emboiter la collerette du haut de la chemise améliorant ainsi la rigidité de l’ensemble. La hauteur de la collerette  est de 1/2″ (environ 12,7mm)  mais le lamage est plus profond pour augmenter la section de passage du liquide de refroidissement sous le haut de la chemise.

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L’usinage du bloc est terminé et l’heure est au montage. Les chemises sont équipées de leurs joints toriques, leur base est graissée et une pate d’étanchéité est appliquée sur la portée du fond. A gauche, Patrick (Rectif 2000) met sa dernière touche pour casser quelques arrêtes vives et Dreyfus fini d’installer les joints toriques sur les futs de chemises.

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La première chemise vient d’être emboitée (il a fallu utiliser un maillet pour les derniers millimètres) et la cote de débordement est parfaitement respectée au 1/100ème près.

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Voilà, toutes les chemises sont en place et je suis stupéfait par la précision de l’usinage qui a été réalisé. Un barreau en acier rectifié posée sur les collerettes  des quatre chemises installées révèle un écart d’un petit centième entre la plus haute et la plus basse. Bravo Patrick!

Les chemises étant installées, on peut remettre la plaque de rectification en place et la serrer au couple pour simuler les contraintes de la culasse. Nous voilà maintenant prêt pour partir en direction de l’aléseuse pour dégrossir l’usinage des cylindres  puis de la rectifieuse pour la finition. Pour éprouver  la bonne  étanchéité du circuit de refroidissement autour des chemises, il suffit d’installer un raccord pneumatique sur la plaque qui simule la culasse, de gonfler le moteur, puis de mettre de l’eau savonneuse autour des points critiques (embases des chemises notamment)!

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Le bloc est ici gonflé à environ 3 bars et la seule fuite trouvée était … sur le raccord pneumatique de la plaque!

Les blocs moteurs Renault de 1600cc ne sont pas tous identiques et ont subit diverses évolutions. En comparant des pièces critiques sur deux types qui extérieurement semblaient être jumeaux, j’ai remarqué que les chapeaux de palier du vilebrequin étaient plus hauts et plus massifs sur l’un que sur l’autre et avec des vis de fixation sensiblement plus longues (+10mm).

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Comparaison de deux chapeaux de palier issus de deux blocs différents. Le premier à droite est un peu moins haut (-5mm) et les vis sont 2cm plus courtes que celui de derrière dont le taraudage démarre environ 1 cm sous le plan de joint du palier ce qui minimise d’autant les risques de fissures en reportant les efforts vers le centre du bloc.

Il est habituel sur un moteur ayant subit une préparation plus ou moins conséquente en vue d’améliorer ses performances, de remplacer les vis soumises à des efforts importants par des vis (ou goujons) de qualité supérieure. N’oublions pas que ce bloc était au départ initialement conçu pour un modeste moteur de 1470cm3 développant 60CV … et qu’on envisage aujourd’hui d’en sortir environ 3 fois plus. C’est le cas bien sur pour les vis de tête de bielle qui sont de loin les vis les plus sollicités et les plus critiques dans un moteur, mais il y a aussi les vis de chapeau de paliers et les vis de culasse qui sont concernées (non monsieur, les vis platinées ne comptent pas). On trouve chez les fabricants spécialistes de la visserie de haute qualité réalisée dans des aciers nobles, des vis ou des goujons dont les caractéristiques mécaniques peuvent être plus de deux fois supérieures à de la visserie ordinaire de série. Pour nos paliers de vilebrequin, nous avons donc également remplacé les vis d’origine par des goujons ARP en aciers traité avec en plus, une forte tôle en acier dur (XC60) additionnelle  pour entretoiser tous les chapeaux de palier entre eux, ce qui renforce très sensiblement le coeur de ce bloc en aluminium. Cet artifice, communément utilisé aux USA sous le nom de « main girdle », permet de sortir des puissances inavouables sur des petits moteurs ayant des blocs modernes de plus en plus fins. Notre plaque de renfort est en cours d’usinage ainsi que le dessus des chapeaux de palier qui doivent être surfacés pour garantir une bonne portée et faire bloc avec la plaque additionnelle. Je mettrais la photo de ce montage qui permet de renforcer considérablement les « fondations de la maison » dès que l’ami Dreyfus aura terminé les usinages.

