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  1. #1
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    Optimisation des conduits ADM/ECH de serie

    Optimisation des conduits.

    Pour ce sujet, je prends un moteur d’origine, avec toutes les pièces provenant de la série.
    Pour toutes pièces provenant de préparateur professionnel, se référer à sa notice de montage.

    La préparation des moteurs est un sujet qui nous tient tous a cœur, toutefois, j’attire votre attention sur les modifications effectuées sur les moteurs.
    Le simple fait d’améliorer les performances de votre véhicule peut vous mettre hors la loi.
    Que ces modifications doivent être faites dans les règles de l’art, prendre son temps sur les divers problèmes rencontrés, propreté, qualité, réflexion, sont les mots maîtres dans la préparation. Je vois mal une prépa sur les conduits effectuée à la disqueuse et à la lime !!!
    Préparer son moteur comporte des risques de casse, voir destruction du moteur si on est trop gourmand, demander 500 N.m sur une cylindrée de 1000 cm3 avec un turbo de camion enrichi au nitrométhane le tout avec un bloc/moteur de 50 kg, il y a des risques de se retrouver avec les bielles qui font coucou dans le radiateur d’eau.
    Enfin, je présente ma vision des choses, car il est inévitable que d’autres théories viennent me contredire, c’est le jeu, et je serai content d’en apprendre plus.

    Voilà, ma petite mise en garde, maintenant passons au choses sérieuses.


    Pourquoi améliorer les conduits d’admission et d’échappement ?

    Pour l’admission, le fait de rendre l’écoulement d’air dans les conduits, augmente tous simplement la PME (pression moyenne effective) http://fr.wikipedia.org/wiki/Pression_moyenne_effective , ce qui revient à dire que si on freine moins l’air dans le conduit, plus y il aura de volume d’air dans la chambre de combustion, donc on va pouvoir injecter plus de carburant, ce qui a pour effet d’augmenter la pression exercée sur le piston.

    Pour le surplus de gaz a la suite de cette combustion améliorée, il faut vidanger les gaz d’échappement sans les freiner.
    Si, on freine la sortie des gaz, la pression règnant dans la chambre de combustion appuie sur le piston, ce qui est une perte directe sur le travail de son voisin.

    L’idée est de se trouver à la pression atmo juste avant la fermeture de la soupape d’admission, il est même possible de faire une suralimentation naturelle en jouant sur les effets acoustiques, c’est à dire, de trouver une pression supérieure a la pression atmo juste avant la fermeture admission. Sur les moteurs atmosphériques bien entendus.

    La première étape, c’est de raccorder correctement les jonctions entre les différentes pièces du collecteur et de la culasse.

    Une petite question : A quelle vitesse circule la veine d’air dans le collecteur d’admission au régime maxi du moteur ?
    Environ 110 m/sec soit 396 km/h, à cette vitesse, imaginez-vous l’importance l’aérodynamisme du conduit !!
    Pour avoir une idée du débit passant dans le collecteur, on peut faire un petit calcul rapide de sa capacité :

    Si on prend Q=S x V

    Q : le volume d’air m²/s
    S : la section du conduit en m²
    V :vitesse du gaz en m/s

    Un conduit (un carburateur par exemple) de 40mm de diamètre, sa section nous donne 0.0050264 m² soit un débit de 0.552904 m3/s ou 1990 m 3/h avec une vitesse de gaz à 110 m/s.
    Un moteur de 2000cm3 tournant à 4500 tr/min pendant une heure aspire environ : 2025 m3/s en considérant que le rendement de remplissage est de 1 ( on est loin de cette valeur).

    Ce qui m'amène à dire que le moteur d’origine est déjà proche en terme de section de collecteur pour une utilisation normale, en effet, je ne vois personne sur la route être a 7000 tr/min pour aller au boulot.
    Pour une utilisation plus sévère, les conduits d’origine ne sont plus optimaux, sans vouloir dépenser des sommes folles pour optimiser son moteur, il y a des solutions économiques, hélas pas parfaite, mais qui on le mérite d’exister.
    Donc, toutes personnes avec quelques connaissances mécaniques, peuvent améliorer son moteur.
    Nous avons donc un grand intérêt à polir les conduits.

