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Remplissage du vase d'expansion (Big block)


ched

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Bonsoir à tous,

 

Pour bien situer le contexte, je parle d'un big block FE muni du vase d'expansion le plus répandu sur nos Cobras à moteur Ford FE :

 

 

Moteur fini - vase expansion.jpg

 

Attentif à mon moteur en cette phase de rôdage, avant de rouler je vérifie :heink: à froid le niveau d'huile et l'ajuste si nécessaire.

 

Soucieux de bien faire, cette semaine j'ai aussi vérifié le niveau d'eau.

Constat : il y a dans le vase une lame horizontale, munie d'un trou à la verticale de l'ouverture du vase.

Le niveau de liquide se trouvant bien en-dessous de cette lame, c'est à dire tout en fond du vase, :eek: j'ai ajouté un peu de liquide pour recouvrir tout juste la lame. Quantité de liquide ajouté : au moins 1/4 ou 1/2 litre.

 

A la vérification suivante, toujours à froid mais après un après roulage depuis la dernière vérification, je constate que le niveau est à nouveau bas :pfff: et fais à nouveau l'appoint. Aucune trace visible de fuite de liquide de refroidissement sur le moteur ou le vase, aucune trace au sol dans le garage.

Donc soir le moteur a "bu" ce liquide (mauvais plan), soit j'en mets trop et l'excès est évacué à chaud par le trop plein.

 

 

Cherchant sur le forum des indications sur le repère à utiliser pour remplir le réservoir ni trop, ni trop peu, je ne trouve rien de précis, hormis cette explication de @nanard289 :

 

Comme son nom l'indique, le vase d'expansion est conçu pour permettre au liquide de refroidissement de pouvoir s'expandre. Ce n'est pas leur nombre qui importe mais leur capacité à supporter l'augmentation de volume lié à la monté en température. Le vase d'expansion pour qu'il assure au mieux sa fonction doit être installé en partie haute avec un niveau à froid tel qu'il permette une augmentation du volume d'environ 1 litre avant débordement. Il faut donc un vase ayant un volume minimal total de 1200 cm3 dont 1000 cm3 de ciel. L'erreur la plus commune est de trop remplir son circuit de refroidissement ce qui - les liquides étant incompressibles - provoque l'ouverture de la soupape du bouchon dès sa monté en température. Depuis les années quatre-vingt, le circuit d'eau doit être pressurisé pour pouvoir fonctionner normalement même par grosses chaleurs et atteindre sans problème une température de 105°C (ou 220°F).

 

 

 

Ma question est simple : jusqu'où remplir ce type de vase d'expansion ? :int:

 

La lame horizontale est-elle un repère ?

Ai-je mis trop de liquide en voulant la recouvrir, ou bien dois-je m'inquiéter d'une consommation anormale de liquide de refroidissement ?

 

Merci de vos réponse,

 

:jap:

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Ma question est simple : jusqu'où remplir ce type de vase d'expansion ? :int:

 

La lame horizontale est-elle un repère ?

Ai-je mis trop de liquide en voulant la recouvrir, ou bien dois-je m'inquiéter d'une consommation anormale de liquide de refroidissement ?

 

Merci de vos réponse,

 

:jap:

 

 

 

 

 

:??: Au travers de cette question récurrente, je pensais qu'on avait déjà tout dit sur le sujet, mais je vois qu'il y a encore des esprits réfractaires :D . il est vrai que la lecture des nombreux posts traitants la chose n'est pas aisée. On va donc essayer ici de curer ce problème de façon simple avec éventuellement l'aide de quelques croquis explicatifs.

En préambule, il faut oublier la notion de repère de niveau d'eau à l'intérieur d'un vase d'expansion. Celui-ci dépend du volume du radiateur et du circuit de refroidissement. Bien sur, d'une voiture à l'autre, même si ça reste une Cobra, c'est variable et donc ce repère doit être particulier à chacun. Comme déjà dit précédemment, le principal souci est le volume d'air disponible pour permettre l'expansion du LdR avec la température et sa montée en pression. Ce volume confiné qu'on appel aussi le ciel du vase d'expansion peut précisément se définir en cumulant deux contraintes:

1) il faut permettre la dilatation du volume total du Liquide de Refroidissement du à l'élévation de température; c'est ce qu'on va appeler le volume Vd

2) il faut qu'une fois dilaté, le volume de ciel restant maintienne une pression interne permettant d'atteindre 110°C sans risque d'ébullition et on va l'appeler Vp

Le volume du ciel requis (Vc) sera donc égal à Vd + Vp

Ca, c'est pour la théorie; passons maintenant à la pratique.

