Préparation "sauce tartare" d'un moteur 289 FIA

[nanard289]

Le 23/11/2023 à 18:56, La torpille a dit :

Avantage à Chevrolet ou la vallée des poussoirs est muni d'ouvertures plus grandes pour les retour d'huile, ici sur un BB

 

Avantage à relativiser  😁 Je pense plutôt que les grandes ouvertures centrales du Chevrolet visent essentiellement à réduire les pressions internes du carter moteur; mais je ne me lancerai pas dans ce débat . Moi je parlais des retours d'huile des culbuteurs qui se font à chaque extrémités des culasses (mais pas au centre) 😉

[Cobra 44]

Bernard te voila bien occupé pour l'hiver 😀

Sujet très intéressant que je vais suivre 👍

[blue427]

Encore une belle aventure que la résurrection de ce moteur, à l'allure ou ca avance, ça va être fini avant Noël 😊

 

[nanard289]

Le 23/11/2023 à 20:38, Cobra 44 a dit :

Bernard te voila bien occupé pour l'hiver 😀

Sujet très intéressant que je vais suivre 👍

☺️ Oui Laurent, c'est pas les occupations qui manquent! Content que ce sujet t'intéresse 😉

[nanard289]

Le 25/11/2023 à 01:04, blue427 a dit :

Encore une belle aventure que la résurrection de ce moteur, à l'allure ou ca avance, ça va être fini avant Noël 😊

 

 

🤣 Blue, je vois que tu es toujours aussi optimiste dans l'évaluation des délais de réalisation. Tu sais bien qu'à mon âge on ne travaille pas vite! D'ailleurs, le montage proprement dit n'a pas encore commencé; pour l'instant je n'ai fait que préparer le terrain 😉

Modifié 25 novembre 2023 par nanard289

[nanard289]

Aujourd’hui, nous allons aborder la question complexe du rapport de compression, c’est à dire le ratio entre le volume déplacé par le piston et le volume de la chambre de combustion. La formule qui permet de calculer ce rapport est tout simplement:

R = (V+v) / v

R: rapport de compression

V: volume déplacé par le piston

v: volume de la chambre de combustion.

Le volume déplacé par le piston est facile à déterminer: c’est la surface de l’alésage multipliée par la course. Bien sur, il faut convertir nos valeurs usuelles de mécaniciens que sont les mm en cm pour obtenir des cm3. A noter que les américains utilisent également le Système Métrique pour calculer tous les volumes de chambres de combustion. Ce dernier est par contre plus complexe à déterminer car il se décompose en plusieurs zones que nous allons détailler ici:

- il y a tout d’abord le volume de la culasse (que l’on mesure avec un liquide et une éprouvette graduée);

 

La culasse est calée horizontalement avec un niveau et avec une pipette graduée, on rempli la chambre de combustion à ras-bord pour mesurer son volume. Une méthode plus précise consiste à fixer un écran en plexiglas avec un mini trou central pour assurer le remplissage et éliminer le problème de la tension superficielle qui perturbe la mesure.

 

- ensuite nous avons le volume constitué par l’épaisseur du joint de culasse (variable selon l’épaisseur et le diamètre de la découpe de l’alésage);

- puis nous avons la tête du piston qui peut être plate (pas de correction si pas de lamage pour le passage des soupapes, sinon correction positive), en assiette (correction positive) ou en dôme (correction négative);

- enfin, nous avons le volume compris entre la couronne du piston quand il est au PMH et le plan de joint de la culasse qui est positif quand le piston est en retrait, nul quand le piston arase le plan de joint ou négatif quand le piston déborde du plan de joint (on dit alors qu’il protubère). Sur nos vieux moteurs, à l’époque où les constructeurs prévoyaient des surépaisseurs d’usinage partout pour permettre ‘’les cotes réparations’’, la couronne du piston est dans le cas du SBF en retrait du plan de joint et nous allons calculer ce premier volume.

 

 

Détail des différents volumes d’une chambre de combustion et définition du pincement. Avec un gap de piston nul, la valeur du pincement est réduite à l'épaisseur du joint de culasse.

