Sujet: préparation moteur

[bipbip]

je lis beaucoup à droite que certains  d'entre nous prépare leur moteur...
ce que je trouverai intéressant c'est d'expliquer concrètement en quoi ça consiste.
exemple on dit souvent:
" j'ai les culasses préparées"
certe je comprends que ça va mieux marché mais en général  ça s'arrete la!
comment expliqué ce gain de puissance/couple?
que fait on excatement à la culasse..
en photo ça donne quoi: avant & après....
l'intérêt/but/avantage de cette prépat...

bref tout ce genre de détails que j'aimerai bien savoir histoire de mourir moins con..

perso et pour les autres que ça intéresse, j'aimerai bien savoir ce qu'il en ai pour:

-culasse
-villebrequin
-roue libre
-piston HC
-bielle
...

Merci d'avance

[phi996SPR]

holaaaa vaste sujet et qui pour certain reste top secret (mieux ou moin bien  )

[BenoiX]

Effectivement, vaste sujet. On pourrait écrire des bouquins entiers dessus qu'on aurait pas encore fait le tour.

La règle de base : sur un moteur 4 temps, la puissance est gouvernée par le haut moteur uniquement. Les modifications bas moteur (tout ce qui est en-dessous du piston, y compris la bielle) ne permettent pas de gagner de puissance, c'est principalement pour l'allègement (inertie moteur, réactivité), la diminution des frottements (métrologie). Eventuellement certaines modifications de bas moteur peuvent permettre de faire tourner le moteur un peu plus vite, il n'y a que dans ce cas-là qu'on peut éventuellement gagner en puissance à condition que le moteur ait encore du souffle haut dans les tours (donc généralement, avec des modifications du haut moteur).

Ensuite, le haut moteur.
Le couple et la puissance (c'est la même chose) dépendent de 2 paramètres :
1. Quantité de gaz absorbés en un tour moteur
2. Rendement thermodynamique de la combustion

Pour le point 1, il y a un nombre infini de paramètres à prendre en compte.
Depuis l'air forcé, la boîte à air, la géométrie des conduits d'admission, les sièges de soupapes, la forme de la chambre de combustion, les diagrammes de distribution admission / échappement, et enfin l'échappement.
Toutes ces modifications n'ont qu'un seul but : faire rentrer plus d'air frais dans le moteur. Une fois que l'air est dedans, il suffit d'adapter la quantité d'essence en fonction, pour avoir la bonne richesse (typiquement vers les 14 g d'air par gramme d'essence).
On peut aussi noter que souvent, le fait de remplir le moteur à certains régimes fait perdre du remplissage à d'autres. C'est tout l'art du compromis, et la raison pour laquelle avant de préparer un moteur, il faut définir précisément ce qu'on attend de la préparation et ce qu'on cherche comme amélioration. Souvent une préparation typée piste ne sera pas intéressante sur route, et inversement.

Pour le point 2 c'est un peu plus simple. Les aspects principaux sont :

- taux de compression : plus il est haut, meilleur est le rendement. On le modifie avec les formes de pistons (pistons HC), formes de chambre de combustion et valeur de squish (épaisseur de joint d'embase en général). Par contre un taux de compression trop haut n'est pas forcément intéressant, d'une part parce-que le moteur chauffe beaucoup trop, et d'autre part parce-que les contraintes mécaniques sur le moteur augmentent trop. Il peut aussi devenir très compliqué à démarrer. On peut également rencontrer des problèmes d'auto-inflammation du mélange, à moins d'utiliser du carburant course à haut indice d'octane (et l'auto-inflammation c'est bon pour le mazout, mais pas pour l'essence).

- température : sujet un peu subtil, mais d'une manière générale, un moteur qui tourne froid présente de meilleures performances. D'une part parce-que d'un strict point de vue thermodynamique le rendement est meilleur (écart plus important entre source froide et source chaude), et d'autre part parce-que plus l'air est froid, plus il est dense, et plus on peut en faire rentrer dans le moteur à volume constant.