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Un chapeau de palier modifié (en premier plan) pour assurer un bon plan d’appui à la plaque de renfort qui viendra en sandwich sur ses épaules. Derrière lui, un autre chapeau attend son tour pour se faire raboter l’échine.

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 Opération de maquettage avec le vilebrequin et une bielle pour déterminer la forme des découpes et les dimensions de notre plaque de renfort des paliers. On voit que pour les paliers 1 et 5, j’ai du casser les angles interne du bloc pour ne pas trop étrangler la largeur de la plaque aux endroits critiques et lui conserver une très bonne rigidité.

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Comme l’aluminium en tôle fine est beaucoup plus facile à usiner que l’acier dur en tôle épaisse, j’ai fait un gabarit pour vérifier les jeux de fonctionnement entre l’embiellage et la future plaque. 

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D’abord je vérifie le passage des masses d’équilibrage du vilebrequin qui est monté ici sans les cales latérales ce qui permet de vérifier les jeux longitudinaux mini et maxi. Là c’est le jeu mini coté poulie …

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et ici c’est le jeu maxi.

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Une découpe supplémentaire a du être ajoutée symétriquement sur le gabarit pour le passage des têtes de vis de la tête de bielle … comme quoi c’était pas inutile de faire un gabarit. 

C’est une évidence, mais il faut le rappeler de temps en temps: quand on installe de nouvelles vis (ou de nouveaux goujons) de classe supérieure, les couples de serrages sont bien sur à majorer pour augmenter les forces de précontraintes, repoussant d’autant les possibilités de déplacement des pièces assemblées (les vis s’allongent quand elles supportent des efforts supérieurs à leur précontrainte). Ainsi, pour nos nouveaux goujons de palier (dont le filetage coté bloc reste en M10 x 150) le couple de serrage qui était initialement préconisé à 65mN pour les vis d’origine (filets huilés) va passer à 81mN selon les recommandations du fournisseur avec la graisse spéciale ARP-qui-va-bien (soit l’équivalent de100mN avec des filets simplement huilés). Ce couple de serrage majoré d’environ 50% par rapport au couple d’origine permet d’augmenter considérablement la charge de la précontrainte. Autre évidence, une chaine ne valant que par son maillon le plus faible, il faut naturellement que le filetage dans le bloc soit suffisamment profond et en bon état pour encaisser cet effort supplémentaire. Ici, la profondeur taraudée dans le bloc est de 32mm et les vis n’avaient jamais été démontées, ce qui – sur ce point là – nous met à l’abri du malheur. Si on rencontre des soucis (et on ne doute pas d’en avoir), ils viendront probablement d’ailleurs.

 

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Sur un bloc ancien, il ne faut pas hésiter à passer un peu de temps pour nettoyer les fonds de taraudage des vis de palier (comme ici) ou des vis de culasse pour éviter des mauvaises surprises au remontage.  Pour cela, j’utilise un taraud de finition suffisamment long (surtout pour les vis de culasse). Il y a toujours des saletés d’accumulées dans le fond, même quand le taraudage est débouchant (c’est curieusement le cas de 3 taraudages de palier sur les 10).

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On aperçoit au fond du couloir dans les recoins du bloc,  la tête du taraud nettoyeur qui dépasse du taraudage débouchant. Après quarante ans de servitude, faire le ménage « en grand » n’est pas une tâche superflue.

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Les taraudages une fois nettoyés peuvent recevoir les nouveaux goujons ARP qui associés à la plaque de renfort vont contribués à renforcer considérablement le bas moteur.

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Main Girdle special Drink Team

La plaque d’acier découpée au laser par les soins de Michel Camus  pour renforcer les fondations du bloc moteur vient d’arriver. Rien à dire sur la précision de la découpe (+ou – 0,1mm); tout est  conforme à notre attente. Cette association plaque de renfort/goujons ARP  permet de multiplier au moins par 2 la rigidité torsionnelle du bloc, minimisant ainsi les risques de problèmes d’étanchéité des futs de chemise. Le montage est ici fait avec un palier provisoire. Les paliers définitifs sont en cours de surfaçage chez Michel Camus et ne devraient pas tarder à regagner leur domicile.