 

Dans les spécifications techniques des moteurs Ford, la cote nominale entre l'axe du vilebrequin et les plans de joint de culasse est de 8.206’’ soit 208,43 mm. C'est une valeur théorique. Quand on la mesure, voici ce qu’on trouve:

 

La mesure est faite ici avec un pige placée dans le palier. Pour avoir la valeur exacte de la hauteur du plan de joint, il faut retrancher le diamètre de la pige et ajouter le demi diamètre du palier.

 

La valeur exacte de ce bloc est donc de 228,64 - 50,80 + 31,04 =  208,88 mm coté avant droit et

228,36 - 50,80 + 31,04 = 208,60 coté avant gauche

Coté arrière, nous avons respectivement 208,70 et 208,54 mm.

Le premier constat est déjà que les deux bancs de cylindres ne sont pas exactement à la même hauteur et que d’autre part ils ont été usinés avec un biseau d’environ 0,2 mm!

Parlons maintenant de la valeur du pincement des gaz qui est déterminée par la distance entre le piston au PMH et la surface plane de la culasse dans la chambre de combustion. Cette valeur pour être optimale doit être comprise entre 0,8 et 1,5 mm. Avec un joint de culasse qui une fois écrasé fait 1,1 mm d’épaisseur (0.043’’) l’idéal est donc d’avoir un piston qui au PMH affleure le haut des cylindres. C’est cette valeur de pincement qui donne la meilleure turbulence des gaz pendant l’allumage et qui facilite une inflammation spontanée procurant ainsi un rendement optimal.

Il faut donc se poser la question de savoir où pour augmenter le rapport de compression des cylindres, il faut usiner pour retirer de la matière: faut-il raboter les culasses? Faut-il raboter le bloc moteur? Nous allons voir qu’ici il faut faire les deux!  

 

Détail du calcul de la hauteur de gap du piston au PMH

 

Pour avoir un gap de piston nul, il nous faudrait une hauteur de plan de joint égale à (valeurs données en pouces):

1.5 + 5.090 + 1.60 = 8.190’’ soit 208,03 mm. On voit donc qu'il faudra déjà retirer entre 6 et 8/10èmes de matière sur le banc de  droite et entre 5 et 7/10èmes de matière sur le banc de gauche.

Le rapport de compression d’origine était de 9,3 à 1. Avec un objectif de passer à 11 à 1 l’usinage des plans de joint du bloc moteur n'est pas suffisant et il nous faudra aussi raboter les culasses.

La prochaine fois, on regardera ce point en détail pour justifier les usinages requis

😉

Modifié 26 novembre 2023 par nanard289

[nanard289]

Avec un rapport de compression d’origine de 9,3 à 1 et une cylindrée unitaire de 592 cc, le SBF 289 de 1965 avait donc un volume total de chambre de combustion de 592 : (9,3 - 1) = 71,3 cc. Les culasses K code ont initialement un volume de chambre de 54,5 cc. Le volume restant occupé par le joint et le retrait du piston était donc de 71,3 - 54,5 = 16,8 cc (soit 8,8 cc pris par le joint de culasse et 8 cc de gap du piston).

Un moteur 289 SBF avec des cylindres réalésés en 0.030’’ et un vilebrequin d’origine de 2.87’’ de course, a une cylindrée unitaire de 600 cc. Pour obtenir un rapport de compression de 11/1, il nous faut donc un volume de chambre de combustion total de 60 cc ( (600 + 60) : 60 = 11). Ce rapport de 11/1 est une valeur maximale pour rouler avec du carburant 95E10. Au delà (avec 11,2 ou 11,5/1 par exemple), il faut passer au 98 d’indice d’octane.

Si on utilise (c’est fréquemment le cas) un vilebrequin stroké à 3’’ de course, la cylindrée unitaire passe alors à 627 cc et dans ce cas - toujours en visant un rapport de compression de 11/1 - il nous faut alors un volume total de chambre de 62,7 cc.

