[TUTO] Modifier un moteur pour améliorer ses performances

[azertyu76]

bonjour a tous,
ce sujet me trottait dans la tète depuis un moment, et après m'être renseigné sur le sujet, je souhaite partager ce que j'ai appris. je vais donc vous présenter plusieurs façons de modifier un moteur thermique dans le but d'améliorer ses performances.

Sommaire
I - Généralités sur les modifications de moteur thermique
II - Mise en garde
III - Prérequis
IV - Les modifications de base
V - Les modifications de niveau moyen
VI - Les modifications risquées
VII - Les résultats
VIII - Sources

I - Généralités sur les modifications de moteur thermique
Modifier un moteur thermique est une chose qui peut paraitre complexe a première vue, hors, il existe des procédés simples et accessibles à tous permettant d'améliorer sensiblement les performances d'un moteur. Bien sur, toutes les modifications ne sont pas aussi simples à effectuer et n'apportent pas le même gain. Il faut aussi garder a l'esprit que tous les moteurs ne sont pas modifiables : certains sont d'origine plus ou moins évolués et certains, de par leur qualité de fabrication et les matériaux utilisés résisteront plus ou moins bien.

II - Mise en garde
Le fait de modifier un moteur peut paraitre alléchant a première vue, mais ceci comporte en effet des risques : les roulements du moteur peuvent ne pas être prévus pour encaisser le surplus de puissance. Il en est de même pour toutes les parties mobiles ou non du moteur (vilebrequin, bielle ...). Si vous attaquez la modification d'un moteur, je ne peut que vous conseiller d'essayer au préalable sur un ancien moteur et non sur votre nouveau moteur a peine rodé, vous courez le risque de sérieusement l'endommager. De même, je ne pourrais être tenu responsable si vous endommagez votre moteur, ceci est a vos risques et périls.

III - Prérequis
Avant de vous jeter sur votre moteur pour le transformer en bête de course, vous devez préparer un peu de matériel et vous assurer de plusieurs choses. En premier lieu, le moteur en lui même ! il vous faut un moteur qui a la base soit fiable : les modifications entrainent un régime moteur maximum bien plus élevé et si le moteur a la base n'est pas assez solide, il cassera très vite et ce n'est pas ce que nous recherchons. encore une fois, je vous conseille au préalable d'essayer sur un vieux moteur, vous pourrez surement trouver des moteurs basiques d'occasion a bas prix.
Ensuite il faut de l'outillage, là aussi cela est très variable : ça peut aller de la simple paille d'acier jusqu'au tour et à la fraiseuse. je vous recommande de vous procurer de la laine d'acier 000, la plus fine possible (nous en auront besoin) ainsi que l'habituel Dremel et ses accessoires. un petit étau muni de patins souples pour tenir les pièce est le bienvenu.Un établi ou autre endroit au calme et où vous pourrez laisser tout votre petit matériel est aussi nécessaire, c'est un travail de minutie et qui peut être long.

IV - Les modifications de base
Nous entrons dans le vif du sujet ! ici nous aborderont les modification simples et peu risquée.
La première de ces modifications consiste en un polissage du vilebrequin. Pour cela vous aurez besoin de laine d'acier 000 et d'huile de coude. le but de cette modification est d'améliorer l'admission de carburant t d'air en réduisant les frottements sur et dans le vilebrequin. pour ce faire, nous allons polir l'intérieur du vilebrequin ainsi que l'extérieur de celui-ci. à gauche on voit nettement que la surface est très imparfait :

et voici ce que cela peut donner après polissage, un vrai miroir :

cette modification est une des plus simples, efficaces et moins risquées. Après avoir poli le vilebrequin il faudra veiller a bien le nettoyer pour qu'il ne reste plus de particules de métal.

la seconde modification est aussi une opération de polissage, cette fois-ci un polissage de la bielle. pourquoi polir la bielle ? car celle-ci coupe le flux de carburant entrant dans le moteur et moins elle ralentit l'arrivée de carburant, mieux c'est !
ici, un exemple de bielle non polie :

et ici ce que cela donne une fois poli :


voila tout pour les modifications de base, ceci est peu compliqué et permet d'obtenir un léger gain de performance. cela ne donnera pas un réel gain de puissance pure mais le moteur tournera mieux, il sera en quelque sorte débridé.