    Voyons les effets d’un mauvais raccordement des conduits :

    Dans notre cas, nous avons 2 tubes de section différentes, dans le premier cas, le tube primaire à une section plus petite que le secondaire.
    Au niveau du raccordement, il y a une formation de tourbillons. Ces tourbillons créent le décollement de la couche limite (couche d’air primaire situé sur la paroi du conduit).
    Ces tourbillons on un effet d’aspiration qui freine la vitesse de la veine d’air en plus du changement de section (qui lui, de par sa section plus importante réduira obligatoirement la vitesse de la veine).
    Dans le second cas, le primaire a une section plus grande que le secondaire. Le mur devant le changement de section met la couche limite en pression, la veine passe l’obstacle sans être « freinée », mais crée un étranglement au début du tube secondaire suite au décollement de la couche limite, ce qui diminue la section de passage du tube secondaire.






    Après un passage à la moulinette, cela nous donne une forme de cône avec un angle d’ouverture faible afin d’éviter les turbulences.







    Si on regarde l’écoulement de l’air dans un coude à 90° à arrêtes vive, on peut observer un décollement de la veine d’air après le coude. C’est la partie intérieure, à cause de son angle vif, que la veine d’air va décoller et une perte de charge importante. L’idéal, ce sont des coudes avec un grand rayon intérieur.






    Bon, c’est bien la théorie, mais dans la réalitée ?

    Prenons un conduit d’origine, on voit bien que la qualité n’est pas au rendez-vous !!!
    Bien que la forme générale du conduit soit plutôt sympa, si on regarde bien, il y a un déflecteur juste avant les guide de soupape, la fourche est présente un bord d’attaque bien arrondi,…
    On voit bien les deux demi-moules en plein milieu du conduit, avec son ‘grain de sable’ entre les moules.
    Les ajustements entre la fonderie de la culasse et les pièces rapporter sont affreuses, surtout au niveau des sièges de soupapes, il y a une grosse perte de charge a ce niveau.




    Et maintenant, un conduit fini (il n’est pas de moi, et ce n’est pas le même que la photo précédente), je le trouve bien fait, les raccordements sont bien effectues, sans petites bosses du à la forme de la fraise, pas de passage profond de la fraise au même endroit, et les rayons sont assez grand, les formes de déflecteurs avant les guides sont intacts par rapport à l’origine, et enfin, le gros rayon au niveau de la fourche.




    Mais, hélas, trop souvent je vois des culasses mal faites, leurs propriétaires, souvent par manque de connaissance, on une volonté de trop vouloir en faire, massacrent tout le travail.
    Le plus souvent, la fourche est la proie facile, tout le monde ferai la même chose, mais il ne faut pas faire une lame de rasoir à cet endroit. C’est un peu comme le bord d’attaque d’une aile d’avion, sa forme est bien arrondie.
    Une autre erreur, la suppression des guides de soupapes, non pas sur un aspect aéro, mais plutôt mécanique, avec un guide coupé en biais, les frottements du guide sur la soupape n’est pas uniforme, la soupape aura une tendance à ne pas s’appuyer correctement sur son siège.
    Du plus, il y a aura un manque de guidage de la soupape du au raccourcissement du guide, ce qui avec ces deux erreurs,fera que les soupapes n’aurons pas une étanchéité optimum, et donc une usure rapide.



    Il y a aussi les prépa de culasse que je qualifie de vitrine publicitaire, mais si on regarde de plus près, le travail n’est pas de bonne qualitée pour le gain en perfo.
    C’est beau, sa brille, mais on voit les coups de fraise, les courbes ne sont pas fluides au niveau de la fourche, forme carrée du conduit juste après la fourche pour revenir rond au niveau du siège, marque de raccord des moules, finition miroir.
    Contrairement aux idées reçues, la finition poli miroir est à bannir. Avec cette finition, la couche primaire de la veine d’air (couche limite) ne parvient pas à ‘s’accrocher’ sur le conduit via des micro-turbulences, ces micro turbulence sont une sorte d’accélérateur des couches secondaires de la veine d’air.
    Donc, il vaut mieux avoir un conduit super propre dans les rayons, les plats (sans bosses), et une étude « aéro », que d’avoir un conduit « miroir » sans recherche.
    Le seul endroit ou l ‘effet miroir est utile est dans la chambre de combustion, ce qui évite (retarde) la formation de calamine.