- qualité de combustion : là on peut typiquement jouer sur la forme de la chambre de combustion, ajouter un double allumage, ou améliorer la vaporisation du carburant (typiquement avec de meilleurs injecteurs ou une pression d'injection plus élevée)

Voilà pour un premier aperçu. Maintenant pour rentrer dans le détail du point 1, ça peut remplir des pages et des pages.

[MooostiK]

j'allais le dire

[seb the twin]

personnelement ,je pourrai te lire des pages et des pages tellement tu en parle bien ,tout semble simple quand c'est toi qui explique 

merci a toi benoix 

[atokadonf]

Merci beaucoup pour ces lignes fluides, claires et très plaisantes à lire 

[Prowler]

Edition ETAI , "Préparation des moteurs (Broché)" de Patrick Michel
http://www.amazon.fr/Pr%C3%A9paration-moteurs-Patrick-Michel/dp/2726880371

Plus appliqué :
"Preparation des moteurs motos (Broché)" de Jean-François Robert
http://www.amazon.fr/Prearation-moteurs-motos-Jean-Fran%C3%A7ois-Robert/dp/2726883990/ref=pd_sim_b_2/277-9060596-5745622

[gigimaes]

C'est vrai qu'une secton "préparation" (pour la piste bien sur) dans l'esprit du forum www.Mini-racing.fr, ça serait vachement interressant...

Nico

BIPBIP:
ATTENTION: il faut une autorisation pour publier des liens/scans... de MAGAZINE/ LIVRE...

[Al flimstar]

Effectivement, vaste sujet. On pourrait écrire des bouquins entiers dessus qu'on aurait pas encore fait le tour.

certes, mais sachant que tu as un talent certain pour la vulgarisation (pas d'interprétation, je dis ça sérieusement) et que je crois que tu as bcp bossé sur ta moto, est-ce que tu pourrais développer autour de ces histoires de préparations.
- Admission, échappement, carburation ou cartographies, corrélation de l'ensemble
- les limites des moteurs en régimes de rotation (vitesses linéaires de pistons, soupapes, etc)
- notions de course longue, côtes "super carré" (pour ceux qui envisagent de bricoler les équilibrages mobiles et/ou les alésages)
etc
etc

en fait, j'aurais une question supp à celle de bipbip:
si on veut préparer un moteur (gain de puissance), quels sont les points prioritaires sur lesquels travailler (facilité, coût), quelles sont les étapes suivantes qui peuvent, elles, altérer la fiabilité du moteur
 

[Etienne748]

Bipbip,

personnellement je te recommande chaudement le 2ème livre cité par Prowler (Préparation des moteurs moto). Il explique bien tous les principes indispensables avant de commencer une préparation.
Benoix a bien expliqué ce qui peut l'être en quelque lignes; j'aurais juste une petite nuance à apporter sur le couple et la puissance (Benoix a du vouloir simplifier mais je pense que la nuance est importante à connaître) - la puissance est égale au couple (qui est en gros la force que produit le moteur sur un tour) multiplié par le nombre de tours par minute.
J'en arrive du coup à la question de Al flimstar: la première question à se poser est, comme le dit Benoix, de savoir où on recherche de la puissance:
-si c'est sur une plage de régimes en particulier, il va falloir augmenter le couple sur ces régimes.
-si le but est d'augmenter la puissance maxi il faut augmenter le régime maxi et/ou augmenter la couple à ces régimes.

Pour revenir à la question d'Al Filmstar, les points prioritaires à travailler dépendent des modèles de moto, et c'est là que l'expérience et les connaissances particulières du préparateur entrent en compte. Par exemple, les 748R ont des conduits d'admission réputés très mauvais et c'est un point intéressant à travailler sur ces modèles - chaque modèle de moto à des points qui peuvent être optimisés selon la configuration d'origine et comme le dit Benoix tout est affaire de compromis.
Pour ce qui est de la fiabilité là-aussi il y a beaucoup à dire! Dans les modifs qui ont un impact négatif sur la fiabilité il y a, entre autre, tout ce qui fait augmenter la vitesse linéaire du piston (par exemple augmentation du régime maxi ou augmentation de la cylindrée par un course plus longue), ou autre exemple, l'installation d'arbre à came très agressifs.
Dans les modifs qui n'altèrent pas ou peu la fiabilité, il peut y avoir par exemple une bonne préparation des conduits (si on ne touche pas aux guides de soupapes), l'installation de soupapes de plus gros diamètre (utile sur certains modèles, complètement inutiles sur d'autres!), etc...
Il y a certaines modifications sur les Ducati qui ne coûtent pas forcément très cher et sont efficaces, par exemple jouer sur la calage de distribution - là-aussi il faut le faire faire par un préparateur qui connaît et capable d'adapter la cartographie de l'injection aux modifications.
vaste sujet!