Indépendamment de la valeur de ce volume, la forme de la chambre de combustion joue également un très grand rôle, que les spécialistes en fourniture de culasses sportives ont grandement fait évoluer entre les années soixante dix et la fin des années quatre vingt dix. Les arguments de vente portent essentiellement sur des valeurs élevées de CFM dans les conduits de la culasse. C'est une base de comparaison, mais elle n’est pas suffisante. Pour obtenir un bon remplissage des cylindres il faut que la forme de la chambre de combustion autour des sièges de soupape soit aménagée de telle sorte qu’elle favorise l’écoulement des gaz frais ou brûlés. Il est aussi important d’avoir en fin de compression un phénomène de pincement efficace des gaz entre la couronne du piston et la face plate de la culasse pour garantir une turbulence mécanique qui va entrainer une inflammation rapide et partant, améliorer le rendement moteur (allumage plus spontané égale moins d’avance). Ces deux raisons font que le volume initial de notre chambre de combustion va passer de 54,5 cc à environ 57 cc (siège de soupape encastrés plus profondément et espaces autour des soupapes agrandis). Cette valeur, aujourd’hui estimée, sera mesurée précisément après installation des sièges. Si on rajoute les 9 cc correspondant à l’épaisseur du joint et les 4 cc d’encoches pour les soupapes sur le piston, le volume total de notre chambre de combustion atteindra: 57 + 9 + 4 = 70 cc. Pour ramener ce volume aux 60 cc requis, il faudra encore surfacer les culasses pour retirer 10 cc (soit environ 1,4 mm car la chambre ne fait que les 2/3 de la surface de l’alésage).

 

  Croquis illustrant le phénomène de pincement des gaz par le piston quand il atteint son PMH. Il faut alors que la cote entre la couronne et la face plate de la culasse soit idéalement entre 0,7 et 1 mm. Si cette cote comme à gauche est supérieure à 1,4 ou 1,5 mm, (il y a déjà 1 mm de joint) l’effet de pincement s’écroule et la combustion est moins spontanée. On voit dans l'exemple de droite que la priorité est d'abord d'avoir un piston affleurant mais qu'à gauche, avec le même rapport de compression (culasse davantage rabotée), l'effet de pincement est bien moins bon 

    

Chambre de combustion en cours de modification. Ici j’élargis le passage des gaz autour des sièges de soupape.

 

Le cercle rouge correspond à l’alésage. On voit ici que pour retirer 10 cc de volume dans la chambre de combustion, il ne faut prendre (environ) que les 2/3 de la surface du cylindre. Les surfaces plates occupant le 1/3 restant correspondent aux zones de pincement.

 

Pour conclure sur le rapport de compression, il ne faut pas simplement raboter ou remplacer les culasses pour diminuer le volume des chambres de combustion. Il faut aussi s'assurer de l'efficacité du pincement des gaz - soit en comme ici en rectifiant les plans de joint du bloc, soit en sélectionnant de nouvelles bielles et de nouveaux pistons - pour obtenir le meilleur rendement possible.

 

A suivre ... 😉

Modifié 28 novembre 2023 par nanard289

[nanard289]

Eh bien ça y est, les affaires reprennent! Je viens de recevoir une palette de pièces commandées en octobre 2023 et le chantier va pouvoir enfin sérieusement démarrer.

 

Voila, il y a maintenant du grain à moudre!

 

Mon premier soucis va être de contrôler la conformité de chaque composant reçu pour m'assurer qu'il n'y a pas de lézard dans la soupe. J'ouvre ici une parenthèse pour signaler ma dernière déconvenue avec les commandes aux USA: le nouveau vil brequin (oui, en deux mots 😡) de notre ami feu @salseroloco  soi-disant équilibré pour un embiellage de série ne l'était pas du tout. Devant le niveau de vibrations anormales constaté au redémarrage, il m'a fallu tout re-démonter pour refaire équilibrer la chose. Constat du spécialiste de Rectif 2000: l'ancien damper n'est pas conforme avec ce nouveau vilebrequin car la clavette de celui-ci est décalée de 180° ... retournez à la case départ, ne touchez pas 20000!

La première opération étant le réalésage du bloc moteur, le premier contrôle a été fait sur les pistons. Ce sont des DSS forgés d'un bon rapport qualité / prix.

