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Amélioration de la performance moteur

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Peu à peu, les quads sport du genre Banshee, 250R, 400EX, Quad Racer et bien d’autres au moteur fortement modifié s’effacent du paysage. La raison est bien simple : les constructeurs ont pratiquement tous abandonné cette lignée de sang que sont les quads purs sport. Évidemment, les mordus de performance se sont retournés vers les quads 4×4. Maintenant, une panoplie de pièces de performance est disponible pour plusieurs moteurs de quad 4×4.

Dans le monde des moteurs modifiés, le lien entre la fiabilité et la performance est fortement proportionnel. L’augmentation de la performance d’un moteur exerce des contraintes mécaniques et thermiques supérieures à celles d’origine. L’investissement afin d’obtenir des HP supplémentaires peut alors devenir éphémère. Le niveau de modification de votre moteur devra être déterminé selon ce que vous voulez en faire. Certains moteurs largement modifiés ont une vie très courte, au plus quelques courses. D’autres, modifiés moins agressivement, vont rester bien proches de la fiabilité de celui d’origine.

Malgré ce fait, il peut être excitant de modifier un moteur pour en tirer plus de performance et, pour cette raison, vous avez peut-être décidé d’aller tout de même de l’avant. Pour commencer, vérifier s’il y a des pièces de performance moteur de disponibles pour votre quad, tant du côté mécanique que de la gestion moteur tel que le module de contrôle du moteur. Si aucune pièce n’est disponible, l’idée de modifier votre moteur de quad deviendra alors une histoire de gladiateur et plutôt limitée. Cela reste possible, mais vous allez devoir tout faire et y investir énormément de temps suivi d’essais et erreurs en plus de vous immerger dans de terribles frustrations.

Pourquoi les constructeurs n’optimisent pas leurs montures

Les constructeurs ont des exigences environnementales à respecter : des normes sur les émissions de bruit, d’émanations polluantes. C’est aussi une question de fiabilité et de fonctionnement en douceur sous toutes conditions. Ces variantes toutes rassemblées enlisent solidement les constructeurs.

Que pouvez-vous faire avec votre moteur?

Admission et échappement

Une admission d’air moins restrictive. Un filtre à air de performance avec une modification de son boîtier est généralement efficace. Attention à la turbulence de l’air qui se doit d’être contrôlé sinon, il y aura un effet contraire et surtout lorsque le quad est à haute vitesse. Si l’on réduit la restriction à l’admission, on doit aussi la réduire à l’échappement. Les deux vont de pair. Un échappement de performance est alors souhaitable. En plus du silencieux, le tuyau d’échappement à partir du moteur jumelé au silencieux de performance donnera un meilleur résultat. Lorsque disponible, l’arbre à cames de performance est aussi très bénéfique. Il est parfois disponible en version plus ou moins agressive.

On identifie ces niveaux de pièces de performance par stage 1, 2 ou 3. 1 pour celui qui est près de l’origine et 3 pour celui qui est le plus performant. Parfois, le choix de l’arbre à cames oblige le remplacement des ressorts de rappel des soupapes de tête moteur en raison de l’agressivité de ses lobes. Ces arbres à cames offrent une meilleure ouverture des valves moteur donc améliorent l’admission et l’échappement. Les inconvénients sont que le moteur va avoir un fonctionnement moins doux et surtout au ralenti qui sera irrégulier. Une autre modification qui optimise la circulation du mélange air/carburant est celle de la tête du moteur. Il est possible de la faire usiner au «CNC» qui est une machine d’usinage à commande numérique. En quelque sorte, on agrandit l’intérieur de la tubulure d’admission à l’interne de la tête. Cette manœuvre est très délicate et doit être faite par de vrais spécialistes.

Piston et cylindre

Le piston dans le cylindre produit d’abord le couple moteur. La combustion du mélange air/essence crée une pression sur la surface du piston qui le pousse vers le bas. La bielle attachée au piston transmet ce couple au vilebrequin. Cette pression qui résulte de la combustion du mélange air/essence est proportionnelle à la surface du piston. Alors on comprend qu’un moteur de plus grande cylindrée aura un plus grand couple. Si l’on remplace le piston par un plus gros, on augmente la surface du dessus de piston. Du même coup, le rapport volumétrique de ce moteur se retrouvera modifié. Le rapport volumétrique est l’espace en volume dans le cylindre avec le piston à son plus bas par rapport à celui de la chambre de combustion une fois le mélange compressé, piston à son plus haut. Ces taux se situent approximativement entre 9 :1 jusqu’à 11 :1 selon le fabriquant.

Amélioration de la performance moteur
Amélioration de la performance moteur

Dans la théorie d’un moteur atmosphérique au cycle d’Otto, un plus haut taux de compression offrira plus de puissance. On peut augmenter ce rapport volumétrique en remplaçant le piston par un à tête en dôme plus prononcé, en réduisant le volume de la chambre de combustion, en allongeant la bielle, en «strokant le crank», en réduisant la hauteur du cylindre, ou tout simplement en utilisant un joint de culasse plus mince. Malheureusement, il y a des contraintes à l’augmenter. La grande problématique est la température occasionnée par la compression du mélange air/carburant. Cette température obtenue par la compression du mélange peut tout simplement auto-enflammer celui-ci. On appelle cette réaction d’auto-allumage une détonation ou plus souvent dit dans le jargon de la mécanique «un moteur qui pinke». Il est très destructeur pour un moteur de fonctionner dans ces conditions. Le taux de compression maximal possible d’un moteur sera habituellement celui le plus élevé sans obtenir de détonation. Il y a des solutions afin d’atténuer ce phénomène: utiliser une essence avec un taux d’octane plus élevé, retarder l’avance de l’allumage, modifier la chambre de combustion dans le but d’éliminer les points chauds, utiliser une bougie d’allumage plus froide, avoir un air d’admission plus froide ou encore diminuer le rapport volumétrique de votre moteur.