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Main girdle moteur 1800 Alpine

Il a fallu faire quelques petits ajustements pour le passage des vis de tête de bielle … en tenant compte qu’un coussinet puisse se détériorer! 

La page de l’usinage du bloc se termine ici et je pense en toute modestie que nous devons être les premiers « bidouilleurs » à avoir retenu la technologie MID* développé par le fabricant US de chemises Darton  pour la mettre en oeuvre sur un bloc Renault 1600 Cléon. L’avenir nous confirmera si nous nous sommes engagé dans une large avenue … ou dans une impasse. A ce propos, comme me le faisait justement remarquer l’ami Philippe Loutrel: il n’y a qu’en livrant des batailles que l’on peut espérer remporter des victoires!

*Modular Integrated Desck

 

Image de prévisualisation YouTube

Une petite vidéo qui nous montre l’embiellage assemblé dans le bas moteur. Le vilebrequin de retour du traitement thermique n’a pas pris 1/100ème de désalignement! On le contrôle simplement en montant les pistons sans segment et en ne mettant pas les joints Spi: à la main il tourne tout seul (la sensation tactile est grande et permet de bien « sentir » le comportement des pièces en rotation).  On ne peut malheureusement pas en dire autant pour l’arbre à cames qui a très mal supporté le traitement thermique.

Usinage du bloc : suite et fin

Ayant finalement retenu le montage d’un vilebrequin en acier forgé (inspiré de notre variante 2), la question des coussinets était revenue à l’ordre du jour: Fallait-il conserver les coussinets standards d’origine Renault, ou bien faire un réalésage en ligne pour se mettre au standard de notre vilebrequin exotique?

C’est le moment d’ouvrir ici une parenthèse sur les coussinets en général. Quand on compare les qualités d’une huile moteur des années soixante dix et une huile de synthèse d’aujourd’hui, on peut dire qu’il y a eu beaucoup de progrès de réalisé. Pour les coussinets, c’est la même chose. La comparaison des coquilles d’aspect aluminium issue de la grande série qui étaient installées sur le moteur de la Berlinette fait aujourd’hui triste figure par rapport à des coussinets de compétition modernes. Nous avions déjà réalisé cette modification avec bonheur sur les têtes de bielle de notre première variante en adoptant le standard Honda (et les coussinets modernes qui vont avec), nous devions faire la même chose avec les paliers des tourillons de notre nouveau vilebrequin. Fin de la parenthèse.

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Différence d’aspect extérieur entre un traditionnel coussinet d’origine Renault des années soixante dix (à gauche) et un coussinet moderne de compétition avec un revêtement multicouches

Pour se convaincre de la nécessité d’un réalésage de la ligne de palier (c’est forcément une opération couteuse), il nous a suffit de faire quelques mesures sur notre vieux bloc pour nous conforter dans cette décision. La cote nominale du tourillon d’un vilebrequin de moteur 1600 Renault standard est de 54,80 mm et l’épaisseur d’un coussinet est de 1,95 mm. On devrait donc avoir une ligne d’arbre d’un diamètre théorique de 54,80 + (2 x 1,95) = 58,70 mm. Il faut rajouter à cette valeur 4 à 5 /100ème de jeu pour le film d’huile, ce qui nous donne un diamètre de ligne d’arbre qui doit être compris entre 58,74 et 58,75 mm

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Les mesures nous indiquent une usure quasiment nulle pour le palier N°5  qui augment ensuite progressivement sur les autre paliers pour atteindre 3,5 /100èmes sur le palier N°1 (coté volant moteur).

Notre décision devient finalement relativement facile à prendre: nous allons refaire aléser la ligne d’arbre du vilebrequin à une cote supérieure pour recevoir des coussinets modernes. Ceci nous permettra d’effacer l’ovalisation (ou plutôt de compenser le tassement du métal) que ces paliers ont subie dans une vie antérieure.

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Par nanard289
Le 2 novembre, 2012
A 18:21
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