Projet de résurrection d'un vieux bloc Ford

[pierregdlj]

Bravo et merci pour les explications.

 

Et bon courage pour la suite.

 

Je vais suivre.

[cuda47]

Pour avoir fait un peu d'usinage moteur (sur plus gros), ce sujet que je suivais en sous-marin m'intéresse.

Je n'ai travaillé que sur des chemises sèches.

Ca me manque un peu ce métier...

 

C'est une activité "loisir" ou "pro"?

 

[nanard289]

Il y a 2 heures, pierregdlj a dit :

Bravo et merci pour les explications.

 

Et bon courage pour la suite.

 

Je vais suivre.

 

Merci de porter un intérêt à mes bidouiles. Je vois que d'après ton profil, on a des points communs: j'ai aussi des tendances réac ... mais je suis nettement plus vieux 😋 

[nanard289]

il y a 59 minutes, cuda47 a dit :

Pour avoir fait un peu d'usinage moteur (sur plus gros), ce sujet que je suivais en sous-marin m'intéresse.

Je n'ai travaillé que sur des chemises sèches.

Ca me manque un peu ce métier...

 

C'est une activité "loisir" ou "pro"?

 

 

Merci de porter un peu d'intérêt sur le sujet 😉. Etant retraité et devenu à l'occasion mécanicien par la force des choses (quand j'étais jeune homme, je n'avais pas les moyens de faire préparer mes moteurs de moto), c'est une activité de loisir qui me permet en ce moment de combler cette période de confinement forcée. 

La différence essentielle avec les chemises humides vient des précautions d'étanchéité à la base du fut qu'il faut prendre et de leur épaisseur généralement majorée. Comme précisé précédemment, j'ai usiné à la base des chemises une gorge supplémentaire pour pouvoir y installer un joint torique (technique commune à plusieurs fabricants). Pour l'épaisseur, j'ai sélectionné le modèle disponible le plus épais qui associé avec le traitement "Hard-Block" devrait très bien consolider la chose. Tes remarques éventuelles sur le sujet sont naturellement les bienvenues  😉  

[cuda47]

il y a 3 minutes, nanard289 a dit :

Merci de porter un peu d'intérêt sur le sujet 😉

=> Il y a beucoup de gens qui parlent, mais souvent peu qui ont mis ou mettent les mains dedans, ça fait du bien de voir ça.

 

il y a 4 minutes, nanard289 a dit :

La différence essentielle avec les chemises humides vient des précautions d'étanchéité à la base du fut qu'il faut prendre et de leur épaisseur généralement majorée. Comme précisé précédemment, j'ai usiné à la base des chemises une gorge supplémentaire pour pouvoir y installer un joint torique (technique commune à plusieurs fabricants). Pour l'épaisseur, j'ai sélectionné le modèle disponible le plus épais qui associé avec le traitement "Hard-Block" devrait très bien consolider la chose. Tes remarques éventuelles sur le sujet sont naturellement les bienvenues  😉

=> Etant dans la chemise humide en ce moment (dans les deux sens du terme  ), la question est:

comment vas-tu régler ta hauteur de chemise pour être dans les tolérances de dépassement?

Tu penses e^tre dans quoi en hauteur?

1/10°?

[nanard289]

il y a 21 minutes, cuda47 a dit :

=> Il y a beucoup de gens qui parlent, mais souvent peu qui ont mis ou mettent les mains dedans, ça fait du bien de voir ça.

 

=> Etant dans la chemise humide en ce moment (dans les deux sens du terme  ), la question est:

comment vas-tu régler ta hauteur de chemise pour être dans les tolérances de dépassement?

Tu penses e^tre dans quoi en hauteur?

1/10°?

 

Certains constructeurs préconisent effectivement une cote de débordement de la chemise qui peut varier entre 4 et 8/100 èmes. Ces recommandations sont surtout indiquées pour les blocs alu ou les blocs fonte qui utilisent des joints de culasses "ancienne génération" un peu mou des genoux qu'il fallait resserer après 1000 km! Aujourd'hui, avec un bloc fonte qui utilise des joints de culasse moderne type MLS par exemple (Multi Layers Steel) le débordement des chemises est nul. C'est à dire qu'une fois les chemises pressées dans le bloc, le plan de joint est "socialisé" pour araser tout ce qui déborde. Quand sur un bloc alu on utilise une chemise dont la colerette est suffisamment large pour y installer un "O ring" on peut aussi réduire la cote de débordement à zéro! 😉

Principe de mise en oeuvre des "O-ring". Pour un bloc fonte non chemisé, certains préparateurs usinent la gorge dans les culasse (c'est plus commode à mettre sur la fraiseuse).

 

Détail du principe de l'étanchéité d'un O-ring (modif que j'avais faite sur un moteur 1800 Alpine)

 

 

[cuda47]

il y a 11 minutes, nanard289 a dit :

Certains constructeurs préconisent effectivement une cote de débordement de la chemise qui peut varier entre 4 et 8/100 èmes. Ces recommandations sont surtout indiquées pour les blocs alu ou les blocs fonte qui utilisent des joints de culasses "ancienne génération" un peu mou des genoux qu'il fallait resserer après 1000 km!