    Les sièges de soupapes:

    Lorsque l'air arrive vers les sièges de soupapes, il doit franchir une forme de section différente, avec des grosses turbulences. Ces turbulences sont très importantes, elles conditionnent le mélange entre l’air et le carburant, grâce au changement de forme de section, de la forme de la chambre de combustion et du déplacement du piston. C’est uniquement à cet endroit que l’on va forcer l’air à faire des tourbillons, sans pour autant nuire au débit d’air.
    Le but est de créer les turbulences après les sièges de soupapes.
    Pour cela, on va privilégier le profil du siège en formant deux ou trois angles.
    On va prendre par exemple, un angle de 15°, un de 45° et finir la portée de soupapes avec un angle de 90° ou 120°, ce qui va permettre à l’air de ne pas avoir un décollement de la veine au niveau du changement de direction.
    On va bien sur, dans le but de gagner des chevaux, réduire la portée de soupape, mais attention à ne pas être gourmand, une portée de 1 mm est raisonnable sur un moteur de série, mais il faudra surveiller l’usure de l’ensemble assez souvent.
    Dans un but « aéro » il y a aussi la possibilité de réduire les queues de soupapes, en effet, le Cx de tige est de 0.9, c’est presque un mur à franchir. Aujourd’hui, certain préparateur utilise de tige de 5.5 mm ou 5 mm (même sur certain moteurs de série) au lieu d'une tige de 8 ou 7 mm.
    Il y a aussi la possibilité d’adoucir le profil de la soupape, de série, les soupapes sont souvent brutes de moulage, la forme de la tulipe peut être mieux finie, voir même être allégée si on veut prendre du régime.



    La chambre de combustion :

    Enfin, le voyage de la veine d’air arrive à sa fin, il ne reste plus qu’a allumer le feu.
    Le seul endroit qui doit être poli miroir, c’est la chambre de combustion, toute fois, bien prendre grade à bien arrondir les angles pour éviter la formation de cliquetis du à un point chaud (angle vif, favorable au cliquetis ).
    Sur un moteur atmo, le « rabotage » de la culasse est un bon moyen de gagner de la compression, ce qui est bon pour le couple à bas régime mais aussi pour les hauts régimes.
    Mais là aussi, il ne faut pas être gourmand.
    Pour les moteurs sous aspiration artificielle, on va garder le taux d’origine, voir de la diminuer pour nous permettre d’augmenter la pression de suralimentation.
    On va aussi travailler le dégagement de la soupape, l’air ne doit pas être arrêté par un obstacle à sa sortie de conduit d’admission, pour cela, on va modifier la forme de la chambre de combustion.




    Sur les moteurs atmo, en fonction de l’utilisation, le choix des arbres à cames est très important.
    comme la longueur des conduits, l’idée générale, les conduits longs sont pour les bas régime, et les court pour les hauts régimes ( l’artifice pour concilier les deux est l’admission à longueur variable).
    Après toutes modifications du système d’admission et échappement, le réglage de l’injection et de l’allumage doit être fait pour optimiser le travaille effectuer.

    Pour les moteurs turbo, le fait de polir les conduits est un plus, mais il sera moins flagrant que sur l’atmo.

    Il y a d’autre façon de gagner de la souplesse sur ces moteurs.
    - L’équilibrage aux petits oignons des turbines, comme ces turbines tournent à une vitesse de 90000 tr/min à 150000 tr/min, l’équilibrage est une façon d’amorcer plus facilement la rotation des turbines des les basses vitesse du moteur.
    - Garder la turbine d’échappement chaude, comme le turbo est une machine thermodynamique, il y a un intérêt de le garder bien chaud à l’aide de protection thermique pour lui permettre son réamorçage plus rapidement, mais il y a un risque de rupture du carter.
    - L’échangeur, le plus important est de refroidir l’air compressé, à la sortie du compresseur, l’air arrive à une température supérieure à 100°C. Il faut descendre la température, mais attention de ne pas faire un échangeur trop gros, trop volumineux pour éviter un temps de réponse trop long.
    - Le montage de l’injection d’eau.


    Voilà, nous avons vu les quelques améliorations possible que l’on peut faire sur un moteur d’origine.
    Il reste bien encore quelques petites astuces, chaque prépa est remplie de découvertes.


