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Prépa Moteur TU9M


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Bonjour à tous, suite à un projet qui me trotte dans la tête depuis plusieurs mois, je viens vers vous afin de vous demander des conseils/avis et des informations techniques.

 

Voilà, je possède une Peugeot 106 KiD phase 2 de 1997, avec un TU9M et une injection monopoint Bosh.

Le but que je recherche est de sortir le maximum d'un petit moteur comme le TU9 et à garder autant que possible les pièces d'origine de ma voiture (par origine j'entends les pièces déjà présentent sur ma voiture OU neuves homologués pour ce moteur/voiture).

La voiture roule à 100% d'E85 sans boitier ni reprog depuis presque 1 an (merci le monopoint).

 

Je tiens à préciser que la voiture est entretue de manière intensive (vidange entre 5k et 10k KM, changement des bougies toutes les 2-3 vidanges, filtre à air changé tout les 10k-15k mais nettoyé au compresseur 2-3 fois avant changement etc ...).

 

Afin de préparer ce moteur, j'envisage plusieurs possibilités afin d'améliorer les performances.

  • Préparation de la culasse (3ème angle, optimisation du flux du mélange air-essence pour éviter les pertes de charge, etc ...)
  • Augmentation de la cylindrée (en changeant pistons, bielles, peut-être vilebrequin et en remplaçant les chemises, car les TU à bloc alus possèdent des chemises humides)

J'aimerais éviter de passer par une reprogrammation, et ce pour plusieurs raisons : déjà parce que les ingénieurs moteur de chez PSA sont sûrement bien mieux calés dans le réglage de la cartographie que n'importe quel re-programmeur moteur, et que l'opération étant bien trop aléatoire en fonction du prestataire.

 

Pour la préparation de la culasse, plusieurs questions :

  1. Quel serait le gain de performances (couple et chevaux) ?
  2. Ce genre de préparation fait (apparemment) gagner en puissance à haut régime et perdre à bas régime, est-ce vrai ?
  3. Un garagiste m'a dit que j'aurais sûrement une augmentation de la consommation dû à la préparation, est-ce vrai ? Si oui, quelle serait la hausse de consommation attendue ? (Selon moi cela serait étonnant de voir une hausse de la consommation étant donnée que le débit d'essence est réglé par le calculateur, et que la préparation de la culasse vise justement à améliorer le rendement du moteur, donc à consommer moins pour autant de puissance, voir plus ...)

 

Enfin pour l'augmentation de la cylindrée, voici les caractéristiques technique du moteur :

TU9M
Code Moteur :	CDZ
Cylindrée (cm³):	954
Alésage (mm) :	70
Course (mm) :	62
Puissance (Ch + Watts) :	50ch – 37kW

 

J'avoue être un petit peu perdu et ne pas bien savoir où chercher, au départ, partant du principe que tout les blocs moteurs de TU étaient pareil, je suis partit dans l'idée de monter des pistons, bielles et chemises de TU5JP. J'ignorais alors que les TU5 étaient uniquement en bloc fonte et donc que leurs chemises étaient sèches ... 

Après cela, je suis allé voir un préparateur moteur/culasse qui m'a dit qu'il serait très difficile d'adapter quoi que ce soit d'un autre TU pour le TU9.

 

Bref,

voilà j'espère avoir été clair.

Vraiment n'hésitez pas à me proposer des pistes que je n'ai pas envisagé, ou n'importe quoi d'autre, tout est bon à prendre !

 

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Bonjour,

 

C'est c qui s'appelle se lancer à corp perdu dans les emmerdes pour rien.

Désolé d'être brutal mais outre le fait que c'est illégal sur route ouverte tu vas au devant d'emmerdes techniques à n'en plus finir pour un moteur de 24 ans.

 

L'agent que tu vas devoir mettre pour une préparation serait mieux dépensée dans l'achat d'un véhicule plus puissant. Après c'est toi qui vois.

 

 

  1. Quel serait le gain de performances (couple et chevaux) ? Quelques chevaux (5/10) mais des milliers d'€ dépensés
  2. Ce genre de préparation fait (apparemment) gagner en puissance à haut régime et perdre à bas régime, est-ce vrai ? OUI
  3. Un garagiste m'a dit que j'aurais sûrement une augmentation de la consommation dû à la préparation, est-ce vrai ? OUI Si oui, quelle serait la hausse de consommation attendue ? Impossible à déterminer (Selon moi cela serait étonnant de voir une hausse de la consommation étant donnée que le débit d'essence est réglé par le calculateur, et que la préparation de la culasse vise justement à améliorer le rendement du moteur, donc à consommer moins pour autant de puissance, voir plus ...) Impossible de moins consommer si tu ajoutes de la puissance.
Modifié par bisserier
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Citation

C'est c qui s'appelle se lancer à corps perdu dans les emmerdes pour rien.