Etienne 

[phi996SPR]

couple et puissance ?? il me semble que le couple est plus en rapport à la cylindrée que à la puissance développé non ?? ex: un 1000 de 175 ch n'a jamais le couple qu'un 1300 de 175cv et il y a de grosse différences

[BenoiX]

La puissance est simplement le couple moteur multiplié par la vitesse de rotation du moteur.

Le couple donne une image de la "force" instantanée du moteur, c'est-à-dire la quantité d'énergie produite sur un tour moteur.

Globalement on en revient aux deux concepts fondamentaux :
- quantité d'air aspirée sur un tour moteur (ou plutôt 2 tours moteurs, enfin bref, on va pas chipoter)
- rendement de la combustion

Ces deux éléments déterminent le couple dans des conditions données.
Plus un moteur a une cylindrée élevée, plus il va aspirer d'air en général. Quant au rendement, on peut partir du principe que tous les constructeurs maîtrisent à peu près leur sujet et sont en gros au même niveau, à niveau de préparation équivalent.
Du coup oui, en général le couple est assez lié à la cylindrée, mais ce n'est pas forcément vrai, ça dépend de l'efficacité du remplissage du moteur, et donc de l'efficacité de la conception du moteur.

Donc ça, c'est le couple, la quantité d'énergie produite sur un tour moteur.

Maintenant, il est évident que si le moteur tourne deux fois plus vite à couple égal, il produit deux fois plus d'énergie au total, puisque cette quantité d'énergie produite sur un tour est répétée 2 fois plus souvent.
D'où la notion de puissance, la quantité d'énergie produite étant le couple multiplié par le nombre de tours/minute.

Un moteur 2 fois plus petit (avec 2 fois moins de couple) peut faire la même puissance qu'un gros à condition de tourner 2 fois plus vite (en supposant que le couple soit constant sur toute la plage de régime, ce qui n'est jamais le cas, enfin bref ).

[Etienne748]

Réponse à Phil996SPR (BenoiX a été + rapide que moi et j'abonde, je poste quand même le message que j'étais en train d'écrire!)
Oui et non
Je m'explique: quand on dit qu'une moto est coupleuse, il faudrait plutôt dire: cette moto a du couple a bas / moyen régime. Comme dans ce cas le couple maxi est assez bas dans les tours (et que la puissance est le produit du couple par le régime de rotation), la puissance maximale sera moins élevée.
Par contre si le couple maxi est plus haut dans les tours (caractère type sportive), la puissance maxi sera plus élevée.

Donc, pour en revenir à ta question, si on augmente la cylindrée en effet on augmente le couple (en gros la force produite par le moteur à chaque rotation), mais si on ne touche à rien d'autre on augmente aussi la puissance (qui est directement proportionnelle au couple).
Un bon exemple, c'est la mesure de puissance sur le lien suivant, entre un 748 et la même moto réalésée en 854:
http://www.sigmaperformance.com/853-7.jpg
Et ici le couple: http://www.sigmaperformance.com/853-1.gif
Le couple augmente sur toute la plage de régimes et logiquement la puissance aussi (rien n'a été touché à part la cylindrée et l'adaptation de la cartographie d'injection à la nouvelle cylindrée).

Les ingénieurs qui conçoivent les moteurs jouent sur différents paramètres pour donner tel ou tel caractère au moteur, comme par exemple le rapport alésage/course, le profil des cames, le calage de la distribution, la boîte à air etc...
Je ne sais pas si je suis très clair mais bon ...