    Enfin, pour répondre à certaines questions :
    - Les turbulences au niveau du débitmètre est une mauvaise idée, car le débitmètre doit voir un flux simple sans turbulences pour être précis.
    - Les volumes sur un moteur turbo après compresseur agissent directement sur le temps de réponse, le choix d’un échangeur doit être un compromis entre temps de réponse /température d’air, un volume mort n’est pas une bonne idée.
    - Enfin, le calcul de taille de conduit à l’aide de petites formules magiques ne sont qu’une approche, la seule méthode idéale est la soufflerie culasse.
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  2. Merci Ex membre vous a remercié pour ce message
    J'aime Fred21, Bebop a aimé ce message
  3. #2
    Si ça passait c'était beau! Proto Avatar de Le nono
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    merci Babas , ça a du te prendre du temps de préparation ce topic trés instructif et détaillé , encore merci a toi

  4. #3
    Là où on va y'a pas de routes. Véhicules Modifiés Avatar de Gustave 65
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    y60 mi-long 2.8l .king spring +6.5 cales +3 cm. koni grand raid. body+9 treuil av et ar .bloc av et ar bt -85% 900x16 trial us.

  5. #4
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    Ca se lit comme du p'tit lait !
    Même pas besoin d'aspirine !!!
    On en redemande

  6. #5
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    Merci,

    C'est vrai que j'ai passé un peu de temps, non pas pour les explications, mais plutot pour trouver les photos assez explicitent !!!!

    Il reste bien sur pas mal de chose à dire, mais pour éviter de rentrer trop dans le détail et les particularitées de chaque type de construction, je suis rester dans les grands lignes.



    Allez, je vais rajouter une petite dose pour nos amis à moteur suralimenté :



    Pour les moteur Turbo, j'ai trouver un truc assez intéréssant sur les niveau de température/pression collecteur :



    Ce qui se reduit à bien refroidir l'air compressé lorsque qu'on augment le pression d'admission. Car si le température d'air est trop importante, sa densité diminue, ce qui revient à moins remplir le cylindre (c'est une histoire à tourner en rond), mais si on refroidi de trop, le temps de réponse de turbo augmente du à l'augmentation du volume de l'admission apres turbine.

    Reste à bien trouver un compromis entre pression/température et temps de réponse du turbo.
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  7. #6
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    Merci maitre

  8. #7
    Chouette le goudron a disparu! Véhicules Modifiés
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    c'est top comme info, je te remercie!!

  9. #8
    Chouette le goudron a disparu! Rase Bitume
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    c'est marrant mais quand je t'ai vu a nucourt (il y a 2-3 ans) en train de taper le cul de ton demarreur avec un marteau j'étais loin de me douter du personnage que j'avais en face de moi. merci de partager tes connaissances



  10. #9
    Bagnard
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    juste une question bête, on utilise quel type de fraise pour faire le boulot ?

  11. #10
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    Citation Envoyé par Clément
    juste une question bête, on utilise quel type de fraise pour faire le boulot ?

    Pour le moteur, j'utilise un http://www.moviluty.fr/movix.cfm

    Les fraises : http://www.otelo.fr/is-bin/INTERSHOP...ID=LesProduits

    Et enfin la finition : http://www.otelo.fr/is-bin/INTERSHOP...ID=LesProduits
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  12. #11
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    merci pour ta réponse mais je n'ai pas été assez précis : quelle forme de fraise ?

    J'ai une ronde en dispo :roll:

  13. #12
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    J'ai bien travailler avec les forme ovoïdes http://www.otelo.fr/is-bin/INTERSHOP...ID=LesProduits

    Les rondes creusent et forme des vagues sur les partie plates.

    Et j'utilise des cylindrique pour former les arrondies de la chapelle de soupape ( partie convex)

    Apres, chacun a ces outils préféré
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  14. #13
    Bagnard
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    ok merci

  15. #14
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    merci je n'arrivai pas a mettre une image sur les infos que j'avais. mon travaille sera plus sympa maintenant. car je vois mieux a quoi sa doit ressembler.
    merci babas

  16. #15
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    Citation Envoyé par Babas
    Citation Envoyé par Clément
    juste une question bête, on utilise quel type de fraise pour faire le boulot ?

