Technique: Préparation de la culasse

Préparation de la culasse

Fait ! Difficulté 4/5

La culasse, élément clé !

La culasse est un élément clé pour augmenter considérablement le rendement d'un moteur en améliorant sa réactivité.
En 2018, j'ai remplacé celle-ci sur mon moteur C1J 788.

Culasse quasi neuve !

Ma préparation:

Les conduits sont légèrement ajustés pour augmenter la perméabilité de celle-ci, ce qui améliore le remplissage.

Les tubulures des collecteurs d’admission et d’échappement sont correctement alignées.

Des soupapes plus légères et renforcées sont montées.

Des ressorts renforcés sont assemblés avec.

Le tout est commandé par un arbre à cames optimisé.

Les composants

Voici la culasse qui équipe mon moteur depuis 2018.

Il s'agit d'une culasse que j'ai gardé précieusement depuis 20 ans, elle est intacte, car ayant moins de 20 000 km.

Les critères de choix:

C'était une base idéale pour une belle réalisation.

Après un bon nettoyage, elle est comme neuve, et une petite préparation permet d'en tirer le meilleur !

Les soupapes:

Elle est assemblée avec 8 soupapes renforcées TFC Engineering en NIMONIC 80 A.

Les critères de choix:

C'est un alliage nickel-chrome similaire au NIMONIC Alloy 75, mais contenant une addition d’aluminium et de titane durcissable par précipitation.

L'arbre à cames:

C'est un Cat Cams 315 pour utilisation sportive.

Les ressorts de soupapes:

Des ressorts de soupapes PIPER Cams "heavy duty" viennent les aider à se fermer rapidement et sans rebonds.

Le collecteur 4/1:

Pour complèter le setup, j'ai monté un collecteur 4/1 Inox Fbi-Motors.

Le collecteur 4/1

Refroidir la culasse:

La culasse est soumise aux plus fortes contraintes mécaniques, chimiques et thermiques.
Le compartiment moteur de ma RENAULT Super 5 est très serré.
Et, la température monte vite sous le capot !

Compartiment moteur de ma RENAULT Super 5

Ma configuration:

Comment la culasse est faite:

Celle-ci est construite en alliage léger, et est refroidie par des chambres d'eau qui entourent les chambres de combustion et les conduits d'échappement.
Des passages dans le plan de joint relient ces chambres d'eau avec celles du bloc-cylindres et le circuit général de refroidissement du moteur.
L'huile parvient sous pression à la distribution par des canalisations de lubrification qui traversent le plan de joint et contribue aussi au refroidissement.

Point d’ébullition du liquide de refroidissement:

Ce paramètre est trop souvent négligé par les automobilistes.
Pour INUGEL Expert ASTM D1120 on a 135°C / 275°F (à +1.5 bar).
Les liquides courants (bon marché), dépassent à peine à 100°C à 1 bar.
La moyenne est à 109 °C pour les liquides de bonne qualité.

Le circuit de refroidissement est maintenu sous pression pour retarder ce point d'ébullition.

Le bouchon d'usine de couleur marron, est taré à 1,2 bars.
Le bouchon d'usine de couleur bleu, est taré à 1,6 bars.

Limites de température pour la Super 5:

La sonde de température de liquide de refroidissement placée sur la pompe à eau mesure jusqu'à 125 °C (zone rouge atteinte).
La valeur d'alerte par le témoin rouge au tableau de bord est d'environ 110 °C.
Si on dépasse cette valeur, les risques de déformer la culasse, et de rompre le joint de culasse sont très élevés.
La tension vapeur augmentera dans les circuits, et le volume du liquide augmentera aussi.
Ainsi, on perdra du liquide par le bouchon taré du vase d'expansion.

Il importe donc de maintenir la température à environ moins de 95°C quand le véhicule prend peu d'air en dynamique par la calandre et le pare choc avant,
ou est à l'arrêt.
La température moyenne de mon moteur (mesure par sonde d'eau injection) est à environ 75°C en roulant avec une température extérieure de 20°C.

En clair, meilleure sera l'anticipation à refroidir, mineurs seront les risques de surchauffe moteur.

Idée d'optimisation:

Un montage faisait débat sur moteur Cléon C1J, c'est celui ci.
Il est intéressant pour les moteurs fortement sollicités en compétition.

Témoignage d'un GTTiste qui a fait ce montage sur son moteur.

Il dit:

Mon auto chauffe très peu (voire parfois pas assez) et on comprend bien que ca facilite le refroidissement de la culasse,
et que le liquide de refroidissement ne se retrouve pas emprisonné dedans !

Mais voila, j'ai constaté que l'hiver a des températures très basses, la montée en température est très lente.
Et le refroidissement est rapide, car avec ce système comprenez bien que le liquide de refroidissement va directement dans le radiateur.

Il passe derrière le thermostat, il remplit le radiateur et remonte ensuite à la pompe par la durite inférieure du radiateur.

Du coup on bypass le thermostat ;)

Je ne vous cache pas que c'est un peu pénible l'hiver, et cela dit pour la culasse c'est bon :)

Je vous rappelle que le thermostat est là pour faciliter les démarrages à froid et qu'il emprisonne le liquide de refroidissement:

- dans la culasse,
- dans le collecteur d'admission,
- dans le pied de carburateur.

Ce, pour une montée en température rapide jusqu'a l'ouverture du thermostat.

Mais avec ce système, on passe outre le thermostat, donc la montée en température à froid est plus lente.
La température n'est jamais en surchauffe et je pense que si mon joint de culasse tient bon, ce truc n'y est pas pour rien !
Si c'est pour rouler tout les jours, et aller au boulot avec le GTT toute l'année, oublier ce système.

Contrôler la fuite de ce by-pass:

On peut astucieusement améliorer ce montage en contrôlant la fuite qui va vers le refroidisseur (by-pass).
Il y a plusieurs méthodes possibles.

Par exemple, et imaginons une électrovanne commandée soit par:

On peut faire un thermostat programmé et contrôlé électroniquement à l'aide de ce principe.
Personnellement, je n'ai pas besoin d'un tel dispositif, vu que mon moteur refroidit très bien.

Analyse du comportement moteur avec la nouvelle culasse + soupapes + collecteur 4/1 inox:

Après 300 km parcourus, les premières impressions sont très bonnes.
Avec cette préparation, il est plus réactif et il prend les tours plus vite.
Le comportement du moteur a changé avec le collecteur 4/1 inox.
Le rendement global est meilleur et d'après mes sensations la réponse est plus vive.

Essais en cours.

Pour informations me contacter à:E-mail
Mise à jour le 14 juin 2019

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