Désolé d'être brutal mais outre le fait que c'est illégal sur route ouverte tu vas au devant d'emmerdes techniques à n'en plus finir pour un moteur de 24 ans.

 

L'agent que tu vas devoir mettre pour une préparation serait mieux dépensée dans l'achat d'un véhicule plus puissant. Après c'est toi qui vois.

 

Bonjour, tout d'abord merci pour ton commentaire et tes réponses à mes questions.

 

Je sais que je vais sûrement au devant d’emmerdes techniques, mais je dois avouer que c'est un peu le but recherché : outre les performances, je souhaiterais dans l'absolu avoir un moteur totalement personnalisé (ce qui ne se fera évidement jamais faute de temps et d'argent), mais en gros l'idée sous-jacente est d'avoir une configuration originale (d'où l'utilisation d'un TU9 notamment et pas d'un autre TU plus gros) et un peu plus performante. Vu que je touche un peu à la mécanique et aux calculs scientifiques, il m'est possible de moi même de faire pas mal de trucs, du coup le budget est logiquement moindre que si je fesais tout faire.

 

Niveau légalité je suis d'accord, c'est d'ailleurs pour ça que la voiture ne roulera pas sur route ouverte si des modifications l'obligent à être retiré de la circulation.

 

Niveau prix d'une préparation culasse, j'avais demandé un devis chez le préparateur, qui m'avais dit qu'il y en aurait pour 300-350€ (pas très cher du coup).

 

Concernant les réponses, j'aimerais savoir qu'est ce qui fait que la préparation de la culasse fait gagner à haut régime et perdre en bas ?

Concernant la consommation, désolé mais cela me parait un peu absurde : une préparation de culasse est censé faire augmenter l’efficacité du moteur (son rendement, en gros le rapport entre la puissance mécanique produite et la chaleur dissipé à chaque combustion si je dis pas de conneries), du coup je vois mal comment un moteur plus efficace dans la production d'énergie mécanique, et ceci grâce à la prépa de la culasse, voit sa consommation augmenter. Pour moi, si on augmente le rendement de quelque chose, on a moins d'énergie dissipé en chaleur (énergie inutile, donc perdue), par contre on augmente forcément l'énergie utile, mais du coup on a une augmentation de la puissance ok, mais du coup la consommation change pas (car meilleur rendement), si elle change, c'est que le rendement n'est pas augmenté ! Fin dis moi ce que tu en pense mais pour moi c'est ça.

 

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Bonjour,

 

Le préparation de la culasse a pour but de diminuer les pertes de charges de l'air en mouvement, d'améliorer les passages.

cela va faire un meilleur remplissage du moteur, un peu plus de mélange air essence sera admis dans les cylindres,  donc un peu plus de puissance. Mais c'est bien la quantité d'air/essence qui est augmenté,  donc la conso monte.

 

Attention,  souvent on parle d'augmentation de rendement quand on augmente la puissance,  ce qui est faux. On augmente la puissance au litre de cylindrée,  ce qui n' a rien à avoir.

Le rendement  (puissance par litre consommé) va  être légèrement augmenté , par la diminution des pertes de pompage, pour le reste, 

Le rendement est principalement lié à la compression (cycle de Carnot) , inchangée 

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Le 25/02/2021 à 13:37, xenoxis a dit :

Concernant les réponses, j'aimerais savoir qu'est ce qui fait que la préparation de la culasse fait gagner à haut régime et perdre en bas ?

Concernant la consommation, désolé mais cela me parait un peu absurde : une préparation de culasse est censé faire augmenter l’efficacité du moteur (son rendement, en gros le rapport entre la puissance mécanique produite et la chaleur dissipé à chaque combustion si je dis pas de conneries), du coup je vois mal comment un moteur plus efficace dans la production d'énergie mécanique, et ceci grâce à la prépa de la culasse, voit sa consommation augmenter. Pour moi, si on augmente le rendement de quelque chose, on a moins d'énergie dissipé en chaleur (énergie inutile, donc perdue), par contre on augmente forcément l'énergie utile, mais du coup on a une augmentation de la puissance ok, mais du coup la consommation change pas (car meilleur rendement), si elle change, c'est que le rendement n'est pas augmenté ! Fin dis moi ce que tu en pense mais pour moi c'est ça.