    Pour le moteur, j'utilise un http://www.moviluty.fr/movix.cfm
    Monsieur a des gouts de luxe

    http://www.willyvanhoutte.be/fr/catalog/show_cat/419

    Ma Dremel fera l'affaire

  17. #16
    Bagnard
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    hou pinaise le prix

    Dremel aussi

  18. #17
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    Le probleme avec la dremel, c'est que le mandrin est en 3mm, ce qui n'est pas assez rigide au niveau de la queue de fraise quand vous allez au milieux du conduit d'adm.
    De plus, le choix des outils en 6mm est bien plus varié.

    Avec le diametre 6mm, vous pouvez même faire des rallonges, à une epoque, je faisait des conduits d'une longueur de 400mm ( soit une fraise d'une longueur de 250mm).
    Pour moi, le moteur http://www.moviluty.fr/movix.cfm est vraiment un plus, mais c'est vrai que c'est pas donné.
    "Clé à molette est mère de toutes les vis"

  19. #18
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    Il existes un flexible pour la Dremel, par contre on est d'accord, les outils dispos en 3.5mm (maxi) sont moins dispos... :|

  20. #19
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    Bon j'ai acheté une dremel neuve avec le flexible, ce qui augmentes grandement les capacitée d'acces aux endroits etroits.

    Par contre j'ai un joli bouquin qui developpes l'optimisation des moteur Chevy et dadans en plus du travail comme tu nous parles des conduits adm/echap, il developpent tout un chapitre pour le travail des soupapes et de leur sieges.
    Il presentent bien l'angle optimal qu'il faut faire sur les 2 parties, mais je me pose une question...

    La soupape et son siege sont a tailler en 3 angles, bon autant la soupape je vois la possibilite de respecter les angles nikel en mettant la soupape sur un support avec un angle bien defini et passer au tour a meuler...
    autant coté culasse je coinces sur comment faire de maniere parfaitement circulaire et pile poil le bon angle...
    Il existes pas un outil qui va bien?
    Parcequ'un rodoir a soupape avec une soupape bien taillée, le bloc ne prendra pas sa forme non? (surtout pour une cullasse acier)

  21. #20
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    Pour la rectif de sieges, tu as deux possibilitées :

    - Par un pro de la rectif.

    - Achat de fraises ( attention au tarif) comme par ex :



    Leur site : http://www.newayts.com.au/seatguiderest.htm


    De plus, il de faut le pilote qui va bien pour le guidage dans le guide de soupape.

    Lien Nivaventure : http://nivaventure.forumactif.com/me...-t14341-50.htm
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  22. #21
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    Ok je m'imaginais bien qu'il existais un outil specifique.
    Bon là ou ça se complique est qu'il faut determiner (trouver) le diametre des soupapes et l'outil qui va bien au bon angle.
    Bon je vais me renseigner je connais un pro de la rectif sur Montpellier (Escuret), tambien ça coutera pas cher

  23. #22
    Touriste on road Rase Bitume
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    Superbe article.

    La dremel est à proscire pour ce genre de truc, elle ne finira pas une culasse, pas assez puissant, on ne trouve pas de fraises assez grosses, cher...
    Mieux vaut quand on a peu de choses à faire s'acheter une meuleuse pneumatique chez casto merlin (quand on a le compresseur kivabien, ça consomme ces petits trucs), moins cher, ça tourne plus vite et on passe en queues de 6.
    Les queues de 3,5 se plient trop vite.
    Le Movix est super bien mais perso je préfère utiliser un appareil très lourd, qui évite les rebonds des fraises.
    Et comme Babas je suis fan des olives pour quasiment tout le conduit.
    Pour les finitions de conduits, j'ai le perfect tool, un bout de tige en 6 fendu, je coince du papier dedans et roule mimile.
    Les flaps ont tendance (pour moi bien sur) à créer des arrondis là où l'on en veut pas.

