Préparation de la culasse

Une traduction de Pryt
mardi 15 septembre 2009
par  
popularité : 9%

Préparation de la culasse

Les soupapes

Les usines anglaises utilisaient des composants de qualité et, si vos soupapes sont d’origine, elles conviendront à un usage soutenu sur la route ou modéré en compétition. Si vous avez vraiment envie de plus grosses soupapes, il est peut-être possible d’adapter des soupapes d’un moteur plus récent ou plus sportif. Sachez qu’il faudra alors vérifier d’avoir à changer les ½ lunes, les guides, les sièges, les ressorts, etc... Il n’y a pas de contre indication à utiliser des pièces d’autres fabricants, à condition qu’elles soient correctement usinées. Avant de se lancer au devant de gros ennuis, il vaut mieux chercher autour de soi quelqu’un qui a déjà fait ce que vous projetez.

Quelle que soit la soupape que vous choisissez, vous devez vérifier sa fiabilité.
La soupape d’admission a une vie plus facile, refroidie par les gaz d’admission. Sa première qualité sera donc la solidité. Les soupapes d’admission sont faites en alliage spécial mais tout bon acier fait l’affaire. Assurez-vous que vous avez les bonnes demi-lunes, que la queue est au diamètre du guide et que la tulipe est bien d’équerre sur son siège.
Il en va autrement avec la soupape d’échappement. Cette malheureuse pièce doit supporter sans faiblir des pointes de température de plus de 1000 °C, alors que sa capacité à refroidir est limitée. Ainsi, dans un moteur à régime élevé, cette soupape peut travailler en étant constamment portée au rouge. Dans ces conditions, la structure moléculaire du métal change. Ce phénomène métallurgique permet à l’acier de durcir et de se tremper. Néanmoins, nous ne voulons pas que cette soupape durcisse et se trempe elle-même sur son siège car alors elle peut être affaiblie, tordue ou même casser.
La solution est d’utiliser un acier qui conserve sa structure moléculaire à toute la température : l’acier austénitique. Il est facilement détectable par le test de l’aimant car il amagnétique. Vous pouvez aussi tomber sur une soupape en 2 parties : la tulipe austénitique et la queue magnétique. Ceci parce que l’acier austénitique est « collant », il se corrode et s’use plus vite. La queue qui est l’objet d’un perpétuel frottement axial sur une longueur relativement grande (celle de la levée des soupapes) peut dont être en acier normal. Ces soupapes bicomposants sont faites en frottant la tulipe contre la queue jusqu’à la fusion, méthode permettant une soudure quasi parfaite et très solide.
Les soupapes sont habituellement maintenues par des ½ lunes. Les plus communes se calent dans une gorge usinée selon un profil en coupe triangulaire dans l’extrémité supérieure de la queue. Une autre sorte se cale dans un usinage de profil ½ rond. En théorie, l’usinage triangulaire affaiblit plus la queue de soupape que le ½ rond et peut, dans des cas extrêmes, provoquer la cassure. La Bullet utilise le profil triangulaire et je n’ai jamais entendu parler de casse à ce niveau. En revanche, son usure est modérée tandis que celle du ½ rond est plus rapide. La solution est peut-être de réserver le ½ rond à la compétition. Il est nécessaire de bien insérer les ½ lunes dans leurs logements et de les espacer symétriquement, pour bien répartir l’effort. Il est également recommandé de remonter une soupape avec ses ½ lunes, de ne pas les mélanger.
Certains préparateurs usinent les tulipes pour améliorer la circulation des gaz. Réduire le diamètre de la queue et l’angle de portée sur le siège peut effectivement améliorer l’admission mais peut aussi diminuer la solidité et la capacité de refroidissement par réduction conséquente de la surface de contact siège/tulipe. Une soupape modifiée peut marcher, mais c’est à vos risques et périls. La seule modification que je recommande est de réduire l’angle de la soupape d’admission de 45° à 30° : cela améliore le remplissage dès le début de la levée.
Des soupapes de courses allégées ne valent le coût que si vous sous destinez à la compétition. Elles ont un meilleur fonctionnement à haut régime contenu et permettent une meilleure circulation des gaz. Faites attention à ce que les soupapes de compétition ne sont pas idéales pour un usage routier. Certaines s’usent très rapidement au collet, surtout celles d’échappement à cause de leur finesse.
Des soupapes allégées sont disponibles pour nos Bullet. Pour les 500, l’admission est plus grosse, ce qui est bien pour les 612/725 cc, il vaut mieux rester à la normale en 500 cc.

Les guides

Les soupapes coulissent dans les guides : quelle matière ? Fonte, phospore-bronze, aluminium-bronze, nickel-bronze ? Beaucoup dénigrent la fonte, moi je trouve que c’est très bien pour la route ! De plus, elle tient bien le coup à l’usure, même avec l’acier austénistique qui, idéalement, se marrie mieux avec l’alu-bronze. La fonte a de nombreuses qualités pour résister à l’usure : elle contient 3% de graphite, qui est un excellent lubrifiant et dont la structure constitue autant de micro réservoirs d’huile. Néanmoins, pour un usage sévère, le bronze a des avantages dont le plus notable est une meilleure conductibilité, donc un meilleur refroidissement par évacuation plus rapide des calories. De même, la dilatation du bronze se rapproche de celle de l’alu. Ainsi, un guide bronze sera moins sujet à prendre du jeu dans la culasse. Enfin, il est moins sujet à se briser en menus morceaux dommageables pour les soupapes.
La seule précaution que je recommande pour les guides, c’est de ne pas amincir, en recherchant un meilleur passage des gaz, leur paroi à moins de 2,6 mm (soit hors tout diamètre de la queue + 5,2 mm)sur une majeure partie de leur longueur, avec de conserver guidage et solidité. En effet, si par manque de guidage, la soupape ne s’assoit pas bien sur son siège, vous perdrez plus que vous ne gagnerez.