V - Les modification de niveau moyen

Ici nous aborderons les modification d'un niveau plus élevé, apportant un gain de puissance ainsi que de rendement. Il faudra prévoir, en plus du matériel nécessaire pour les modifications de base, une petite lime a métal ainsi qu'un Dremel.

La première des modifications consiste à tailler la bielle en couteau, toujours dans le but d'améliorer la "coupe" du flux de carburant.
Voici a quoi cela doit ressembler a la fin :

pour réaliser cette modification vous devrez vous munir d'une petite lime et de papier de verre fin pour fluidifier le biseautage. il faudra veiller a la symétrie et a ne pas trop enlever de matière.

La seconde modification s'opère sur la chemise, cela consiste a biseauter les transferts pour faciliter l'admission.
voici a quoi cela ressemble avant :

et après : (l'important ici est la base de la chemise)

et ici on voit mieux le travail des transferts : (biseautés sur le bas et le haut)


La modification suivante se fait sur le vilebrequin, elle consiste a graver une virgule sur celui-ci de façon a faciliter l'écoulement du carburant.
un vilebrequin sans virgule :

et un vilebrequin avec virgule :

pour faire cette virgule il vous faudra beaucoup d'habileté et un Dremel muni d'une fraise arrondie. Il faut faire attention avec cette virgule, a ne pas la faire trop profonde cela pourrait fragiliser le vilebrequin. faites-en d'abord une petite et peu profonde.

La modification qui va suivre ne se fait pas dans le moteur (pour une fois ) mais sur le volant moteur. en effet cette pièce est une pièce clé dans le fonctionnement du moteur, elle permet au moteur de rester en rotation entre 2 explosion. sans cette pièce, une fois le piston au point mort bas, le moteur s'arrêterait bêtement. cette pièce a par contre un effet qu'on pourrait qualifier d'indésirable : elle ralenti les montées en régime. en effet, le moteur doit emmener le volant moteur et donc les montées en régime sont moins rapides. la modification va donc consister a alléger le volant moteur pour avoir des montées en régime plus rapides. on va simplement percer ce fameux volant moteur. bien sur il ne s'agit pas d'en faire un gruyère ! si il est trop léger vous risquez d'avoir des problèmes de ralenti. en plus de ça, si il est trop fragile le volant moteur risque de ne pas supporter les démarrages au banc.
voici un exemple de volant moteur pour embrayage 3 points :

on peut voir qu'il est sur 2 étages, nous ne toucherons pas a la partie la plus éloignée du centre, sa n'apporterais pas grand chose et sa risque de trop fragiliser le volant moteur. on percera donc dans la partie "charnue" comme indiqué sur l'image suivante :

les cercles ont été faits a l'arrache, c'est juste pour illustrer schématiquement.
le plus important c'est de bien percer, au bon endroit pour éviter tout déséquilibrage (ce qui userait prématurément votre moteur) prenez votre temps, tracez précisément l'endroit ou vous percerez et utilisez une perceuse a colonne bien stable. les trous ne devront pas dépasser les 5mm de diamètre pour que le volant moteur reste solide et ne pas rendre la ralenti trop instable. si après des essais le ralenti est stable et que le volant n'est pas trop fragile vous pourrez percer un peu plus gros.

Autre modification similaire a la précédente, cette fois sur la cloche d'embrayage. nous allons percer la cloche pour la ventiler. pourquoi ventiler la cloche ? parce que l'embrayage chauffe beaucoup lorsqu'il est sollicité et pourrais coller dans le cas de masselottes alu ou plastique. comme pour le volant moteur, on ne se lance pas la dedans sans réfléchir. déjà on ne percera que 3 petits trous pour préserver la solidité de la cloche et ne pas faciliter l'entrée de petits cailloux ou même de terre dans l'embrayage. nous percerons uniquement 3 trous en diamètre 5mm sur la surface entourée en rouge :

les trous devront être bien repartis (il faudra un angle de 120° entre chaque centre de perçage) et tous pareillement éloignés du centre. faites vos mesures avec rigueur pour ne pas déséquilibrer la cloche et créer des vibrations indésirables. on peut, dans le but d'améliorer l'arrivée de l'air sur l'embrayage, biseauter les contours de trous. comme repère : le moteur tourne dans le sens anti-horaire.