 

 

Vase E1.jpg

 

 

Vase E2.jpg

Calcul du volume Vd:

 

La dilatation du LdR dépend de la température de fonctionnement du moteur. Celle ci est conditionnée d'une part par le tarage du calorstat et d'autre part par les seuils du thermostat commandant la mise en service et l'arrêt du ventilateur. Si l'on prend par exemple une température normale de fonctionnement comprise entre 90 et 95°C pour un volume total de LdR de 12 litres la dilatation sera estimée (laissons les calculs savants aux savants) de la façon suivante:

 

 

 

coef dilat eau.png

En pratique, on retiendra un coef de dilatation arrondi à 5% pour pouvoir passer de 20°C à 110°C et assurer un fonctionnement en conditions exceptionnelles

 

D'ou, Vd = 12000 x 5% = 600 cm3

 

Calcul du volume Vp:

Le volume Vp est très important car il conditionne la pression de fonctionnement correspondante à la température maxi et par voie de conséquence, le tarage de la soupape sur le bouchon du vase d'expansion.

 

 

 

Courbe pression temperature.jpg

On note sur ce diagramme de relation pression/température de l'eau, qu'à 110°C il nous faut une pression mini de 1.45 bar pour éviter la vaporisation

 

Selon la loi de Mariotte, le produit pression x volume est une constante. Le but ici est d'avoir une pression de 1,5 bar quand le volume du ciel Vc augmente de 600 cm3.

 

Nous aurons donc: Vc -600 /600 = 1.5 soit Vc = 600 x 1.5 + 600 = 1500 cm3

Le volume du ciel à chaud Vp sera donc de 1500 - 600 = 900 cm3

Conclusions:

Pour pouvoir fonctionner correctement avec la limite de températures souhaitée, le vase d'expansion de cet exemple devra avoir un volume de ciel à froid de 1,5 litre. Ce volume de ciel après expansion du liquide de refroidissement à chaud sera réduit à 0,9 litre ce qui se traduira par une pression interne de 1,5 bar qui permettra de garantir un fonctionnement normal jusqu'à 110°C (c'est à dire sans ébullition). Bien évidemment, la soupape de sécurité servant de bouchon au vase d'expansion devra elle aussi être tarée à une valeur minimale de 22PSI (ou lbs, c'est selon les fabricants) ce qui correspond à 1,5 bar.

 

En pratique, pour ceux qui ne savent pas évaluer les volumes de ciel du vase d'expansion,, on le rempli au ras-bord et avec une grosse seringue, on retire le volume Vc calculé.

 

 

IMG_0295.jpg

... et avec une grosse seringue, on retire le volume Vc calculé :D

A noter que dans certains cas, il peut être parfois nécessaire d'adjoindre un second vase d'expansion si le volume de ciel disponible sur le premier n'est pas suffisant (comme vu par exemple sur la RAM de notre ami @111esse)

Dans les troubles de fonctionnement les plus communs que j'ai pu observer, nous avons:

- Bouchons de vase d'expansion trop faiblement taré (récemment remplacé pour info sur Scooby Doo par notre ami @blue427 )

- Volume de ciel trop faible ou volume vase d'expansion insuffisant.

- Niveau LdR à froid excessif

Si malgré toutes ces précautions, le moteur consomme malgré tout du LdR, là il faut commencer par mesurer les compressions ... mais c'est une autre histoire ;)

 

 

si le niveau actuel sans rajout ne baisse pas a l usage , je dirais que tout vas bien, mais si le niveau baisse a chaque utilisation de l auto, je dirais qu il faut suspecter une fuite dans un premier temps.

 

 

Excellente approche du problème. On se souciera cependant qu'à froid, la pression relative interne du circuit de refroidissement doit être nulle. Il suffit pour cela d'ouvrir de temps en temps le bouchon du bocal quand il est froid, puis de le refermer.

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Parfaite réponse de Bernard mais qui aurait pu en douter !!!