=> De mmoire, sur ma 4cv, c'est autour de 8/100°...

 

il y a 12 minutes, nanard289 a dit :

Aujourd'hui, avec un bloc fonte qui utilise des joints de culasse moderne type MLS par exemple (Multi Layers Steel) le débordement des chemises est nul. C'est à dire qu'une fois les chemises pressées dans le bloc, le plan de joint est "socialisé" pour araser tout ce qui déborde. Quand sur un bloc alu on utilise une chemise dont la colerette est suffisamment large pour y installer un "O ring" on peut aussi réduire la cote de débordement à zéro! 😉

=> oui, des joints multicouche, ce que tu appelles "O-Ring", ça augmente l'étanchéité du joint avec les pressions cylindres qui augmentent de plus en plus...

[nanard289]

Le 14/12/2020 à 12:02, autodoum a dit :

Bonjour,

 

Je tombe par hasard sur ce sujet, passionnant !

 

De la vraie mécanique, je vais suivre la suite avec intérêt. 

Bonjour, 

Ah ben j'avais zappé ton message en bas de page! Content de voir que le sujet t'intéresse également. Je ne sais pas si je fais de la vraie mécanique, mais en tout cas c'est sans la valise 😋 

[nanard289]

En attendant que la première phase d'usinage du bloc soit terminée, j'ai commencé a vérifier l'état des culasses. Bien que datant des années soixante,  ces culasses étaient en alu, mais aucune marque de fonderie n'indiquait une référence quelconque. Selon les photos de moteurs trouvées sur Internet, elles étaient certainement d'origine. A l'époque, ces culasses existaient en plusieurs versions; c'était selon les types de voiture auxquels ces moteurs étaient destinés. Ford proposait 3 variantes:  

- les "Low Riser" qui favorisaient le couple à bas régimes;

- les "Medium Riser" qui assuraient le compromis pour être moyen partout;

- et les High Riser" qui étaient résolument destinées uniquement à la compétition.

Le terme de "riser" fait ici référence à la hauteur des conduits d'admission. Selon que l'on recherchait du couple à bas régime, ou bien de la puissance en haut,  les dimensions des conduits dans les culasses, (et aussi ceux du collecteur d'admission) étaient plus ou moins hauts.

Pour info, le medium riser fait un peu plus de 2 pouces de haut (55 mm), tandis que le high riser lui en fait 2.75" (soit près de 70 mm!). Ce point est important quand vous voulez commander un nouveau collecteur d'admission, ou plus simplement, remplacer les joints du collecteur d'admission. D'après la dimension des tubulures d'admission, les culasses de ce moteur étaient d'un type "Medium Riser".

Malgré leur âge avancé, elles étaient en bon état et ne nécessitaient pas une rectification du plan de joint (contrôle fait à la règle ). Seules, les fourrures des guides de soupape avaient pris du jeu et étaient à remplacer. Les filetages des puits de bougie étaient aussi un peu fatigués; j'allais en profiter pour remplacer les grosses bougies de 18 mm  par des bougies plus conventionnelles de 14 à long culot.

 

L'identification des culasse commence par le contrôle des dimensions des conduits d'admission.

 

Les fourrures en bronze sont une solution élégante pour à la fois pouvoir restaurer facilement les guides, mais aussi améliorer le coefficient de friction et l'échange thermique des queues de soupapes. Il arrive cependant que si elles sont mal dudgeonnées , elles peuvent comme ici se faire la valise!

 

N'ayant jamais eu l'opportunité de remplacer des fourrures de guide de soupape, j'ai donc commencé par faire au tour un mandrin d'extraction et j'ai commandé l'outillage et le matériel qui-va-bien pour remettre des nouvelles fourrures en place. 

 

Voilà à quoi ressemblent les fourrures en bronze. Elles sont légèrement pressées dans les guides, puis dudgeonnées (c'est à dire pressées par l'intérieur au moyen d'un outil spécial appelé "ball broach" en patois) et ensuite coupées au ras du guide en haut et en bas. Un petit coup d'alésoir permet de parfaire l'ajustage voulu (un jeu entre 3 et 6/100 èmes selon qu'il s'agit d'une soupape  d'admission ou d'échappement)

 

Les rampes de culbuteurs étaient d'un modèle classique avec des ressorts qui servaient à maintenir les culbuteurs en place. Je n'aime pas trop ce principe qui ajoute de la friction là où il n'y en a pas besoin. On peut avantageusement remplacer ces affreux ressorts par des entretoises en aluminium ajustées à la demande qui n'ajoutent que très peu de friction et donc moins d'usure.

 

Les ressorts qui maintiennent les culbuteurs en place ne sont à mon humble avis pas très élégants. 

 

On peut toujours les remplacer par une entretoise qui assure le même fonction sans générer de frictions parasites. Bon c'est évidemment un peu de travail, mais c'est ici une de mes petites signatures 😉

 

La face latérale coté ressort de ce culbuteur est ici marquée par les frictions de delui-ci 

 

A suivre .... 😉

 

 

Modifié 16 décembre 2020 par nanard289

[Jil28]

A propos de friction Nanard, tu ne nous dis pas ce que tu as certainement prévu pour graisser tes entretoises ?