Etienne

[phi996SPR]

j'aime bien la poser celle l'à car à chaque fois elle fait réagir mais la je vous taquine  car il y à des annèes que j'ai les livres cité plus haut ils sont même plus vieux encore que cette édition là

[BenoiX]

C'est malin... 

[Etienne748]

pfffffff 

[desmopinpin]

moi j'ai une vraie question sur le calage de la distribution. Chez Hypertrick, ils ont changé le calage de la distrib sur un 1098 et ils l'ont passé au banc. Ma première question c'est : les valeurs de calage des arbres qui sont données correspondent à l'angle de levée maxi ou alors à l'angle où l'on a le milieu de l'ouverture ? (j'ai lu dans le livre de ian falloon qu'il peut y avoir un décalage de 10°V entre les deux méthodes)
Ma deuxième question c'est: est ce qu'il est courant de déphaser de 8 à 10°V sur les desmoquattro ?
Bon je sais c'est assez technique mais j'ai vu dans d'autre posts que vous maîtrisez le sujet.
J'aimerais bien changer ma 996 piste pour une 1098 piste et je regarde ce que l'on peut faire en réglage sans avoir à changer les pièces.

[ducatophil]

Etienne748 et Benoix merci pour vos explications, c'est super instructif et très bien expliqué 

[BenoiX]

@Desmopinpin

Le point de levée maxi n'est effectivement pas toujours au centre de la came.

Les valeurs de phasage utilisées par Tom d'Hypertrick (et beaucoup d'autres) correspondent au milieu de la came (et non pas à la levée maxi).
Tu mesures le point d'ouverture, le point de fermeture, et tu calcules le point milieu pile entre les deux. C'est ce point-là qui est utilisé par Tom pour donner ses valeurs de calage.

Sachant que la méthode est discutable sur de nombreux points, ce avec quoi Tom est parfaitement d'accord d'ailleurs.

Les points vraiment importants du point de vue du fonctionnement moteur sont l'avance à l'ouverture échappement et le retard à fermeture admission (zone de croisement des soupapes).
Certains préfèrent baser le calage juste avec ces points-là, sans tenir compte de l'autre côté de la came.

Le problème, c'est l'erreur de mesure. Si tu ne mesures qu'un seul côté de la came, il faut être sûr et certain de ta méthode de mesure, de sa répétabilité, et du fait que tu mesures exactement la même chose que Ducati dans leurs livres (levée 1mm sans jeu, dans la direction exacte de l'axe de soupape).
L'avantage de la méthode du point milieu, c'est que tu annules les erreurs de mesure entre un côté et l'autre de la came. En gros, peu importe que tu ne mesures pas exactement comme Ducati, puisque les erreurs se compensent et qu'au final en prenant la moyenne tu retrouves tes petits.
Typiquement Tom ne mesure pas la levée dans l'axe de la soupape, mais verticalement. Ca introduit une erreur qui est le cosinus de l'angle de la soupape, mais c'est pas grave puisque tu le fais aussi bien d'un côté que de l'autre.
Avec cette méthode, en théorie tu n'as pas non plus besoin de chiader l'annulation du jeu de la soupape, ou la valeur de levée à exactement 1 mm, tant que tu mesures pareil des 2 côtés.

En gros, si ta mesure n'est pas comme celle de Ducati tu ne mesureras pas la même durée totale d'ouverture de la came. Donc tu prends le point mileu, pour que la valeur de la durée n'ait aucune importance et retomber sur le même calage malgré la différence de durée.

Un autre point important : Tom prend ses mesures avec les courroies tendues à bloc. Perso je ne suis pas d'accord avec ce principe, mais c'est ce qu'il a choisi (et d'autres aussi), et il faut en tenir compte parce-que ça change le calage de quelques degrés.

Enfin, une modification de 10° c'est courant, oui, mais on va rarement au-delà de ça. C'est à peu près le maximum qu'on peut s'autoriser sereinement.

[BABA]

Ma deuxième question c'est: est ce qu'il est courant de déphaser de 8 à 10°V sur les desmoquattro ?
Bon je sais c'est assez technique mais j'ai vu dans d'autre posts que vous maîtrisez le sujet.
J'aimerais bien changer ma 996 piste pour une 1098 piste et je regarde ce que l'on peut faire en réglage sans avoir à changer les pièces.