    Pour le 3 angles c'est clair que pour avaoir toute la gamme qui sert il faut compter 2000€ de matos, donc faire des chiées de moulins, mieux vaut passer par un spécialiste de la prépa (et non un rectifieur).
    Maintenant ils ont quasiment tous des robots pour faire ça qui centrent parfaitement le guide automatiquement et qui gèrent la profondeur de coupe au centième.
    Parce que à la main pour aligner parfaitement la profondeur des soupapes, on y passe du temps
    concernant le 3 angles, autant je ne reviendrais pas sur la mesure de l'angle en lui même et des valeurs théoriques les plus adaptés à chaque moulin, j'apporte une petite précision sur la taille des portées.
    Quand on fait un 3 angles classique, on a la portée de soupape, la portée intérieure et la portée extérieure coté chambre.
    Sans rentrer dans les détails la portée la plus importante est la portée intérieure surtout pour des moulins qui prennent peu de tours et qui ont des aac qui lèvent peu.
    A la louche on dira que plus cette portée est importante plus on aura de flux dès les basses levées (on bombe le bas de la courbe de flux). Indication à relativiser bien sur, on ne descend pas trop la soupape quand même .
    Donc la distrib est à prendre en compte avant de commencer le 3 angles.
    Et cette taille de portée est au moins aussi importante que l'angle qui lui est apporté.

  24. J'aime The Bargeots a aimé ce message
  25. #23
    Chouette le goudron a disparu! VIP Avatar de Ky260
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    oh, monsieur a un moviluty, monsieur a du gout.
    c'est pro et tres fiable, le mien a 16 ans.
    Pour les fraises neway, c'est dispo chez le PTS à bailly romainvilliers, dans le 77.
    c'est effectivement cher, mais tres bien.
    Pour la forme des conduits, j'ai essayé d'autres choses, mais si on ne veut ou peut pas travailler à loisir le raccordement, faire une lame ne donne rien de bien terrible.
    par contre, travailler sur la turbulence en travaillant les raccordements donne un tres bon balayage, ce avec des formes bizarres.
    Pour la banc de flux culasse, meme si c'est un plus au debut, comme me le confimait un copain travailant pour danielson, avec l'experience, on peut largement s'en passer.

    à noter que suivant qu'on a un suralimenté ou un atmo, carbu, diesel ou infection, suivant les pressions d'injection, le travail n'est pas tout à fait le meme.

    comme Babas, le signalait, le polissage, c'est juste pour se regarder dedans.

  26. J'aime The Bargeots a aimé ce message
  27. #24
    Couteau entre les dents! Prépa XL Avatar de Macfun
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    J'adore ce sujet, et en plus ça m'a rappelé que j'ai toujours du Neway quelque part dans sa boite bleue ... du temps des flat 6 ...
    280GE '87 court BV5 BL+4cm, SS TSL Q78 beadlocks, 6.17 axles, winch and other peanuts …
    300GE '91 court BVA 285/75R16 Mud pour frimer ...
    Projet 303GE © : http://pirate4x4.fr/showthread.php/15112-Projet-303GE

  28. #25
    J'ai peur un trottoir! Rase Bitume Avatar de 4run
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    en effet un marche pas sans l'autre

    Salut, je suis tout nouveau, en effet l'adm et l'ech font partis de mes premières modifs, c'est ce que j'ai trouvé de plus simple, bon certain diront que c'est un ouf, oui oui premières modif de mon toy v6.
    J'ai vraiment commencé par un kn dans la boite, sonorité légérement en hausse et très petit gain de couple, puis je trouvais que s'était ridicul en perf pure, donc j'ai fabriqué une bride juste devant le débimetre et op un double cone diametre 70, mais dis donc quand le terrain est poussièreu se sera malheureu pour ce pauvre filtre? Et nan, prise de gabarit en carton boite en carbone sur mesure en fonction de la place restante.
    Wa heureux maintenant niveau sonorité!
    Faut maintenant voir concrétement le gain, mmm il est plus coupleux plus vif à la pédale,mais ne donne rien en mi et haut régime même en appuyant sur power, c'est un mode qui change la gestion. Bon logique c'est si on donnait un biberon à un body builder à boire ou inversement un pichet d'eau à un bébé!
    La solution c'est que l'échapement est d'origine! bye bye le cataliseur bonjour un intermediaire coupe flamme à la place! suivi bien sur d'un autre silencieu (3l v6 sa fait du bruit en atmo) Enfin le tour est joué et du coup j'ai monté des pneu plus gros.
    C'est ce que j'aime dans l'essence, bon on me dira que le tdi on peut juste jouer sur les pression pour faire vite et simple, mais gaf à l'entretien...

  29. #26
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    Citation Envoyé par Alex12r Voir le message
    Un grand classique les connards qui cassent les noix
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