 Si le graissage des culbu se fait via l'axe avec sortie d'huile sur le poussoir, tes entretoises elles ne seront pas graissées... à moins que tu n'aies prévu des trous de graissage peut-être même avec une sortie latérale sur le côté du culbu pour limiter le peu de friction ajouté que tu évoques ? Tes entretoises sont-elles montées forcées ou libres ? (je pencherais pour libres).

 

Sinon, cette friction même minime ne risque-t-elle pas d'augmenter le risque de rupture du culbu comme on le voit régulièrement ? 

 

Non seulement j'apprends beaucoup de tes sujets mais en plus, d'un à l'autre ils poussent à une réflexion globale. 

[nanard289]

Il y a 2 heures, Jil28 a dit :

Si le graissage des culbu se fait via l'axe avec sortie d'huile sur le poussoir, tes entretoises elles ne seront pas graissées...

 

Là, je crains que tu prennes le problème à l'envers. Les entretoises sont fixes et donc ne tournent pas. Elles n'ont de ce fait pas besoin d'un graissage sous pression! La seule partie où il y a risque de frictions, c'est sur leurs faces latérales très proches des culbuteurs qui eux oscillent (le jeu est de 5/100 èmes de chaque coté). "Fortunately", les culbuteurs étant eux graissés sous pression (sur un 427 standard, l'huile arrive sous pression par un conduit qui débouche au centre de la rampe via un des pieds de celle-ci), l'huile s'échappe de chaque coté, ce qui permet comme sur la plupart des moteurs culbutés, de graisser au passage les joues des culbuteurs 😉

Détail du circuit de graissage d'un culbuteur: l'huile sous pression s'échappe ici de chaque coté pour aller graisser les joues des entretoises

 

Il y a 2 heures, Jil28 a dit :

Tes entretoises sont-elles montées forcées ou libres ? (je pencherais pour libres).

 

Oui, bien sur. Comme dans tous les montages de ce genre (voir les systèmes T&D par exemple qui restent une rréférence dans ce domaine), les entretoises sont montées libres. Ca permet un autocentrage et évite donc des frictions plus importantes d'un coté que de l'autre. 

 

Un exemple de montage des culbuteurs où les ressorts ont été remplacés par des entretoises. Je n'ai donc rien inventé!  Les miennes n'ont pas une finition "marbrée" (superbe) mais elles sont allégées au centre  😋

 

Il y a 3 heures, Jil28 a dit :

Sinon, cette friction même minime ne risque-t-elle pas d'augmenter le risque de rupture du culbu comme on le voit régulièrement ? 

 

Dans tous les cas de casse de culbuteurs rencontrés malheureusement assez fréquemment sur nos moteurs, aucun n'est imputable à une friction latérale excessive d'un ressort ou à fortiori d'une entretoise.  Le problème vient essentiellement des fabrications chinoises qui ne coutent pas chères mais qui - juste retour des choses - ne valent pas tripette! Vouloir associer des culbuteurs en alu moulé à moins de 200 euros le jeu de 16 avec des ressorts de soupapes tarés à plus de 200 kg soupape ouverte (valeur courante avec roller cam qui prend 7000 tr/mn) c'est faire preuve d'insouciance. Quand on rajoute les cas ou soupape ouverte, les spires des ressorts deviennent jointives (cas parfois rencontrés avec les AàC à grande levées associés avec des tige de soupape trop courtes) on comprend alors mieux les raisons de ces casses à répétition 😉

[pierregdlj]

il y a 17 minutes, nanard289 a dit :

 

Là, je crains que tu prennes le problème à l'envers. Les entretoises sont fixes et donc ne tournent pas. Elles n'ont de ce fait pas besoin d'un graissage sous pression! La seule partie où il y a risque de frictions, c'est sur leurs faces latérales très proches des culbuteurs qui eux oscillent (le jeu est de 5/100 èmes de chaque coté). "Fortunately", les culbuteurs étant eux graissés sous pression (sur un 427 standard, l'huile arrive sous pression par un conduit qui débouche au centre de la rampe via un des pieds de celle-ci), l'huile s'échappe de chaque coté, ce qui permet comme sur la plupart des moteurs culbutés, de graisser au passage les joues des culbuteurs 😉

Détail du circuit de graissage d'un culbuteur: l'huile sous pression s'échappe ici de chaque coté pour aller graisser les joues des entretoises

 

 

Oui, bien sur. Comme dans tous les montages de ce genre (voir les systèmes T&D par exemple qui restent une rréférence dans ce domaine), les entretoises sont montées libres. Ca permet un autocentrage et évite donc des frictions plus importantes d'un coté que de l'autre. 

 

Un exemple de montage des culbuteurs où les ressorts ont été remplacés par des entretoises. Je n'ai donc rien inventé!  Les miennes n'ont pas une finition "marbrée" (superbe) mais elles sont allégées au centre  😋

 

 

Dans tous les cas de casse de culbuteurs rencontrés malheureusement assez fréquemment sur nos moteurs, aucun n'est imputable à une friction latérale excessive d'un ressort ou à fortiori d'une entretoise.  Le problème vient essentiellement des fabrications chinoises qui ne coutent pas chères mais qui - juste retour des choses - ne valent pas tripette! Vouloir associer des culbuteurs en alu moulé à moins de 200 euros le jeu de 16 avec des ressorts de soupapes tarés à plus de 200 kg soupape ouverte (valeur courante avec roller cam qui prend 7000 tr/mn) c'est faire preuve d'insouciance. Quand on rajoute les cas ou soupape ouverte, les spires des ressorts deviennent jointives (cas parfois rencontrés avec les AàC à grande levées associés avec des tige de soupape trop courtes) on comprend alors mieux les raisons de ces casses à répétition 😉

200kg ! Là on peut oublier la méthode du serre-joint !