J'ai regardé aussi la question pour plus tard.

Pour un 888 çà donne çà

Vert : tuituit tout d'origine.
Rouge : BAA ouverte, AAC recalés, Pots vides, et injection corrigée...




http://www.bikeboy.org/888cams.html

çà doit être transposable pour tous les D4 (surtout que les versions de bases  de la 916 à la 996 et 748, les ST4, et les S4 ont ces AAC)

J'avais aussi trouvé çà concernant le 888 (ok plus compliqué pour les autres )
Petite préparation moteur sans pièces Racing :
-Pistons 916 (plus courts et plus légers)
-Cylindres raccourcis (à cause des pistons)
-Calage de distribution différent
=> Couple: près de 11 mkg ( déjà 9,5 mkg à 4500t) [contre 8 kg.m d'origine à 7000 tr.min-1]
La cylindrée reste conforme à l'origine 888

çà donne envie (même si je doute d'un gain aussi important sur le couple concernant cette prépa...)

[BenoiX]

11 m.kg sur un tuituit, t'as vu la Vierge... 

[BABA]

Je pense que leur banc est trèèèèèès optimiste (même un corsa ne doit pas sortir çà)
On va se contenter des mesures avec les courbes de l'autre gars c'est déjà pas mal

[desmopinpin]

@BenoiX
OK ça me permettra d'optimiser les perfos à peu de frais. Comment tu fais pour déphaser de plus de quelques degrés, tu décales la courroie de distrib ? Je sais qu'il existe des clavettes pour déphaser jusqu'à 4 ou 5°V mais pour plus comment tu fais ?
Je suis d'accord sur l'annulation des jeux, sur le sinus alpha mais si tu n'as pas une levée symétrique, si tu considères une levée autre que 1mm,  l'angle de point milieux  n'est plus le même.
En tout cas j'ai énormément appris sur mon desmoquattro depuis que je fréquente ce forum. Avant j'étais sur un autre forum mais je me sentais seul 
Sinon je pense que la température des gaz frais n'influe pas sur le rendement car il est uniquement fonction du rapport volumétrique (sur les moteurs essence). La température de la source chaude sera moins élevée si la température diminue. Bref je suis content de discuter avec des gens qui maîtrisent bien mieux que moi les sujets traités.

@BABA c'est vrai que le gain observé sur le banc avec ces simples modifs paraît élevé.

[BABA]

@BenoiX
OK ça me permettra d'optimiser les perfos à peu de frais. Comment tu fais pour déphaser de plus de quelques degrés, tu décales la courroie de distrib ? Je sais qu'il existe des clavettes pour déphaser jusqu'à 4 ou 5°V mais pour plus comment tu fais ?

Poulies de distri réglables.

@BABA c'est vrai que le gain observé sur le banc avec ces simples modifs paraît élevé.

Là où j'ai des doutes c'est sur la "prépa" à base de pièces de 916...
Pour les courbes, elles me semblent plus plausibles
On retrouve presque les valeurs d'origine constructeur avant montage et réglage (çà donne 95 ch et 80 Nm à la roue arrière, pour 98-100 [selon les sources] ch à la roue et 8 mkg "officielle" (sachant que celle en question ne doit plus être toute jeune non plus)...passe à 101 ch et 89 Nm)... c'est surtout le gain à bas régime qui doit être un peu plus appréciable encore par rapport aux modif classiques BAA pots et puces.

[olohoyo]

j'aime bien la poser celle l'à car à chaque fois elle fait réagir

Ah oui ? Et celle-là : un miroir inverse la gauche et la droite, certes. Mais pourquoi n'inverse-t'il pas le haut et le bas ? Hmmm ? 

Sinon, merci aux spécialistes pour ces explications aussi claires que passionantes - et à bipbip pour avoir lancé le sujet. Il est sympa, cet atelier 

[phi996SPR]

ma question fait quand même avancé le schimibilik!!!!!!!!!

[BenoiX]

Je suis d'accord sur l'annulation des jeux, sur le sinus alpha mais si tu n'as pas une levée symétrique, si tu considères une levée autre que 1mm,  l'angle de point milieux  n'est plus le même.

