LE
" GONFLAGE " DES MOTEURS Qui,
comment et pourquoi ? Tous ceux qui fréquentent depuis un certain temps le monde du modélisme finissent par se poser cette question : "Comment faire pour que mon moteur devienne plus puissant?" Si cette curiosité peut paraître légitime, elle fait toutefois courir un risque certain au pauvre moteur dont le destin se trouve entre nos mains. En réalité, consacrer un article au gonflage des moteurs - surtout s'il s'adresse à un
public d'amateurs - est un tant soit peu risqué. En effet, les seuls habilités à gonfler un moteur sont ceux qui connaissent relativement bien le fonctionnement de ces petits engins. En conclusion - et en poussant les choses à l'extrême -, je
pourrais vous répondre que celui qui pose la question ne devrait pas se lancer dans une telle aventure... 
1)
Cet OS quatre temps à compresseur utilise également une pompe pour optimiser son alimentation. 2)
Les pompes oscillantes de type Perry permettent d'utiliser des carburateurs à large section.
A
qui le gonflage des moteurs s'adresse-t-il ?
La réponse à cette question est simple: seul un amateur averti peut se permettre de remuer les entrailles d'un moteur. Autrement dit, notre candidat devra être capable de le démonter complètement (jusqu'à la dernière vis) et de le remonter ensuite sans la moindre hésitation. En outre, il doit pouvoir jongler avec une série de notions relatives au fonctionnement d'un moteur et au rôle de chacun de
ses éléments. En effet, comment pourrions-nous limer convenablement une lumière d'échappement sans savoir de quel échappement on parle? Et si vous décidez de lui donner une ouverture de 185°, encore faut-il que vous sachiez comment effectuer la mesure et obtenir l'ouverture souhaitée. Enfin,
comme nous allons le voir, pour gonfler un moteur, il faut disposer de l'outillage adéquat et être capable de bien l'utiliser.
Autre question: Pourquoi gonfler son moteur? Ceux qui souhaitent gonfler un moteur seraient franchement surpris par les performances qu'ils pourraient en tirer sans avoir à plonger
dans ses entrailles. Et quoi qu'il en soit, rares sont les cas où le gonflage se justifie pleinement.
En réalité, ce ne sont pas les 20 ou 25% de puissance supplémentaire qui suffiront à transfigurer un modèle ou à obtenir de ce dernier qu'il se comporte notablement mieux qu'avant l'opération... II n'y a que dans le cas de certaines compétitions (courses de voitures ou concours de vitesse pour
aéromodèles) que le coût et le travail exigés par un gonflage se justifient pleinement. 
1)
De ces deux moteurs, c'est clairement celui de droite qui offre le plus de possibilités de gonflage. 2)
Les moteurs quatre temps sont généralement plus difficiles â modifier que les moteurs deux temps. Et
le type de moteurs ?
En règle générale, il est plus facile d'optimiser un moteur deux temps qu'un moteur quatre temps. Nous y reviendrons
en détail.
Bien entendu, tous les moteurs ne peuvent pas être améliorés, en tout cas de manière raisonnable. On peut considérer comme utopique le fait de vouloir gonfler un
moteur de type "normal" qui offre des performances limitées. Mieux vaut tenter de le faire avec un moteur à hautes performances ou, mieux encore, destiné à la compétition. Les moteurs de compétition sont appelés à tourner à très haut régime et à développer des puissances élevées. Par contre, ils sont généralement plus poussés d'usine et la marge dont vous
disposerez sera plus étroite que sur un modèle de base. Les moteurs à hautes performances offrent parfois des conditions de départ plus propices au gonflage. Par contre, la conception des moteurs actuels est tellement élaborée qu'elle rend difficile toute amélioration ultérieure. Nous allons le voir, les améliorations consistent en général à effectuer de légères
retouches, comme le polissage ou l'ajustement des pièces, qui optimisent les performances, mais qui coûteraient trop cher au fabricant. A titre d'information, de petites entreprises spécialisées usinent des pièces spéciales pour certains moteurs à hautes performances et large diffusion. Elles améliorent considérablement le rendement des machines et constituent
donc ce que l'on pourrait appeler le "prêt-à-porter" du gonflage.