[nanard289]

Il y a 1 heure, pierregdlj a dit :

200kg ! Là on peut oublier la méthode du serre-joint !

 Oui, mais soupape fermée c'est "seulement" 90 kg 😋

[chapo-chapi]

Bonjour,
Je suis ce sujet avec grand intérêt.
Sur quelle voiture vas-tu monter ce moteur ?
B R A V O

[pierregdlj]

Il y a 18 heures, nanard289 a dit :

 Oui, mais soupape fermée c'est "seulement" 90 kg 😋

Ah, bah tout va bien alors.

 

Bon, faut quand même pas se pincer avec.

[nanard289]

il y a 55 minutes, chapo-chapi a dit :

Bonjour,
Je suis ce sujet avec grand intérêt.
Sur quelle voiture vas-tu monter ce moteur ?
B R A V O

 

Bonjour et merci de nous témoigner ici ton intérêt sur le sujet. Ce moteur devrait être en principe, destiné à être installé dans une AC Cobra ... ou une GT40; ce sera selon l'opportunité du moment 😉

[chapo-chapi]

Une VRAIE GT40 ? Une celle qui a été fabriquée à 126 exemplaires ?

[Jil28]

@nanard289 Je ne pensais pas que la sortie d'huile latérale serait suffisante.

Et puis certaines questions  souvent évoquées sur ce forum méritaient bien tes explications. 

Ta dernière explication amène à se poser la question du meilleurs choix entre AAC à forte levée, rapport de culbu et hauteur des ressorts non ?  

En ne considérant que la levée (sans considérer le profil qui lui va jouer sur les croisements du diagramme de distribution),

quelles sont les raisons de choisir un AAC à forte levée et un culbu à faible rapport ou un AAC à moindre levée avec un culbu à plus fort rapport ? 

 

Pour illustrer, une image d'une machine à tailler les AAC (et rien d'autre...) 

[nanard289]

Il y a 23 heures, pierregdlj a dit :

Ah, bah tout va bien alors.

 

Bon, faut quand même pas se pincer avec.

 

Il peut être effectivement surprenant de voir que sur les vieux V8 américains de grosse cylindrée qui n'avaient que deux soupapes par cylindre, on trouve des ressorts de soupape tarés à des valeurs pas communes. Ceci est principalement du à la taille (et donc au poids) des soupapes (qui pour les admissions dépassent fréquemment les 55 mm de diamètre), mais aussi au fait qu'ils sont culbutés avec un AàC central. Cette ancienne technologie met en mouvement des poussoirs et des tiges longues qui s'ajoutent à l'inertie des pièces en mouvement. Quand en plus on utilise un "roller cam" (c'est à dire un arbre à cames qui actionne des poussoirs à rouleau) les rampes d'ouvertures et de fermetures étant beaucoup plus "raides", les ressorts doivent être encore durcis davantage pour pouvoir suivre le mouvement 😉

 

A gauche, un profil de came pour poussoirs à rouleau. A droite, un profil de came traditionnel pour poussoirs à fond plat. On remarque que le profil de gauche est plus "ventru" et que la levée moyenne de la soupape plus importante fait que le moteur respire mieux

 

A gauche, des poussoirs dit à rouleau. La barrette qui les relie est destinée à les empécher de tourner pour que les rouleaux restent toujours parallèle avec le profil de la came. A l'inverse, à droite les poussoirs à fond plat sont prévus pour tourner. C'est le coefficient de friction plus faible des rouleaux qui permet d'avoir des rampes plus raides et donc des accélérations plus grandes qui nécessitent des ressorts plus durs. 

 

Modifié 18 décembre 2020 par nanard289
correction orthographique

[pierregdlj]

il y a 34 minutes, nanard289 a dit :

 

Il peut être effectivement surprenant de voir que sur les vieux V8 américains de grosse cylindrée qui n'avaient que deux soupapes par cylindre, on trouve des ressorts de soupape tarés à des valeurs pas communes. Ceci est principalement du à la taille (et donc au poids) des soupapes (qui pour les admissions dépassent fréquemment les 55 mm de diamètre), mais aussi au fait qu'ils sont culbutés avec un AàC central. Cette ancienne technologie met en mouvement des poussoirs et des tiges qui s'ajoutent à l'inertie des pièces en mouvement. Quand en plus on utilise un "roller cam" (c'est à dire un arbre à cames qui actionne des poussoirs à rouleau) les rampes d'ouvertures et de fermetures étant beaucoup plus "raides", les ressorts doivent être encore durcis davantage pour pouvoir suivre le mouvement 😉

 

A gauche, un profil de came pour poussoirs à rouleau. A droite, un profil de came traditionnel pour poussoirs à fond plat. On remarque que le profil de gauche est plus "ventru" et que la levée moyenne de la soupape plus importante fait que le moteur respire mieux

 

A gauche, des poussoirs dit à rouleau. La barrette qui les relie est destinée à les empécher de tourner pour que les rouleaux restent toujours parallèle avec le profil de la came. A l'inverse, à droite les poussoirs à fond plat sont prévu pour tourner. C'est le coefficient de friction plus faible des rouleaux qui permet d'avoir des rampes plus raides 

 

Merci, à chaque post j'apprends des choses.

