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150cv par litre sur moteur atmosphérique


Présentation du moteur qui a servi à développer pédagogiquement toute la partie recherche et développement de la partie "moteur atmosphérique" du livre "The Horsepower Secret

".
Pour des raisons de gestion de coût (les frais sur un livre sont déjà énormes), seule la culasse a été modifiée. Le bas-moteur est totalement resté d'origine. 


moteur 4 cylindres 1595cc: 
240,8cv à 10538 tours/minute
181Nm à 7554 tours/minute
En raison de la rectification des sièges de soupape pour pouvoir croiser les arbres à cames à très long temps d'ouverture (afin d'aller chercher les très hauts régimes), le rapport volumétrique est très faible pour ce type de moteur (9 à 1). Il aurait mérité d'être à 13 à 1 avec des pistons forgés à haute compression afin de remonter le couple à 200Nm. Cela aurait permis de sortir 266cv sans aucune autre modification. Un bon investissement à faire pour celui qui veut entreprendre de copier le set-up.


Le premier élément qui définit l'âme de votre moteur, c'est le choix des arbres à cames.
Vous pourrez faire un choix parmi les produits disponibles dans le commerce bien. Attention, j'ai souvent remarqué des valeurs annoncées fantaisistes par rapport aux données réeles. Je ne parle pas de confondre les valeurs données pour des levées à 0mm ou à 1mm mais bien de valeurs non-exactes. Le mieux est d'effectuer vos relevés vous-même si vous pouvez, par exemple, vous faire prêter les arbres à cames. Il m'est arrivé d'observer que pour 2 marques différentes, la deuxième proposait une simple copie de l'arbre à cames du premier mais annonçait une levée supérieure de 0,3mm. Merchandising et massive market...


Si vous définissez vous-même votre profil

Vous devrez tester son encombrement en condition réelle et étudiez les accélérations de came pour ne pas risquer la rupture d'un linguet.


Avec leur calage, ce sont eux qui determineront tout le caractère de votre moteur et ce calage fait parti intégrante du calcul des accords acoustiques, qui, nous le verrons plus bas, permet un remplissage accru du moteur (environ 10%). 


Détermination du PMH:

photo illustrative, il s'agit du bloc Dart, un moteur turbo américain.

La première grosse modification physique consiste à relever les conduits d'admission de culasse. Comme expliqué dans le livre, il s'agit de réhausser ceux-ci avec un mélange d'époxy qui tient le carburant. Cela diminue la perte de charge en diminuant l'angle du conduit.
Pour cela, il est recommandé de "sacrifier" une culasse déjà hors d'usage et de la disséquer.


Sur les réseaux sociaux, j'avais publié cette photo des conduits lors de la journée de la femme ou de la Saint-Valentin en 2013 ou 2014 avec cette phrase:
"Dédicace à toutes les femmes pour qui l'amour est moteur"

Sur celle-ci, on réalise bien le travail en amont avant de passer à la partie avec l'application de la résine.

On voit bien le "avant-après" avec la superposition du joint d'origine et le nouveau joint en cours de fabrication.


Ensuite, la modification qui permet d'augmenter la vitesse des gaz et donc d'améliorer le remplissage est celle qui faisait beaucoup sourire à l'époque où je l'ai présentée et qui est maintenant devenue une norme sur les préparations de haut-niveau.

« Toute vérité franchit trois étapes. D’abord, elle est ridiculisée. Ensuite, elle subit une forte opposition. Puis, elle est considérée comme ayant été une évidence. »
Arthur Schopenhauer, 1788-1860

La fameuse "balle de golf"

Pour optimiser l'ensemble de l'admission, on peut aussi le réaliser sur les conduits de collecteur
quelques suggestions de réalisation:

La seule modification "balle de golf" (dimple) que  je n'ai pas encore trouvé ailleurs car elle demande un gros travail d'anticipation est de réaliser les alvéoles sur le guide de soupape. En terme de performance, c'est moins efficace que de le supprimer purement et simplement. Mais cela permet de fiabiliser en conservant un meilleur guidage de la soupape. Fort utile lorsque nous avons, comme sur ce moteur qui prend 11000tours/minute, un jeu de 5 dixièmes de millimètre au croisement de soupape. Cela met aussi en avant l'intérêt de maîtriser chaque étape de la préparation pour accéder à l'outil systémique que j'explicite dans "The Horsepower Secret" (c'est d'ailleurs le secret).