 

Il y a deux choses qui expliquent qu'une culasse préparée rende un moteur plus pointu, la principale vient du fait que qui dit culasse préparée dit généralement arbre à cames plus méchant, le croisement d'ouverture des soupapes est augmenté, du coup à bas régime le remplissage est plus mauvais qu'avec un arbre à cames d'origine, deuxième chose, qui dit préparation de culasse dit généralement agrandissement des conduits et polissage, du coup on diminue la vitesse de l'air dans ces conduits à bas régime et on remplit moins bien mais c'est le prix à payer pour mieux remplir à haut régime.

Concernant la consommation l'explication d'autodum est juste, on confond trop souvent rendement volumétrique et rendement énergétique, ceci dit il peut arriver qu'on augmente effectivement le rendement énergétique mais c'est souvent sur une plage de régime très étroite et pas forcément celle que l'on utilise au quotidien.

Toutes les évolutions que nous voyons apparaitre depuis quelques années cherchent justement à concilier meilleur remplissage à haut régime et remplissage à bas régime, les 4 soupapes par cylindre avec des conduits occultables et de longueur différentes, les déphaseurs d'arbre à cames, les levées variables et j'en oublie, pour autant il ne faut jamais perdre de vue que le rendement de nos moteurs thermiques est toujours aussi pourri et que si vraiment on veut se soucier de rendement énergétique il est plus qu'urgent de les abandonner.

Modifié par meca32
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Comme dit au dessus , les moteurs des voitures sont conçu pour une plage d'utilisation large  , il faut donc commencer par choisir ce que tu veux et en fonction changer les paramètres , mais autre l'aspect légale , tu ne va pas gagner beaucoup et surtout , tu risques de perdre en agrément de conduite avec un moteur qui n'aura plus rien en bas et tout en haut....

il ne faut pas non plus mélanger la puissance au litre (cylindrer) appeler "Puissance spécifique"  , comme dit autodoom et la puissance spécifique  et la consommation spécifique , qui te dit que pour X gr de carburant ton moteur sortira X kw/h (qui revient au rendement du moteur)

ce sont deux chose différente et 2 axe de recherche différent, d'un coter la formule 1 et de l'autre le shell éco marathon en extrapolant

 

Déjà tu es sur du E85 , ce qui n'est pas top pour le rendement ....(le E85 n'a pas que des avantages sinon on l'utiliserait depuis bien longtemps)

sinon il faut modifier l'avance a l'allumage et surtout la gestion de l'injection (dosage)

il faut aussi optimiser le refroidissement de ton moteur , plus il montera vite en température et mieux il y restera , et moins tu consommeras

 

 

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Merci pour toutes vos réponses, elles m'ont aidés à y voir plus clair.

 

Du coup j'avais un gros doute quand j'ai posé ma question mais au final ça me parait logique : il y a deux types de rendements, d'une part le rendement intrinsèque aux moteurs thermiques, et le rendement volumétrique.

 

Donc si j'ai bien compris, le calculateur (dans mon cas) injecte plus d'essence car plus d'air (ou de mélange air-essence) est admissible dans les cylindres, mais ceux-ci ne sont-ils pas déjà remplis correctement avec une culasse non-préparé ? A moins que la préparation d'une culasse entraine une légère augmentation du taux de compression ?

 

Je tiens à préciser que je ne souhaite pas changer l'arbre à came tant que je peux m'en passer. Quand je parle de prépa culasse je parle d'un polissage des conduits (pas d'augmentation dans l'absolu) et 3ème angle aux sièges des soupapes.

 

Pour ce qui est de l'E85, je suis conscient que la valeur énergétique par litre est inférieure à celle de l'essence, cependant jusqu'à présent je n'ai jamais eu de problèmes, notamment grâce à l'injection mono-point et à la plage d'ajustement plus grande du calculateur sur ces types d'injections. L'avance à l'allumage est automatique sur mon moteur (après je ne sais pas si elle est idéale, je ne me suis jamais penché sur ça), mais il y a un gain de couple que j'ai ressentie lors du passage à l'E85 face à SP98 (ou 95).