[nanard289]

 

 

Il y a 9 heures, Jil28 a dit :

Ta dernière explication amène à se poser la question du meilleurs choix entre AAC à forte levée, rapport de culbu et hauteur des ressorts non ?  

 

Les critères déterminants qui permettent de dimensionner les caratéristiques des ressorts de soupape sont donnés par le fabricant de l'AàC. Cette spécification correspond évidemment à un AàC  de levée donnée associé à un ratio de culbuteur également donné. 

Le fabricant recommande un tarage soupape fermé et un tarage soupape ouverte. La différence entre ces deux valeurs est liée à la course de la soupape qui dépend de la levée de la came multipliée par le ratio du culbuteur. On comprend bien que si on augmente le ratio du culbuteur, on va ainsi augmenter la levée de la soupape mais que pour la ramener au point de départ dans le temps imparti, il faudra alors des ressorts plus durs. 

Les caratéristiques des ressorts recommandés permettent de déterminer la longueur nécessaire des queues de soupape entre la base du siège du ressort et la coupelle. C'est le point de départ. Reste ensuite à vérifier si les soupapes en place vont pouvoir accepter les ressorts préconisés!

 

 

Bon, celle là j'arrive pas à la mettre droite! Ici je contrôle la hauteur du ressort soupape fermée. Les cales sous le siège des ressorts m'ont permis d'avoir la hauteur requise de 1.940 pouce.

 

Il y a 9 heures, Jil28 a dit :

En ne considérant que la levée (sans considérer le profil qui lui va jouer sur les croisements du diagramme de distribution),

quelles sont les raisons de choisir un AAC à forte levée et un culbu à faible rapport ou un AAC à moindre levée avec un culbu à plus fort rapport ? 

 

La tendance moderne qui consiste à utiliser des gros ratios de culbuteur (certains fabricants très réputés comme Jesel ou T&D proposent des ratios allant jusqu'à 2.25/1) est liée au meilleur rendement cinématique de la chaine (globalement moins de frictions). Toutefois, compte tenu de l'augmentation des efforts que subit le doigt du culbuteur, au dela de 1.75/1 avec des cames à levées importantes (> 0.4") on  choisira des culbuteurs en acier forgé. Bon, attention ces pièces high tech c'est pas cadeau 😉 

Ici, des culbuteurs modernes (superbes) en acier forgé avec un ratio de 2.00/1 proposés par T&D

Modifié 17 décembre 2020 par nanard289
correction orthographique

[La torpille]

Question au spécialiste Nanard:

Une durée d'ouverture importante lié à un ratio élevé n'est pas dangereux pour les soupapes d'échappement d'entrer en conflit avec le piston ou alors l'arbre à came doit être revu au niveau de ses angles?

[Jil28]

il y a 45 minutes, La torpille a dit :

Question au spécialiste Nanard:

Une durée d'ouverture importante lié à un ratio élevé n'est pas dangereux pour les soupapes d'échappement d'entrer en conflit avec le piston ou alors l'arbre à came doit être revu au niveau de ses angles?

Euh... le ratio est calculé en fonction de la levée maximale de l'AAC et l'ouverture de la soupape. 

La durée d'ouverture elle est déterminée par le profil de la came de l'AAC.

Pour faire simple, disons que plus la came est bombée et plus la soupape est ouverte longtemps. 

[Jil28]

Voici une page assez complète qui explique assez bien. 

Distribution (free.fr)

[nanard289]

Il y a 1 heure, La torpille a dit :

Question au spécialiste Nanard:

Une durée d'ouverture importante lié à un ratio élevé n'est pas dangereux pour les soupapes d'échappement d'entrer en conflit avec le piston ou alors l'arbre à came doit être revu au niveau de ses angles?

 

Oh, ici il n'y a pas de spécialiste, il n'y a que des passionnés!

Le risque de conflit piston/soupapes est un soucis permanent. Ceux qui négligent ce point le paye souvent très cher! On passe donc toujours un peu de temps à contrôler les jeux de fonctionnement chaque fois que l'on change d'arbre à cames, de pistons, de soupapes ... ou de ratio de culbuteur! Lors d'une modification des caractéristiques d'un moteur, on fait généralement un montage à blanc avec de la pâte à modeler sur le dessus des pistons pour vérifier l'empreinte laissée par les soupapes quand le piston est au PMH avec les soupapes en bascule (fin d'échappement et début d'admission). Si l'épaisseur de la pâte à modeler écrasée sur la tête des pistons est inférieure à 2 mm, il faut retailler les têtes pour approfondir les lamages (c'est beaucoup plus facile bien sur que de retailler un arbre à cames et ça n'affecte que peu ou prou les performances attendues!). Généralement, les fabricants de pistons laissent toujours un peu de matière sous les empreintes de soupape pour pouvoir retailler de 1 ou 2 mm sans risquer de passer au travers.