On peut pousser le vice jusqu'à réaliser cette modification sur les soupapes. Attention alors à la modification de la masse et à l'amorce à la rupture ou d'une manière générale à ne pas fragiliser la soupape. La meilleure prépa est celle qui finit la course. Avec une soupape qui a repris sa liberté dans le moteur, c'est plus compliqué.


Pour les cornets en carbone vus au-dessus, un simple moule avait été réalisé sur des bouteilles d'alcool dont la forme et les dimensions correspondaient parfaitement au calcul théorique.

Sous les cornets, on observe une platine rectangulaire, il s'agit de guillotines. Elles sont encore plus performantes que les papillons individuels (ITB: Intake Throttle Body) car il n'y a meme plus les papillons au milieu du conduit en perte de charge.

Vidéo YouTube


La réputation des guillotines est de donner un moteur très instable à bas-régime. C'était sans doute vrai pour les versions à carburateur mais le moteur présenté ici était très souple d'utilisation.

Enfin, pour clôturer la partie admission du moteur, il faut aborder la double injection déportée.


Plus vous injectez l'essence en amont de la chambre de combustion, plus vous prolongez le temps où le mélange va pouvoir se faire. Vous optimisez la combustion. Grâce à l'injection électronique, c'est assez "facile" à faire. Vous allez devoir créer une cartographie à 2 tables d'injection. Une pour les injecteurs primaires qui sont montés de façon classique et une autre pour les injecteurs "stand off". En effet, ces derniers ne doivent cracher le carburant que lorsque les guillotines sont totalement ouvertes, sous peine de voir un ruissellement contre le volet de la guillotine, ce qui serait catastrophique en terme de rendement et de fiabilité. Il faut également décaler le temps d'injection pour tenir compte de la distance supplémentaire à parcourir pour le mélange avant d'arriver à la chambre.

Vidéo YouTube


Sur un atmosphérique, il faut jouer sur les accords acoustiques pour améliorer le remplissage. Imaginez une vague qui arrive sur la plage. Vous désirez remplir votre seau de plage. Vous allez présenter votre seau au bord de l'eau au moment où la vague arrive, ainsi, bien plus d'eau arrivera dans la seau. C'est le même raisonnement pour un moteur. L'ouverture de la soupape est votre mouvement pour présenter le seau et la vague de la mer est définie par la longueur des tubes d'admission et d'échappement qui créent cette onde. Le principe et le même que pour un instrument de musique.

Toute la méthodologie est développée dans le livre "The Horsepower Secret"
Les choix effectués se traduisent par ce collecteur d'échappement, par exemple.


Mais il n'existe pas de vérité absolue. Vous pouvez faire en sorte que votre collecteur soit modifiable afin d'adapter le moteur au mieux au tracé de la piste.
Cette partie peut se tourner à 90° afin de changer l'échappement de tri-Y à 4 en 2 en 1 voire 4 en 1 si vous éliminez la cloison intérieure (voir photos suivantes)

Voici un résumé de la ligne d'échappement complète.

Pas de bonne préparation sans porter votre attention sur la chambre de combustion.

Dans les cas les plus extrêmes, vous pouvez ressouder la chambre de combustion; ça demande un savoir-faire indéniable en métallurgie (préchauffage de la culasse, refroidissement, etc...).






Toujours à cause d'un budget réduit, je n'ai présenté cet usinage dans le livre que sur un cylindre

Vidéo YouTube


Depuis on peut faire de manière abordable un usinage des conduits (balle de golf ou autre). L'usinage de la chambre de combustion reste quelque chose de peu courant.

Un bon moyen de gagner des chevaux est de commencer par ne pas en perdre. On peut utiliser une direction assistée électrique et/ou une pompe à eau électrique. C'est toujours ça que le moteur n'a pas à sacrifier en sortie de vilebrequin.

Bien brûler tout le mélange grâce à un allumage optimisé

L'admission en air frais apporte un gain réel









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