Il est aussi évident qu'un moteur à température consomme moins étant donné que le starter automatique n'est pas enclenché. Cependant, une trop haute température dans les cylindres conduits à beaucoup soucis, notamment à une baisse du rendement énergétique.

 

Pour ce qui est du gain à haut régime et de la baisse à bas régime, est-ce vraiment important ? Et cela peut-il être éviter (notamment si je ne fais qu'un polissage des conduits de soupapes avec 3ème angle) ?

 

D'ailleurs, j'ai deux autres pistes de recherches afin d'améliorer les performances, je souhaiterais obtenir votre avis :

- Changement des pistons, bielles et volant moteur pour des versions allégées.

- Changement des chemises et des pistons pour des versions plus grosses (type TU3 par exemple)

 

Quels serait les apports en terme de performances ? Le coût (sachant que je peux m'occuper de la mécanique) ?

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il y a 14 minutes, xenoxis a dit :

Merci pour toutes vos réponses, elles m'ont aidés à y voir plus clair.

 

Du coup j'avais un gros doute quand j'ai posé ma question mais au final ça me parait logique : il y a deux types de rendements, d'une part le rendement intrinsèque aux moteurs thermiques, et le rendement volumétrique.

 

Donc si j'ai bien compris, le calculateur (dans mon cas) injecte plus d'essence car plus d'air (ou de mélange air-essence) est admissible dans les cylindres, mais ceux-ci ne sont-ils pas déjà remplis correctement avec une culasse non-préparé ? A moins que la préparation d'une culasse entraine une légère augmentation du taux de compression ?

 

Je tiens à préciser que je ne souhaite pas changer l'arbre à came tant que je peux m'en passer. Quand je parle de prépa culasse je parle d'un polissage des conduits (pas d'augmentation dans l'absolu) et 3ème angle aux sièges des soupapes.

 

Pour ce qui est de l'E85, je suis conscient que la valeur énergétique par litre est inférieure à celle de l'essence, cependant jusqu'à présent je n'ai jamais eu de problèmes, notamment grâce à l'injection mono-point et à la plage d'ajustement plus grande du calculateur sur ces types d'injections. L'avance à l'allumage est automatique sur mon moteur (après je ne sais pas si elle est idéale, je ne me suis jamais penché sur ça), mais il y a un gain de couple que j'ai ressentie lors du passage à l'E85 face à SP98 (ou 95).

Il est aussi évident qu'un moteur à température consomme moins étant donné que le starter automatique n'est pas enclenché. Cependant, une trop haute température dans les cylindres conduits à beaucoup soucis, notamment à une baisse du rendement énergétique.

 

Pour ce qui est du gain à haut régime et de la baisse à bas régime, est-ce vraiment important ? Et cela peut-il être éviter (notamment si je ne fais qu'un polissage des conduits de soupapes avec 3ème angle) ?

 

D'ailleurs, j'ai deux autres pistes de recherches afin d'améliorer les performances, je souhaiterais obtenir votre avis :

- Changement des pistons, bielles et volant moteur pour des versions allégées.

- Changement des chemises et des pistons pour des versions plus grosses (type TU3 par exemple)

 

Quels serait les apports en terme de performances ? Le coût (sachant que je peux m'occuper de la mécanique) ?

Il y a beaucoup beaucoup de question là dedans, mais d'abord ce qu'il faut bien comprendre c'est que l'amélioration du rendement volumétrique d'un moteur, la puissance par litre de cylindrée, passe par la capacité du moteur a transférer le plus possible d'air de son collecteur d'admission vers son collecteur d'échappement, les ingénieurs motoristes parlent de perméabilité de la culasse, car c'est là que tout se passe, les chevaux tu les trouves dans la culasse et tout ce qui permet à celle ci de traiter le plus gros volume d'air possible par unité de temps, donc dans l'arbre à came et les collecteurs d'admission et d'échappement.

 Tout le reste en matière de préparation n'a pas d'autre raisons d'être que résister le mieux possible aux nouvelles contraintes que l'on va imposer au moteur, tu ne gagneras pas de chevaux en montant des volants moteurs allégés ou des bielles allégées et polies, juste un peu de résistance de celles ci grâce au polissage et un peu sur l'inertie de ton moteur grâce à l'allègement.