Avec nos vieux moteurs à soupapes parallèles il n'y a pas de risque de conflit entre elles, contrairement aux culasses hémisphériques avec des soupapes en Vé qui peuvent s'accrocher si l'angle de croisement est trop important ... ou si les soupapes sont trop grosses.

 

Exemple de pistons (ici c'est sur un moteur Lotus) qu'il m'a fallu retailler (à gauche) pour laisser la place aux soupapes. Le piston de droite attend patiemment son tour.

 

Le retaillage d'une tête de piston se fait généralement sur une fraiseuse mais quand comme moi on a seulement un tour, on peut également faire cette opération avec un montage un peu accrobatique.

Modifié 17 décembre 2020 par nanard289

[Jil28]

il y a 35 minutes, nanard289 a dit :

 

 

 

Exemple de pistons (ici sur un moteur Lotus) qu'il m'a fallu retailler (à gauche) pour laisser la place aux soupapes. Le piston de droite attend patiemment son tour.

 

Le retaillage d'une tête de piston se fait généralement sur une fraiseuse mais quand comme moi on a seulement un tour, on peut également faire cette opération avec un montage un peu accrobatique.

Whaouu même pas peur le Nanard !  

 

Super montage en effet ! Tu as utilisé un axe de piston avec des trous filetés pour fixer le piston ?

[nanard289]

il y a une heure, Jil28 a dit :

Tu as utilisé un axe de piston avec des trous filetés pour fixer le piston ?

 

Oui, j'ai commencé par touner un faux axe en zicral (diamètre 22 mm) qui m'a servi à brider le piston sur la platine avec 2 vis M10. On ne le voit pas très bien sur cette photo mais la platine avait un lamage qui correspondait exactement au diamètre de la jupe du piston, ce qui permettait de positionner tous les pistons exactement à la même hauteur 😉

[nanard289]

L’embiellage:

 Le vilebrequin qui était en place dans ce moteur provenait d’un Ford FE 428 SCJ (Super Cobra Jet)! Cette modification était fréquemment réalisée dans les années 80 quand le marché des kits de strockage n’en était encore qu’à ses balbutiements. C’était une façon commode et bon marché pour augmenter la cylindrée (et donc le couple) d’un 427FE. On augmentait sa course (stroke en patois) en installant un vilebrequin de 428. D’origine, le 427FE était très supercarré (gros alésage et petite course). Cette caratéristique spécifique aux moteurs sportifs, lui permettait grace à une vitesse moyenne des pistons plus modeste, de prendre des régimes moteur très élevés (pour l’époque hein). Cependant, bon nombre d’utilisateurs de ces moteurs de circuits pour une utilisation quotidienne, préféraient avoir un couple plus conséquent à bas et moyens régimes. Avec une plus grande course (+5 mm), le vilebrequin du 428 arrageait bien les choses. Les bielles étaient identiques et il n’y avait que les pistons qui nécessitaient une hauteur de compression plus courte qu’il fallait remplacer; c’est ce qui a rendu ce stroker populaire. Cette modification permettait d’accroitre la cylindrée d’origine de 425 (l’appellation 427 était commerciale) à 452 CI. Bon, c’était pas spectaculaire, mais ça allait quand même dans le bon sens sans se ruiner. Aujourd’hui, des fournisseurs spécialisés proposent de vrais kits de strokage beaucoup plus élaborés, qui utilisent des vilebrequins et des bielles conçus à cet effet, usinés avec des techniques modernes et permettant d’obtenir des résultats plus convaincants.

Ne souhaitant pas remettre en place cet ancien vilebrequin de 428 avec ses bielles d’époque et comme il me fallait aussi changer les pistons, c’est vers l’achat d’un nouveau kit stroker que je me suis orienté.

La mise en oeuvre d’un nouveau vilebrequin avec des bielles et des pistons qui n’ont plus rien à voir avec les pièces de série nécessite de faire un équilibrage dynamique de l’ensemble pour rendre compatible des pièces d’origines diverses, de dimensions et de poids variables, qui devront travailler ensemble. Ce point est très important car il conditionne la durée de vie du moteur et affecte ses performances. J'en avais déja parlé dans un autre post mais je vais en mettre ici une deuxième couche. Un mauvais équilibrage génère des vibrations qui - on en a presque tous été victime - sont pernicieuses: elles prélèvent une partie de l'énergie du moteur qu’elles transforment en vibrations destructrices. C'est de l'autodestruction! On va donc passer ici un peu de temps pour essayer d’expliquer comment minimiser - à défaut de pouvoir totalement les supprimer - les vibrations d’un moteur.

L’équilibrage d’un embiellage met en jeu 2 familles de masses:

- Les masses rotatives incluant les manetons du vilebrequin et ses contrepoids avec une partie de la tête de bielle et ses coussinets, mais aussi le volant moteur et le damper

- Les masses alternatives incluant les pistons (avec axe et segments) et l’autre partie de la bielle autour du pied.