 

Dans mon cas je fais toujours :

- Remplacer le liquide de refroidissement par un truc sérieux (Haute Température) de préférence rose ... car oui j’aime cette couleur et je trouve qu’il est très facile dans cette couleur de voir si c’est sale !

- Vérifier si le liquide descend au fil des usages,

- Vérifier les traces blanches (signe de fuite),

 

J’ai effectivement sur la mienne un système de double vase qui en théorie permet de compenser la faible capacité d’expansion du premier vase mais qui en théorie vérifié sur circuit par 30 degrés ne se déverse jamais dans le second bocal, surtout depuis le remplacement de mon radiateur et de mes Spal.

Donc j’ai gardé le montage initial par sécurité.

 

2019-09-04_16:23.jpg

 

2019-09-04_16:23.jpg

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:??: Au travers de cette question récurrente, je pensais qu'on avait déjà tout dit sur le sujet, mais je vois qu'il y a encore des esprits réfractaires :D . il est vrai que la lecture des nombreux posts traitants la chose n'est pas aisée. On va donc essayer ici de curer ce problème de façon simple avec éventuellement l'aide de quelques croquis explicatifs.

 

Oui maître, j'ai un esprit réfractaire... :ange:

 

Constatant comme toi que l'information est éparse sur ce forum et parcellaire, donc difficile à retrouver, j'ai ouvert ce sujet dans la rubrique "technique" avec un nom de sujet non équivoque.

J'espère que ta longue explication sera ainsi accessible à tous ceux qui se poseront la question ultérieurement. :jap:

 

Pour ma part, je vais prendre une aspirine avant de relire ton explication... sachant que mon circuit de refroidissement doit faire 20 litres, j'en déduis qu'il me faut soit un grand vase (modification effectuée sur Ava, vase de 4 litres pour un circuit de 14 litres), soit si veux conserver ce vase "authentique" en prévoir un deuxième...

 

:crazy:

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Ben oui...

 

Ma précédente Cobra, Ava, avait un tout petit vase d'expansion. Trop petit.

 

 

Pour être certain de ne plus avoir de problème avec cela, mon mécano m'avait demandé de trouver le plus grand vase d'expansion possible. J'en avais trouvé une très beau chez Canton, avec niveau de liquide apparent grâce à un petit tuyau transparent sur le côté... et il faisait 4 litres.

Qui peut le plus peut le moins !

En plus, poli par @salseroloco , il était particulièrement décoratif sous le capot.

 

;)

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J’avais jamais vu ça, après vous excuserez ma vision un peu orientée (piste) qui me pousse toujours à chercher le plus petit et le plus léger :crazy:

 

Au plaisir d’en discuter au fil des posts.

 

 

A titre d’info le miens fait 2,5 mais la partie vide ne fait pas plus de 0,5 litre vu où il est placé.

 

Et j’ai beau avoir un small-block, j’ai plus de 15 litres dans le circuit surtout avec mon gros radiateur.

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bonsoir Ched

 

pour tester le circuit de refroidissement mon mécano le met sous pression ( moteur à l arret ) avec une pompe à main spéciale qu il branche sur le dit circuit et les fuites éventuelles se voient directement ,si comme le dis Blue c est ta pipe d admission là c est sur il n y aura aucun effet à part la couleur de ton huile moteur

bonne recherche

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Avec mon mécano nous avons fait une inspection très soigneuse du moteur.

Strictement aucune fuite ni trace de fuite.

Huile parfaite, aucune vapeur à l'échappement.

 

Seule possibilité : le trop-plein, car la durit a "la goutte au nez"... d'où mes questions sur le bon niveau de remplissage.

 

Je vais surveiller tout ça et refaire un test, mais il est probable que mon zèle a refaire le niveau soit de trop...

 

;)

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... Seule possibilité : le trop-plein, car la durit a "la goutte au nez"... d'où mes questions sur le bon niveau de remplissage.

 

Je vais surveiller tout ça et refaire un test, mais il est probable que mon zèle a refaire le niveau soit de trop...

 

;)

 

 

Le "trop plein" est ici une mauvaise expression! Quand la soupape crache c'est un problème de surpression anormale. Cette surpression peut avoir plusieurs origines mais regardons d'abord les plus probables:

 

1) Le volume de ciel est trop restreint et suite à l'expansion du niveau d'eau avec la température, on atteint une surpression supérieure au tarage de la soupape! La soupape s'ouvre donc et une certaine quantité d'eau s'échappe jusqu'à ce qu'elle décide de se refermer quand la pression est suffisamment retombée.