Généralement le début des rampes est symétrique. Quand la came est non symétrique, elle se dé-symétrise au-delà des 1 mm de levée.
Le début des rampes est très lent pour ne pas 'taper' la pastille après l'annulation du jeu aux soupapes, et ensuite une fois qu'on a annulé le jeu on accélère (ou décélère) la soupape progressivement jusqu'à l'accélération maxi (dont la valeur est choisie avec soin puisqu'elle détermine les efforts maxi dans la distribution). Ces choses-là se font à peu près de la même manière aux 4 zones de la came où la soupape est démarrée ou stoppée.

Sinon je pense que la température des gaz frais n'influe pas sur le rendement car il est uniquement fonction du rapport volumétrique (sur les moteurs essence). La température de la source chaude sera moins élevée si la température diminue.

Il me semble que la température de la source chaude (température de combustion) est plus ou moins constante, mais tu me mets un doute, je vais vérifier ça. 

[desmofred]

Super intéressant à lire

certains vont surement se rendre compte qu'il ne suffit pas de monter un volant allégé avec l'échappement et la puce qui vont bien afin de modifier son trétau en bête de course.
préparer un moteur est bien spécifique, chaque action a des conséquences..et bien sur on ne parle pas de la préparation de la partie cycle qu'il faut associer.

moi, je me contente plus de la restauration et de la fiabilisation de mes moteurs et motos d'origine, ce qui correspond le plus à mon utilisation.

Sujet passionnant!

[Etienne748]

J'en profite pour ajouter mon grain de sel 
Sur les desmoquattro (pas seulement d'ailleurs), l'admission est d'origine trop retardée (119,5°), peut être pour des questions d'émissions. On peut l'avancer, celà fait gagner du couple dans les mi-régimes sans affecter les hauts régimes.
Des valeurs de recalage apparemment courantes sont 108° / 108°; là encore les connaissances du préparateur sont importantes, et il faut adapter la cartographie après çà. A laisser faire à quelqu'un de compétent donc, surtout si la moto a des arbres à came typés racing... risque de bobo...

Etienne

[desmopinpin]

C'est parfait si la loi de levée est symétrique jusqu'à 1mm, ça permet de phaser correctement avec la méthode "lobe center".
Je vais voir ce qu'il existe comme poulies réglables, s'il y a des trous oblongs ou si c'est un système à trous avec un pion. Du coup il faudrait 2 poulies pour l'admission, l'échappement n'ayant pas besoin d'être décalé.

Si tu considères un cycle théorique essence, si tu changes la température des gaz frais, tu changes la masse enfermée, tu auras donc plus de travail moteur (ce que tu écrivais plus haut) mais tu auras mis plus de carburant donc rendement inchangé. Bon je sais c'est de la physique de comptoir mais ça permet de ce faire une idée.
Le rendement du moteur est de la forme eta=1-(Tf/Tc) et Tc est fonction de l'élévation de la température lors de la combustion, c'est fonction de la température fin de compression, de l'énergie libérée et du rapport volumétrique. Si tu as une Tf plus faible, la température fin de compression sera plus faible également et Tc sera plus faible car la masse de gaz enfermée va absorber une partie de la chaleur.
Il ne reste plus qu'à écrire Tc en fonction du rapport volumétrique (Rv) et tu obtiens
rendement=1-Rv^(1-gamma) où gamma est le coefficient adiabatique.
Le rendement (théorique) n'est fonction ni de la pression d'admission, ni de la température.
Tout ça pour ça, oui je sais ça valait pas le coup de se faire chier  

Je pense aussi que le calage de l'admission est retardé pour des raisons de pollu, ça permet de reduire le croisement du coup tu rejettes moins d'hydrocarbures durant le balayage.

Ce que l'on retiendra, c'est que comme le dit desmofred, ce n'est pas si simple de faire un moteur performant et que comme tu le dis si bien Benoix, tout est histoire de compromis.

Et pour terminer, j'ai une dernière question, pourquoi ça augmente le couple MOTEUR quand je mets 1 dent de moins au PSB  
OK je sors