Dans un premier temps, on va équilibrer le vilebrequin nu en simulant simplement la masse de ses bielles et de ses pistons. Cette masse simulée,  que les anglo-saxons appellent le "bob weight", se calcul (on le verra plus loin comment en détail) selon le poids des bielles et des pistons. Une fois cette opération réalisée, on va terminer l’équilibrage dynamique en ajoutant le damper, le volant moteur et son mécanisme d’embrayage.

Pour commencer, on va d’abord contrôler le poids de chaque piston. Quand on dispose d'une balance électronique, c’est une opération assez facile et très souvent c’est une simple formalité car les pistons sont déjà appairés par jeu en usine avec une très bonne précision de + ou - 1 gramme. Les axes et les segments ne présentent jamais de dispersions sensibles dans leurs poids.

Après, c’est au tour des bielles mais là, les choses vont un peu se compliquer: il faut décomposer la masse totale en masse tournante et en masse alternative. Certains fournisseurs notent ces valeurs qui sont mesurées à la fabrication, d’autres moins rigoureux ne précisent rien et il faut faire les mesures soi-même.

 

"Big end", c'est la tête de bielle et c'est ici qu'on note habituellement la masse rotative de la bielle, mais ici on n'a rien! "Small end", c'est le pied de bielle c'est à dire la masse alternative. La somme de ces deux valeurs doit faire exactement le poids de la bielle.

 

Pour la masse totale de la bielle, comme pour les pistons c'est facile à mesurer.

 

Chaque bielle est pesée deux fois dans une position différente sur le plateau pour s'assurer de la fidelité de la balance, mais les écarts relevés sont < à 0,2 gramme. Toutes les bielles sont ici dans une fourchette comprise entre 810,2 et 811,4 grammes. On a connu pire!!!

 

Voyons maintenant comment procéder pour déterminer la masse tournante. La mesure n'est pas difficile mais délicate à réaliser correctement. Il faut poser le milieu la tête sur le plateau de la balance. Pour cela, on va prendre une pige ou une aiguille en acier qu'on va placer exactement dans l'axe de la tête. Après avoir fait la tare de la balance avec pige, il faut poser la tête de bielle sur la pige et suspendre le pied  par le mileu de son axe tout en ayant la bielle parfaitement horizontale.

 

Ici on mesure la masse rotative de la bielle: on note 550,9  grammes

 

Pour déterminer la masse alternative, on peut si on n'est pas curieux procéder simplement en faisant la déduction entre la masse totale de la bielle et la masse tournante soit 810,5 - 550,9 = 259,6 grammes

Si on est curieux, on retourne la bielle sur la balance et on regarde le nouveau poids obtenu.

 

... et là, on mesure une masse alternative de 259,5 grammes. On n'est pas mal non? 

 

Sur l'ensemble des 8 bielles, les variations notées sur les 24 mesures (3 mesures par bielle) ont toujours été inférieures à 1,2 gramme sans avoir eu à retoucher quoi que ce soit.  C'est un gage de sérieux dans les opérations de contrôle de ce fournisseur. Comme je le disais un peu plus haut, dans ce domaine on a connu pire 😉

Prochaine étape, dès que je reçois les pistons et le vilebrequin, direction l'Equilibriste! Chez Rectif 2000, c'est Nono qui s'occupe de cette opération 

 

  Ici, Nono dans ses oeuvres fixe les "bob weights" pour simuler les masses pistons-bielles sur les manetons d'un vilebrequin en cours d'équilibrage. Contrairement à une roue de voiture, l'équilibrage s'obtient le plus souvent en retirant du poids dans les parties charnues du vilebrequin.  

 

 

 

 

 

 

 

Modifié 20 décembre 2020 par nanard289

[Cobra13]

Feuilleton toujours très intéressant à suivre 

[blue427]

Je suis vraiment impressionné par la qualité du travail effectué par nanard 289😍

Et avec les explications et photos,j'arrive presque à tout comprendre 😁

Vivement la suite 😉

[ched]

Oui, c'est vrai, tu l'as déjà expliqué, je m'en souviens.

 

Mais la pédagogie est faite de répétition ; et je dois constater que j'ai mieux compris la notion de "bob weight" cette fois-ci !

 

 

Et désormais si j'ai besoin d'un vilebrequin pour mon 428 je sais où je devrai aller le chercher...

 

[pierregdlj]

'tain, j'ai encore appris quelque-chose aujourd'hui, merci !

[Jil28]

Il y a 22 heures, nanard289 a dit :

L’embiellage:

 

Dans un premier temps, on va équilibrer le vilebrequin nu en simulant simplement la masse de ses bielles et de ses pistons. Cette masse simulée,  que les anglo-saxons appellent le "bob weight", se calcul (on le verra plus loin comment en détail) selon le poids des bielles et des pistons. Une fois cette opération réalisée, on va terminer l’équilibrage dynamique en ajoutant le damper, le volant moteur et son mécanisme d’embrayage.

Prochaine étape, dès que je reçois les pistons et le vilebrequin, direction l'Equilibriste! Chez Rectif 2000, c'est Nono qui s'occupe de cette opération 

 

  Ici, Nono dans ses oeuvres fixe les "bob weights" pour simuler les masses pistons-bielles sur les manetons d'un vilebrequin en cours d'équilibrage. Contrairement à une roue de voiture, l'équilibrage s'obtient le plus souvent en retirant du poids dans les parties charnues du vilebrequin.  