Comment procéder ?
Les techniques que nous allons vous dévoiler ne constituent pas des gonflages au sens strict; il s'agit plutôt de petits trucs qui vous permettront d'améliorer les performances de votre moteur. Un moteur donne toute sa puissance à un régime donné. Le couple moteur se détermine à un autre régime. Les courbes de couple et de puissance sont intimement liées (la puissance est le produit du couple par le régime). En ce qui concerne les avions, il est presque préférable d'avoir plus de couple que de puissance; il vaut mieux déplacer une grande hélice qu'une plus petite à haut régime, sauf dans le cas concret des modèles destinés aux compétitions de vitesse.
En général, un moteur accepte plusieurs types d'hélices. Pour davantage de traction, mieux vaut utiliser une hélice plus grande, mais avec moins de pas, et vice versa. Le choix d'une hélice dépend de ce que l'on souhaite en faire: à dimensions égales (pas et diamètre), une bonne hélice à pales fines et étroites peut se traduire, avec un même moteur, par un régime supérieur de 1.000-1.500
tpm. Pour plus de traction, les pales devront être plus larges.
A chaque moteur correspond un carburant spécifique. C'est en général le fabricant qui nous renseigne en cette matière. Pour obtenir la puissance maximale, vous utiliserez un pourcentage de nitrométhane le plus élevé possible (dans les marges admises!). Si le moteur détonne, on placera un joint de culasse plus épais pour diminuer légèrement la compression. Avec un carburant à 20% de nitrométhane et une hélice bien choisie, le moteur développera presque 20% de puissance supplémentaire, au prix d'un régime, d'une consommation et d'un niveau sonore plus importants...
Sur
les gros carburateurs, la pressurisation est indispensable, quel que soit
le système utilisé. L'échappement
Si vous me demandez quelle est l'intervention "isolée" la plus utile pour améliorer les performances de votre moteur, je vous répondrai sans hésiter: "Choisissez un bon échappement!" Les systèmes classiques sont à expansion simple. S'ils suffisent à un usage normal, il n'en reste pas moins qu'ils entravent l'échappement des gaz. Par rapport à un échappement libre, ils réduisent la puissance du moteur de 10-20%.
Un échappement de type résonnant évite les brusques changements de direction des gaz. S'il est bien conçu, il peut favoriser l'évacuation des gaz et le remplissage du cylindre. La longueur du système (en particulier, la distance entre la lumière
d'échappement et le diamètre le plus large de l'échappement) détermine le meilleur régime de travail du moteur. Plus il est long, plus le régime optimal sera bas, et vice versa. Le coude de l'échappement peut être réglé en longueur jusqu'à ce que l'on obtienne le résultat escompté. Une bonne combinaison coude-résonateur améliore de
30 à 50% la puissance du moteur par rapport à un échappement libre, sans oublier qu'il diminue le niveau sonore. II existe d'autres systèmes, comme les "mini pipes", moins volumineuses, qui génèrent des augmentations de puissance intermédiaires entre les résonateurs classiques et les échappements à expansion.
La carburation
Puisque nous sommes en train de voir comment améliorer les performances d'un moteur et que ce dernier est essentiellement une machine qui brûle un mélange combustible, le
premier objectif sera donc d'y injecter un maximum de carburant. Parfois, il suffit, tout simplement, de choisir un carburateur plus gros. Dans d'autres cas, il faudra modifier le diamètre de la guillotine. Le problème est que, lorsque l'on agrandit un carburateur,
la vitesse des gaz diminue, ce qui entraîne une baisse de la succion de combustible et une carburation moins stable. Pour résoudre ce problème, on peut soit utiliser un réservoir pressurisé, soit installer un système complet avec pompe à carburant. La plus classique est la "Perry" (devenue
VP) entraînée par les gaz du carter; d'autres, plus sophistiquées (comme les O.S.), intègrent un régulateur. Un tel dispositif augmente la puissance de 10%, environ. Sur certains moteurs, c'est à peine si la modification du carburateur améliore la puissance, car le passage des gaz est limité par le type et le profil des lumières.