 

Avec les segments, les pistons DSS dépassent les 700 grammes; c'est du lourd. Les piston Mahle sont nettement plus légers (-150g) mais ils sont 2 fois plus chers. Cela dit, les cotes et les poids sont dans des tolérances très satisfaisantes (+ ou - 0.01 mm et + ou - 1g)

 

Vérification de la compatibilité bielle / piston: jusque là, tout va bien

 

Toujours dans les travaux d'usinage, il y a l'équilibrage du vilebrequin. Pour cela, il faut dans un premier temps déterminer la valeur du "bobweight" (masse équivalente à placer sur les manetons). Quand les masses alternatives et rotatives des bielles sont déjà mesurées par le fournisseur, le calcul est assez facile à faire.

 

Ces masses figurent ici sur le carton d'emballage des bielles: masse tournante 406 g et masse alternative 170 g.

 

Pour les coussinets, c'est facile à mesurer.

 

La formule qui permet de déterminer le bobweight est 2 fois la masse tournante plus la masse alternative.

Dans notre cas, la masse tournante est de 406 g plus 37 g de coussinets plus 3 g d'huile soit 446 g.

La masse alternative comprend le piston complet avec axe segments et clips (707 g) plus le pied de bielle (170 g) soit 878 g.

Le bobweight pour déterminer l'équilibrage de notre vilebrequin sera donc de (446 x 2) + 878 = 1770 g

 

Pour déterminer le poids des segments, je pèse l'ensemble et je divise par 8! (ici ce sont les segments racleurs)

 

Voila, le vilebrequin est prêt pour partir à l'équilibrage. Il est équipé de son damper, du pignon de distribution, du volant moteur et du mécanisme d'embrayage (le disque n'est pas nécessaire car il change tout  le temps de place)

 

A suivre ... 😉

Modifié 10 mars par nanard289

[autodoum]

Bonjour,

 

Octobre ?!?

 

Il faut une certaine patience !

Production à la demande ?

[nanard289]

Le 10/03/2024 à 16:28, autodoum a dit :

Bonjour,

 

Octobre ?!?

 

Il faut une certaine patience !

Production à la demande ?

C'est une tendance depuis maintenant plusieurs années: les distributeurs ne stockent plus les pièces de faible diffusion à prix élevé car ça coute cher en gestion, en espace et en immobilisation de capitaux. Ils imposent donc à leurs fournisseurs (mais ça ne marche pas toujours) de tenir des quotas de pièces à leur disposition.  Dans les grosses commandes où les frais de port représentent une charge importante, le revendeur attend d'avoir toutes les pièces avant de te les expédier. Si le délai est trop long - les fabricants attendent souvent d'avoir plusieurs dizaine de pièces en commande avant de lancer la production - tu peux annuler ta commande mais entre la somme que tu as payé et celle qu'on va te rembourser, il y a les banques et les frais de change. Quand tu achètes in truc à $1000, la banque te pique 5% de commission de change et de frais de carte de crédit et quand tu te fait rembourser, elle te repique encore 5% pour transformer les dollars en euros. Tu comprends peut être mieux maintenant pourquoi il faut une certaine patience; c'est parce qu'on ne peut pas faire autrement ☹️

Modifié 10 mars par nanard289

[ched]

Le 10/03/2024 à 09:45, nanard289 a dit :

J'ouvre ici une parenthèse pour signaler ma dernière déconvenue avec les commandes aux USA: le nouveau vil brequin (oui, en deux mots 😡) de notre ami feu @salseroloco  soi-disant équilibré pour un embiellage de série ne l'était pas du tout. Devant le niveau de vibrations anormales constaté au redémarrage, il m'a fallu tout re-démonter pour refaire équilibrer la chose. Constat du spécialiste de Rectif 2000: l'ancien damper n'est pas conforme avec ce nouveau vilebrequin car la clavette de celui-ci est décalée de 180° ... retournez à la case départ, ne touchez pas 20000!
 

Question de béotien, sachant que tu as déjà fait des modifications importantes sur certains moteurs : pourquoi acheter une nouvelle poulie ? ne pouvais-tu modifier le damper pour l'adapter au "vil brequin" et à sa clavette ?

[nanard289]

Le 10/03/2024 à 22:38, ched a dit :

Question de béotien, sachant que tu as déjà fait des modifications importantes sur certains moteurs : pourquoi acheter une nouvelle poulie ? ne pouvais-tu modifier le damper pour l'adapter au "vil brequin" et à sa clavette ?