 Concernant le rapport volumétrique en l'augmentant tu vas améliorer le "rendement" de ton moteur mais si tu te contentes de carburant habituel du commerce tu vas être rapidement limité car tu vas très vite atteindre en usage intensif le point d'auto allumage de ce carburant, point qu'il vaut mieux éviter sous peine de destruction rapide du moteur, en compétition il n'est pas rare que les moteurs utilisent des carburants à l'indice d'octane plus élevé que celui du commerce ce qui permet alors d'exploiter au mieux des rapports volumétriques plus élevés.

 Le passage à une cylindrée supérieure est le moyen le plus simple et le plus radical d'obtenir plus de puissance mais pas forcément un meilleur rendement, en terme de rendement volumétrique ce sont généralement les petites cylindrées unitaires qui ont les meilleurs rendements, exemple évident les formules 1 qui utilisent des cylindrées unitaires très petites mais des régimes de rotation très élevés.

 Je m'arrête là pour le moment mais je reviendrai sur ce sujet rapidement.

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il y a 9 minutes, meca32 a dit :

l'amélioration du rendement volumétrique d'un moteur, la puissance par litre de cylindrée, passe par la capacité du moteur a transférer le plus possible d'air de son collecteur d'admission vers son collecteur d'échappement, les ingénieurs motoristes parlent de perméabilité de la culasse, car c'est là que tout se passe, les chevaux tu les trouves dans la culasse et tout ce qui permet à celle ci de traiter le plus gros volume d'air possible par unité de temps, donc dans l'arbre à came et les collecteurs d'admission et d'échappement.

 

D'où le fait que les moteurs down-sizés (turbo-compressés) ont un rendement volumétrique énorme comparé aux atmos. Même volume de cylindre mais plus de quantité de mélange.

 

il y a 12 minutes, meca32 a dit :

Tout le reste en matière de préparation n'a pas d'autre raisons d'être que résister le mieux possible aux nouvelles contraintes que l'on va imposer au moteur, tu ne gagneras pas de chevaux en montant des volants moteurs allégés ou des bielles allégées et polies, juste un peu de résistance de celles ci grâce au polissage et un peu sur l'inertie de ton moteur grâce à l'allègement.

 

On m'as justement dit le contraire ! Que l'utilisation de pistons et bielles allégés allaient me permettre une bonne augmentation de puissance car ce sont des masses en mouvement dans le moteur justement.

Le volant moteur étant une réserve d'énergie cinétique (proportionnellement à son poids), l'alléger me permettrait de gagner en réactivité à l'accélération et sur les reprises (ont m'as cependant bien préciser que le gain et le résultat serait moins probant que des pistons et bielles allégées).

 

il y a 16 minutes, meca32 a dit :

Concernant le rapport volumétrique en l'augmentant tu vas améliorer le "rendement" de ton moteur mais si tu te contentes de carburant habituel du commerce tu vas être rapidement limité car tu vas très vite atteindre en usage intensif le point d'auto allumage de ce carburant, point qu'il vaut mieux éviter sous peine de destruction rapide du moteur, en compétition il n'est pas rare que les moteurs utilisent des carburants à l'indice d'octane plus élevé que celui du commerce ce qui permet alors d'exploiter au mieux des rapports volumétriques plus élevés.

 

Étant à l'E85, je ne me fais pas trop de soucis au niveau cliquetis, son RON est supérieur à 100 (entre 102 et 108 selon la qualité du carburant et selon les sources), d'autant plus que je compte pas faire une préparation qui irait jusqu'à faire cliqueter le carburant.

Pour faire cliqueter de l'E85 il faut vraiment en vouloir !

 

il y a 19 minutes, meca32 a dit :

 Le passage à une cylindrée supérieure est le moyen le plus simple et le plus radical d'obtenir plus de puissance mais pas forcément un meilleur rendement, en terme de rendement volumétrique ce sont généralement les petites cylindrées unitaires qui ont les meilleurs rendements, exemple évident les formules 1 qui utilisent des cylindrées unitaires très petites mais des régimes de rotation très élevés.

 

C'est exactement ce que j'aimerais faire, d'où ma question pour augmenter l'alésage sans augmenter la course : éviter une vitesse linéaire des pistons trop grande, ce qui empêcherais la monté en régime, et gagner du poids sur les différentes parties en rotation du moteur pour gagner en vitesse de monté en régime (donc clairement, en accélération), ce qui revient donc à vraiment optimiser le moteur dans le même esprit qu'une formule 1 si j'ose dire.

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