La dernière modification s'opère elle aussi sur le vilebrequin, comme d'habitude nous allons favoriser l'écoulement de carburant. la modification consiste a mettre une sorte de pâte dans le vilebrequin de façon à améliorer l'écoulement de carburant lorsqu'il arrive dans le vilebrequin. des photos seront plus parlantes :
vilebrequin sans pâte :

et vilebrequin avec pâte :

je ne sais malheureusement pas quelle est la composition de cette pâte, mais je pense que de la colle bi-composants (ou epoxy si vous préférez) ferait l'affaire pour peu qu'elle résiste à 130-150°
ce sera tout pour les modifications de niveau moyen, nous allons attaquer les modifications risquée mais qui sont susceptibles de transformer un moteur en furie.

VI - Les modifications risquées

Ici nous allons parler des grosses modifications, celles qui rapportent gros mais qui peuvent se payer cher.
la première consiste a percer le vilebrequin dans la partie la plus épaisse de facon a réduire le poids en rotation et autoriser un régime plus élevé. cette modif est a double tranchant : vous gagnez beaucoup en perf mais le vilebrequin risque de casser si vous percez trop gros et au mauvais endroit.
sur la photo suivante vous pourrez voir ou percer :

les 2 petits renfoncements sur la droite peuvent être percé de part en part (avec un diamètre faible, 1 à 2mm maxi) et pour le gros trous vous pouvez y aller a 3mm. Mais attention ! ne pas percer sur la partie au dessus du canal d'écoulement d'essence ! cette partie fait le lien entre la bielle et le reste du vilebrequin, si vous fragilisez cette partie le moteur ne durera pas longtemps !
pour effectuer les perçage il vous faudra une perceuse a colonne et des forets neufs de qualité, il ne faut pas se louper et la précision est de mise.

la seconde modification porte sur la chemise, toujours dans le but d'améliorer l'écoulement de carburant. il s'agit de faire des "entailles" dans la chemise pour "guider" le carburant vers la chambre de combustion. pour cela il vous faudra un Dremel et une petite fraise. voici le résultat :

les fentes doivent être orientées vers l'arrivée d'essence (donc le vilebrequin) mais avec un angle pas trop prononcé.

la dernière modification et non des moindre nécessitera beaucoup de matériel (un tour serait l'idéal, mais on a pas tout sa chez nous) et cela consiste a graver un second (voir 3e si le cœur vous en dit) segment de lubrification dans le piston. ce segment supplémentaire améliorera la lubrification, réduira les frottements et diminuera légèrement la chauffe due aux frottements.
un piston avec un seul segment (un peu gros sur ce piston tout de même) :

et ici un piston avec 2 segments :

cette modification est quand même très précise, il ne faut faire aucune erreur et vous avez besoin de beaucoup de matériel, si vous n'êtes pas sur n'attaquez pas sa, c'est vraiment pour ceux qui veulent pousser au maximum la modification.

VII - Le résultat

Avec ces modifications, vous pourrez obtenir un gain de performance de l'ordre de 10 à 20% (voir plus, mais ça dépend de la base) en général cela se traduit par un moteur plus nerveux et qui n'arrête pas de prendre des tours. si vous le pouvez je vous recommande de changer les roulements par des roulements acceptant 40 000 à 50 000 tours, histoire de ne pas faire exploser vos roulements en faisant une pointe.

VIII - Sources

Pour rédiger cet article je me suis aidé de mes connaissances personnelles ainsi que de bon nombre d'informations glanées sur le forum et divers sites internet. les photos proviennent de google image, aucune n'est de moi. Je tiens aussi a remercier les membres de ce forum qui m'ont donné quelques idées.

cet article touche à sa fin, j'espère que vous aurez appris en me lisant et que ça vous donnera des idées pour booster vos moteurs si vous avez des suggestions (constructives) n'hésitez pas

[lucas730leboss]

vivement la suite

[azertyu76]

oui, mais la je suis un peu crevé ^^ la c'est les modifs bisounours, après on va attaquer le dur (perçage du vilo, segments de lubrification ...)

[driette]

pas mal ce post, très instructif !

bravo !

[tommot]

Salut,

Super intéressant ton topic! J'ai toujours voulu préparer mon moteur mais n'ai jamais osé et pour cause: je suis un brise fer.

J'ai donc, pour l'instant, deux questions:
- Le fait d'alléger ton vilebrequin, rend ton moteur plus nerveux: ton régime moteur varie plus rapidement et, je suppose, ton régime maximal est lui aussi augmenté. Mais qu'en est-il du couple?
- Les modifs que tu proposes, les as-tu testées et/ou observées sur des moteurs?