Gestion moteur

Dans la gestion moteur, on retrouve l’allumage et l’essence. Dans le passé, l’essence était admise au moteur via un carburateur. Depuis déjà quelques années, l’injection s’occupe de cette tâche sous les ordres du module de commande du moteur «ECM»«engine control module». Ce module contrôle l’ouverture du ou des injecteurs à partir d’un algorithme. L’ECM utilise différentes mesures en continu pour son algorithme telle que la vitesse de rotation moteur «RPM», la dépression à l’intérieur de la tubulure d’admission moteur, la température du moteur et de l’air d’admission, la position de l’accélérateur ainsi que la pression atmosphérique.

Amélioration de la performance moteur
Amélioration de la performance moteur

La gestion de l’allumage est elle aussi gérée par ce module. Il détermine le temps et l’avance à l’allumage nécessaires.

L’algorithme programmé à l’intérieur du module de commande moteur est la cartographie moteur, souvent nommée «MAP» ou «MAPPING». Certains constructeurs ont une cartographie qui peut être modifiée par des entreprises spécialisées. Dans d’autres cas, il est préférable de se procurer un module de commande moteur de performance avec des programmations préinstallées. Dans le meilleur des mondes, c’est de se procurer un module entièrement programmable autant pour l’injection que pour l’allumage. Il y a alors possibilité d’optimiser votre investissement en modification. Celui-ci va par contre exiger de l’équipement adapté et une certaine connaissance.

Le niveau de modification peut être très variable et même progressif ce qui est un avantage au niveau financier.

Un exemple d’amélioration simple, mais efficace

Un moteur qui respire plus d’air permet d’y mettre plus d’essence et résulte plus de performance. Donc, une simple modification du filtre à air et de son boîtier d’admission d’air avec un échappement de performance avec moins de restriction améliore visiblement la performance moteur. N’oubliez pas de calibrer l’alimentation d’essence en conséquence sinon votre moteur va se retrouver trop pauvre en essence, ce qui peut être très dommageable pour lui. Le mélange air/carburant doit être ajusté à chaque modification, ce qui permettra une meilleure combustion et, par conséquent, une performance accrue. Cette simple manœuvre réduit la restriction à l’admission et à l’échappement du moteur, ce qui permet une meilleure performance. Le seul point négatif sera que le quad sera plus bruyant. Ainsi, le budget engagé sera raisonnable, sans affecter la durée de vie du moteur et l’opération est très simple du point de vue mécanique.

Avant de commencer à modifier

Avant de vous lancer dans les modifications, comment allez-vous confirmer vos gains en puissance? Combien de fois j’ai remarqué des quads modifiés qui expriment un rugissement digne d’un V8 monster qui, au final, aboutit avec moins de puissance qu’à l’origine. Ce rugissement peut parfois nous donner une fausse impression. J’aime bien l’idée d’avoir une mesure fiable avant et après la modification. Vous pouvez toujours vous trouver un endroit où vous allez effectuer des essais avec les mesures du temps et de la vitesse. La précision va être discutable, mais préférable à un «je pense que». Pour les vrais maniaques de spécification, il y a le dynamomètre. Il existe plusieurs types de dynamomètres, mais peu importe le type, c’est un appareil de mesure de puissance précis. De cette façon, il est possible de mesurer la différence en gain de puissance.

Amélioration de la performance moteur
Amélioration de la performance moteur

Mon plan

De mon côté, je vais faire l’essai d’un ensemble de cylindres et pistons de grand alésage «Big Bore Kit» provenant de D.G. Usimécanique inc. situé à East Broughton dans la région Chaudière-Appalaches. C’est Monsieur Doyon d’Usimécanique qui m’a fait prendre connaissance de l’existence de cet ensemble. En fait, ce « Big bore Kit » transforme un moteur de Polaris 570, qui en réalité est un 567 cc en 625 cc . Il y a ici 5 mm d’alésage d’ajoutés, ce n’est pas rien ! Je dois vraiment avouer que M. Doyon a fortement piqué ma curiosité avec ce projet. Je vais prochainement procéder à son installation et tenter de fournir des données fiables sur le résultat par mesure sur un dynamomètre.

Que vous soyez habile ou non en mécanique, il y a toujours la possibilité d’améliorer la performance de votre monture. Vous pouvez le faire effectuer dans un atelier de confiance de votre choix. C’est parfois moins couteux en main-d’œuvre que cela peut paraître. Informez-vous.

Il y a des coûts à prévoir afin d’effectuer une modification moteur efficace de qualité et durable. Les recettes de modifications improvisées ont souvent des résultats inégaux et même parfois négatifs sur l’amélioration. Servez-vous de l’expérience de bons professionnels pour vous guider.

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