 

2) Un tarage de soupape incompatible avec le volume du ciel à chaud. La soupape trop faiblement tarée s'ouvre prématurément.

 

3) Une soupape détarée.ou fuyarde (joint du siège déficient) a le même effet.

Le contrôle de cette soupape est simple à réaliser. On démarre le moteur et on le laisse chauffer jusqu'à atteindre l'enclenchement du ventilateur. La soupape est bonne quand elle reste fermée pendant cette séquence. ;) .

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Merci de ton analyse. :jap:

 

J'écarte la solution du mauvais bouchon : en effet mon mécano (Hervé bien sûr) avait reçu dans un premier temps un bouchon déficient et l'avait renvoyé au fournisseur.

Le connaissant, il a dû vérifier celui-ci deux fois avant de me laisser rouler avec Carmen... et je sais qu'au démarrage du moteur il a laissé la voiture tourner au ralenti et faire des séquences de chauffe / déclenchement du ventilateur.

 

Je m'oriente vers la piste d'un propriétaire ayant mis trop de liquide, faute de repère, restreignant trop le volume de ciel...

 

:ange:

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Ce volume de ciel après expansion du liquide de refroidissement à chaud sera réduit à 0,9 litre ce qui se traduira par une pression interne de 1,5 bar qui permettra de garantir un fonctionnement normal jusqu'à 110°C

 

 

 

 

 

Bonjour à tous,

 

La discussion porte sur un big bloc.

Mais qu'en est il des small bloc?

 

Est ce que la pression interne de small bloc est la même à 1.5 bar ?

Actuellement j'ai un bouchon qui laisse échapper la pression au dela de 0.9 bar.

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Bonjour à tous,

 

La discussion porte sur un big bloc.

Mais qu'en est il des small bloc?

 

Est ce que la pression interne de small bloc est la même à 1.5 bar ?

Actuellement j'ai un bouchon qui laisse échapper la pression au dela de 0.9 bar.

 

 

Bonsoir,

Big block ou small block, la température de fonctionnement est sensiblement la même et la pression est donc quasiment identique. Dans l'exemple proposé, j'ai arbitrairement retenu une température de fonctionnement maximale de 115°C, ce qui correspond - même pour un moteur sportif - a un seuil déjà élevé. Pour pouvoir atteindre cette température sans ébullition, il faut un circuit suffisamment pressurisé et donc une soupape avec le tarage qui va bien. Attention toutefois au marquage de la soupape: sur les bouchons "modernes", la soupape est prévue pour s'ouvrir également en cas de dépression (quand le liquide de refroidissement refroidit, il diminue de volume et peut mettre le circuit en dépression). Dans ce cas, il peut effectivement s'ouvrir à 0,9 bar abs non pas au delà, mais en deçà.

En cas de doute, on peut bien sur augmenter le tarage de sa soupape mais à la condition de ne pas dépasser la pression nominale des divers constituants (durites et radiateurs) Généralement, les radiateurs en alu standards ont une pression de service maxi autour de 24 PSI (soit entre 1,6 et 1,7 bar) ;)

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Bonsoir,

Big block ou small block, la température de fonctionnement est sensiblement la même et la pression est donc quasiment identique. Dans l'exemple proposé, j'ai arbitrairement retenu une température de fonctionnement maximale de 115°C, ce qui correspond - même pour un moteur sportif - a un seuil déjà élevé. Pour pouvoir atteindre cette température sans ébullition, il faut un circuit suffisamment pressurisé et donc une soupape avec le tarage qui va bien. Attention toutefois au marquage de la soupape: sur les bouchons "modernes", la soupape est prévue pour s'ouvrir également en cas de dépression (quand le liquide de refroidissement refroidit, il diminue de volume et peut mettre le circuit en dépression). Dans ce cas, il peut effectivement s'ouvrir à 0,9 bar abs non pas au delà, mais en deçà.

En cas de doute, on peut bien sur augmenter le tarage de sa soupape mais à la condition de ne pas dépasser la pression nominale des divers constituants (durites et radiateurs) Généralement, les radiateurs en alu standards ont une pression de service maxi autour de 24 PSI (soit entre 1,6 et 1,7 bar) ;)

 

 

Merci.

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