Si nous avions eu une solution facile à mettre en oeuvre, avec un minimum de réflexion chez Rectif 2000 nous l'aurions trouvée. Malheureusement, ce type de damper était  impossible à modifier. La seule solution pour conserver le damper d''origine était de réusiner le nouveau vilebrequin pour lui faire une  rainure de clavetage opposée de 180° à celle existante (on oublie une nouvelle rainure dans le damper), mais ça ne m'a pas semblé très judicieux. Dans le cadre de la garantie faite à Thierry, j'ai préféré commander un nouveau damper plutôt que de me lancer dans une modification hasardeuse 😉

Modifié 11 mars par nanard289

[ched]

Merci de ta réponse.  Je te crois aisément ! Rectif 2000 et toi n'êtes pas des amateurs.

 

Faire une rainure dans un vilebrequin, je peux me représenter à peu près la difficulté (je dis bien à peu près).

 

Mais pour ma culture, si tu as quelques minutes pour nous faire une photo du damper avec les flèches et explications dont tu as le secret, je suis preneur... et il est probable que je ne sois pas le seul ! Je n'ai aucune idée de la complexité. Les poulies que j'ai rencontrées dans ma carrière de bricolo étaient toutes symétriques, je ne vois pas comment une rainure peut être décalée de 180°

 

[takumi 1]

Salut

Whoua le projet de ouf  

jamais je me serais douté qu'il fallait peser les pièces 

 

effectivement je suis comme Ched, l'explication schématisé serait top  

Modifié 12 mars par takumi 1

[nanard289]

Le 11/03/2024 à 23:17, ched a dit :

Mais pour ma culture, si tu as quelques minutes pour nous faire une photo du damper avec les flèches et explications dont tu as le secret, je suis preneur... et il est probable que je ne sois pas le seul !

 

Le 12/03/2024 à 08:34, takumi 1 a dit :

effectivement je suis comme Ched, l'explication schématisé serait top  

 

Ici, le problème est assez simple: il vient du nouveau vilebrequin neuf que j'avais installé l'année dernière sur un BBF. Lors de la mise en route, Hervé, l'excellent mécanicien du garage Zone Rouge, m'avait tout de suite alerté pour me signaler un niveau de vibrations préoccupant. Re-démontage donc et direction Rectif 2000 notre spécialiste de l'équilibrage en région parisienne. Habituellement, c'est une opération que je fais faire systématiquement chaque fois que je remplace un vilebrequin, mais là, celui-ci était vendu comme étant déjà équilibré pour un moteur avec des bielles et des pistons d'origine (c'était notre cas). Les photos expliquent tout.

 

Détail du vilebrequin d'origine qui a été remplacé. On remarque qu'ici la rainure de clavetage du damper est opposée à celle du pignon de l'AàC.

 

Le nouveau vilebrequin qui selon le fournisseur devait être "neutral balanced" (c'est à dire sans masselottes sur le damper ni sur le volant) avait toutes ses rainures de clavette alignées.

 

Au premier test d'équilibrage, rien ne va et c'est catastrophique. Rectif 2000 me signal que le vilo n'est pas neutral mais external balanced (c'est à dire qu'il faut un volant et un damper avec une masselotte d'équilibrage rapportée). Le volant était prévu pour recevoir une masselotte démontable, ça allait bien; mais pas le Damper. J'ai donc approvisionné le premier damper external balanced (c'est à dire avec une masselotte) de disponible. Malheureusement, avec la clavette décalée de 180° (j'avais zappé ce détail) la masselotte était du mauvais coté et au lieu de supprimer le balourd, ça l'amplifiait!

 

Détail du damper qui ne "match" pas avec la rainure de clavetage du nouveau vilo: le contrepoids est fixe et ne peux pas être décalé de 180°.

 

Bon, finalement j'ai pu trouver un autre damper qui devrait aller mais la valeur du contrepoids et un peu trop élevée et il faudra percer quelques trous pour que les choses rentrent dans l'ordre 😉

[ched]

Merci @nanard289, c'est très clair ! Ce coup ci j'ai compris.

 

Si tu as pu approvisionner un damper "qui va bien" j'ai l'espoir de bientôt voir démarrer ce moteur sans vibration parasite...