A plus,
Tommot.

[azertyu76]

alléger le vilebrequin améliorer un peu le couple oui, ce n'est pas énorme mais on sent un gain.

des modifs que je propose j'en ai testé quelques-unes : les polissages, très simple et efficace ainsi que la bielle couteau (la mienne était légèrement biseauté, je l'ai limite affutée) les autres je ne les ai pas faites personnellement mais j'ai pu constater leurs effets sur divers forums (RCmag entre autres) et vu ce que donnait des moteurs préparés en vrai.

[minnesota]

je ne sais malheureusement pas quelle est la composition de cette pâte, mais je pense que de la colle bi-composants (ou epoxy si vous préférez) ferait l'affaire pour peu qu'elle résiste à 130-150°

On en a déjà parlé il me semble.

la première consiste a percer le vilebrequin dans la partie la plus épaisse de facon a réduire le poids en rotation et autoriser un régime plus élevé. cette modif est a double tranchant : vous gagnez beaucoup en perf mais le vilebrequin risque de casser si vous percez trop gros et au mauvais endroit.
sur la photo suivante vous pourrez voir ou percer :


les 2 petits renfoncements sur la droite peuvent être percé de part en part (avec un diamètre faible, 1 à 2mm maxi) et pour le gros trous vous pouvez y aller a 3mm. Mais attention ! ne pas percer sur la partie au dessus du canal d'écoulement d'essence ! cette partie fait le lien entre la bielle et le reste du vilebrequin, si vous fragilisez cette partie le moteur ne durera pas longtemps !
pour effectuer les perçage il vous faudra une perceuse a colonne et des forets neufs de qualité, il ne faut pas se louper et la précision est de mise.

En fait, je crois que le perçage + "l'insert" (la pièce de couleur dorée) sert surtout à équilibrer le vilebrequin. Si on perce au pif, certes on allège le vilo mais on engendre beaucoup de vibration, et ce, sans compter que les roulements risquent de prendre une claque.

[azertyu76]

on a en effet parlé de la pâte rouge, mais impossible de trouver ce que c'est.

ensuite les perçages ne vont pas déséquilibrer le vilo, vu qu'a la base quoi qu'il arrive un moteur c'est déséquilibré. la partie "charnue" fait office de roue d'inertie, mais enlever quelques grammes de matière ne lui ôtera pas ce rôle et donnera quelques tours en plus.
Après faut faire ça intelligemment : il ne s'agit pas de transformer le vilo en gruyère mais d'enlever un peu de matière de façon a gagner quelques grammes. on va pas chercher a réduire de 20 à 30% le poids du vilo, mais de maximum 5% (ce qui est déjà beaucoup).

[minnesota]

Envoyé par azertyu76

on a en effet parlé de la pâte rouge, mais impossible de trouver ce que c'est.

Ben, c'est du silicone tout simplement.

Envoyé par azertyu76

ensuite les perçages ne vont pas déséquilibrer le vilo, vu qu'a la base quoi qu'il arrive un moteur c'est déséquilibré. la partie "charnue" fait office de roue d'inertie, mais enlever quelques grammes de matière ne lui ôtera pas ce rôle et donnera quelques tours en plus.

Déséquilibré, ben ça dépend de la qualité du moteur. En allégeant "la roue d'inertie" du vilo, la conséquence c'est que le moteur monte plus vite en régime, mais le gros désavantage, ce que je pense, c'est que tu perds plus en puissance et en régularité. En effet, l'énergie qu'emmagasine la roue d'inertie est relative à son poids, et c'est cette énergie qui contribue au passage des points morts et donc à maintenir une bonne compression. En gros, il faut augmenter le ralenti pour ne pas caler et le moteur devient moins stable.

[azertyu76]

le moteur 2 temps est par nature déséquilibré, il faudra 2 pistons tournant dans le sens opposé pour que sa soit a peu près équilibré, après c'est vrai que certains le sont plus ou moins.

ensuite, je suis pas trop d'accord sur le fait que sa fasse perdre de la puissance, comme je l'ai déjà dit ce sont de petits allègements qui ne suppriment pas le role de roue d'inertie et qui, si faits avec parcimonie, augmentent les perfs sans contrepartie. ensuite le coup de la compression c'est encore moins vrai, la compression ne dépends pas ou peu de ce facteur.