 

Je suis impatient de lire la suite et d'avoir une explication sur le rôle du damper, que les englishes appellent Harmonic Balancer, et l'intérêt d'avoir le poids en  ""Internal ou External Balance" 

 

Et puis, si à court terme on comprend bien l'intérêt d'équilibrer avec l'embrayage, la question se pose de savoir si quand on va un jour changer l'embrayage... ??? 

Autre question, pourquoi ne pas mettre la couronne d'entraînement de la distrib en bout du vilo ? Il me semble que plus on est prés de l'axe et moins un petit déséquilibre a d'influence mais ? 

[nanard289]

message en doublon annulé

 

Modifié 21 décembre 2020 par nanard289
Doublon

[nanard289]

Il y a 16 heures, Jil28 a dit :

Et puis, si à court terme on comprend bien l'intérêt d'équilibrer avec l'embrayage, la question se pose de savoir si quand on va un jour changer l'embrayage... ??? 

 

Bon, je commence par la question la plus facile 😋 . L'équilibrage se fait avec le mécanisme de l'embrayage (qui pèse plus d'un kilo) mais sans le ou les disques qui changent tout le temps de place et qui sont beaucoup moins lourds et qui de ce fait n'ont que très peu d'influence sur le balourd global.

 

Il y a 16 heures, Jil28 a dit :

Je suis impatient de lire la suite et d'avoir une explication sur le rôle du damper, que les englishes appellent Harmonic Balancer ... 

 

Sans se lancer dans un cours de physique rébarbatif, rappelons qu'une vibration - tout comme un courant alternatif - est caratérisée par son amplitude et sa fréquence. Comme sur un moteur à pistons alternatifs les sources vibratoires sont multiples, la vibration globale perçue est une composante de plusieurs vibrations de fréquence et d'amplitude différentes ... à l'image (ou plutôt au son 😋) d'un accord de guitare qui met en jeu la vibration de plusieurs cordes vibrant à des fréquences différentes.  Ici, les cordes sont remplacées par des pièces oscillant ou tournant à des vitesses différentes et chacune d'elle émet une vibration. Evidemment, un balourd aussi faible soit-il sur un vilebrequin, aura une amplitude plus importante et une fréquence différente que celui du rotor d'un alternateur ou d'une pompe à huile par exemple. On parle alors de fréquence fondamentale (1er rang) et - toujours en analogie avec la musique - d'harmoniques, dont les rangs sont des multiples de la fréquence fondamentale. C'est là qu'intervient le damper. 

Le damper est un système extraordinaire qui grace à ses masses flottantes permet de filtrer automatiquement un grand nombre d'harmoniques de faible amplitude mais de fréquences diverses. C'est le même principe qui consiste à introduire des micro-billes dans les pneus de poids lourds qui en se répartissant automatiquement et intelligemment sous l'effet de la force centrifuge vont annuler le balourd  de la roue et parfaire son équilibrage. Plusieurs type de damper sont utilisés:

- l'ancienne génération avec un cercle d'acier collé sur une bande d'élastomère (au bout de 20 ans le caoutchouc est cuit et son action réduite)

- la nouvelle génération avec plusieurs couronnes en acier prisonnières dans un bain d'huile (fluide damper) dont l'efficacité est un peu plus convaincante. 

Il y a 16 heures, Jil28 a dit :

... et l'intérêt d'avoir le poids en  ""Internal ou External Balance" 

 

Un embiellage qui tourne à haute vitesse se comporte comme un diabolo et son équilibrage se fait toujours à ses extrémités. Plus on s'éloigne du centre, plus le diamètre est grand et plus on corrige facilement le balourd. Les constructeurs ont donc majoritairement retenu l'équilibrage dit "externe" qui se fait sur le volant moteur et sur le damper (donc à chaque extrémité) pour les moteurs de série. Pour les moteurs plus sportifs ou pour les vilebrequins destinés à la compétition (c'était le cas du 427 FE), l'équilibrage est fait sur le vilbrequin lui même mais le diamètre des joues étant plus modeste et plus central, la précision  de l'équilibrage devient plus rigoureuse. C'est l'équilibrage interne. L'avantage de l'équilibrage externe c'est l'interchangeabilité des pièces sans avoir à rééquilibrer l'embiellage ... à la condition de reprendre vilebrequin, bielles et pistons de série du constructeur 😉

 

Il y a 16 heures, Jil28 a dit :

Autre question, pourquoi ne pas mettre la couronne d'entraînement de la distrib en bout du vilo ? Il me semble que plus on est prés de l'axe et moins un petit déséquilibre a d'influence mais ? 

 

Sur la plupart de nos moteurs, le pignon d'entrainement de la chaine de distribution est déjà en bout de vilebrequin. Une position centrale comme sur certains moteurs de moto 4 cylindres seraient plus favorable d'un point de vue dynamique mais c'est beaucoup moins pratique à mettre en oeuvre. On peut faire confiance aux ingénieurs de l'époque qui déjà connaissaient parfaitement tous ces problèmes et qui ont fait pour le mieux 😉