Les ressorts

Ne croyez pas que meilleures performances soient synonyme de ressorts plus durs. Avec de grosses soupapes, des hautes levées, un gros carbu, on peut penser à des ressorts plus durs : c’est une fausse bonne idée. BSA par exemple utilisait les mêmes ressorts sur les Goldstar Clubman et sur les C15S !! En utilisant des ressorts plus durs, vous absorbez de la puissance et augmentez l’usure des poussoirs.
Les facteurs présidant au choix des ressorts sont la vitesse de rotation du moteur, le profil des cames et le poids des soupapes. En réalité, vous n’allez pas tourner à un régime plus élevé que prévu.
Les cames à haute levée ont aussi une levée plus longue et et ne produisent pas plus d’accélération aux soupapes que les standards. Si vous avez des problèmes d’affolement régulièrement, il vaut bien mieux chercher à alléger l’ensemble soupapes/coupelles que de durcir les ressorts.

Faiblesses/fragilité

Ceci étant dit, je dois avouer qu’une Bullet indienne 350 cc préparée peut souffrir d’affolement des soupapes, à cause de ressorts vraiment trop faibles. Je me contente alors d’équiper la culasse de 350 préparée avec des ressorts de 500. Pour la culasse de 500 je mets des ressorts anglais de sport, ceci non pour éliminer un éventuel affolement des soupapes mais parce que ces culasses sont souvent utilisées sur des 612 cc avec de hautes levées. Si vous avez des doutes sur l’écart entre la course de la soupapes et l’espace disponible entre coupelle et guide, il vous faut le mesurer avec un jeu de cales soupape à sa levée maximum : si l’addition de toutes les cales est au moins égal à 2mm, vous n’aurez pas d’ennuis, le minimum tolérable est de 1 mm.
La longueurs des ressorts de Bullet est assez variable en fonction des tolérances et des sièges retaillés. Pour ajuster leurs longueurs, j’ai une provision de rondelles de calage à poser entre la culasse et la coupelle inférieure, jusqu’à obtenir une longueur de 36 mm. Je n’ai aucun problème d’affolement avec cette longueur, quelle que soit la culasse utilisée.
L’ensemble soupape/coupelle/ressorts des RE est lourd, avec des soupapes épaisses, des coupelles en acier et des chapeaux de queues de soupapes. Il ne faut pas usiner les coupelles (perte de rigidité et de solidité). Pour alléger cet ensemble mobile, il vaut mieux le remplacer par le kit compétition disponible qui comprend des soupapes plus légères et amincies, sans chapeaux, des coupelles en alu et des ressorts plus minces.
Il est aussi tentant de réduire le poids des culbuteurs pour les hauts régimes. La plupart sont bien dessinés et fabriqués, de sorte qu’il est impossible de gagner quelques grammes sans les fragiliser. Je ne préconise pas leur allégement qui altère la rigidité et annule ainsi le bénéfice de levée plus haute.
Nous, nous avons les culbuteurs Enfield. Le standard indien semble avoir été façonné par un homme de Néanderthal à partir d’un bloc de fonte, ils sont horribles. Heureusement, la société indienne SAMRAT en produit d’excellents pivotant sur des paliers en alu. On peut les modifier en agrandissant le passage amenant l’huile de la culasse au palier. En effet, ce conduit est d’origine de faible diamètre et peut être bouché par l’accumulation de particules provenant de l’huile en fin de cycle qui n’est donc pas filtrée. Non seulement les paliers de culbu sont alors moins bien lubrifiés et refroidis mais cela peut provoquer une surpression nuisible à la vie de la pompe de retour. Cela est surtout dommageable pour les indiennes qui sont, en très grande majorité, dépourvu du clapet de décharge des Redditch.
Il suffit de percer les paliers de culbu à 3 mm.

Joint de culasse

Les joints composites ne sont pas toujours fiables et nécessitent des serrages répétés de la culasse avant d’être bien assis. Les joints en cuivre purs sont meilleurs et réutilisables, après avoir été recuits, donc moins chers en définitive.
Beaucoup d’entre vous savent comment recuire un joint de cuivre : le chauffer au rouge cerise et le plonger dans l’eau froide. Faites le deux fois, c’est plus sur. Ceux d’entre vous qui utilisent des joints alu savent comment les recuire : les enduire de savon, les chauffer jusqu’à ce que le savon devienne noir et les plonger dans l’eau froide. Etant donné le prix des joints alu japonais, je pense que les réutiliser est un impératif, mais je m’égare.
D’une manière générale, un point essentiel à vérifier est l’accord cylindre/culasse. La culasse est usinée pour se poser sur la hauteur de chemise qui dépasse du cylindre. Si vous soustrayez la hauteur de la chemise de la profondeur de la culasse et que la différence est supérieure à l’épaisseur de votre joint, vous aurez beau serrer, vous n’aurez aucune étanchéité !!
Vous pouvez aussi roulez sans joint de culasse en faisant usiner ,le haut de votre cylindre de telle façon à ce que la hauteur de la chemise dépassant soit égale à la profondeur de la culasse plus 15/100. Cela est surtout utile pour les 680 et 725 où tout gain en hauteur est un plus. Un fin cordon de silicone finit le travail.

Voilà les différentes modifications de la culasse. A voir : les pistons, les taux de compression, les chemises et les cylindres, en standards et en gros alésages, disponibles sur le marché pour les Bullet.



Commentaires