1)
Élargir le diamètre du passage d'air (dans des marges raisonnables) est un moyen simple d'augmenter la
puissance. 2)
Sur un moteur de base, le remplacement du carburateur par un autre plus gros
n'améliore pas le rendement du moteur: il ne fait que compliquer la carburation. Les
lumières du moteur
C'est généralement là que l'on intervient pour gonfler le moteur. Les lumières sont les ouvertures présentes sur la chemise du cylindre. C'est à travers les chemises que le mélange gazeux passe, soit du carter au cylindre (lumière d'admission), soit du cylindre à l'échappement (lumière d'échappement). Leur profil et leur emplacement influent directement sur les performances du moteur.
La hauteur de la lumière d'échappement détermine le gradient pendant lequel les gaz peuvent
s'échapper du cylindre. Si vous optez pour un résonateur moyennement
"agressif", le temps d'échappement devra être égal ou supérieur à
160°. En deçà de 140°, c'est à peine si les résonateurs améliorent la puissance. Sur certains moteurs, rehausser la partie supérieure de cette lumière de quelques dixièmes de millimètres peut améliorer le rendement de l'échappement; si vous couplez à un tel moteur un échappement classique, la puissance obtenue sera moindre que la puissance initiale. Pour retoucher les lumières, on utilise généralement une fraise (comme chez le dentiste ... ) et un outil à rotation rapide (un
"Dremel" fera l'affaire). En fin d'opération, les bords devront être parfaitement droits et sans bavures. Le profil de la zone supérieure d'une
lumière est fondamental pour le fonctionnement du moteur.
Les lumières d'admission sont plus difficiles à modifier. Pour faciliter le passage des gaz, il est parfois envisageable de modifier le bord inférieur des lumières. Le passage des gaz est meilleur avec un temps de
45° (au lieu des 90° habituels). Cette opération est délicate et demande de fréquents réglages. À moins d'être un expert, mieux vaut ne pas toucher à la section intérieure des lumières (celle qui se trouve sur la face interne du cylindre). 
Un moteur quatre temps à hautes performances saura tirer parti d'un bon système d'échappement. Vilebrequin
et carter
À l'exception des moteurs à induction arrière, le carter présente une ouverture au travers de laquelle le mélange passe du carburateur à l'intérieur du carter. Le mélange pénètre par une fenêtre située sous le carburateur. Les dimensions de cette lumière et du transfert central rendent plus ou moins facile le passage du mélange. Les améliorations consistent généralement à polir l'intérieur du conduit pour obtenir une concordance parfaite entre la lumière avant et
l'ouverture correspondante du carter. Certains préparateurs arrondissent la zone interne du conduit, sous la lumière; ils utilisent pour cela un époxy spécial pour métaux, très résistant. Depuis quelques années, on intègre ce qu'on appelle "l'effet turbo". Il consiste à pratiquer des rainures radiales sur la face arrière du vilebrequin, en forme de demi-lune. On améliore ainsi le passage du mélange vers le carter, comme s'il s'agissait d'un ventilateur centrifuge. Ces rainures peuvent être réalisées avec une Dremel et une fraise.
En ce qui concerne le carter principal, certains éléments peuvent être améliorés. Sur les moteurs pour lesquels la partie avant (où tournent les roulements) est fixée par des vis, on peut obtenir une légère augmentation de puissance en le collant en plus à l'époxy. Pourquoi? Parce que l'ensemble ainsi obtenu est plus rigide et moins soumis aux vibrations. Sur d'autres moteurs, il est possible de réduire le volume interne du carter en appliquant de l'époxy sur les points
"morts" (là où la bielle ne passe pas au cours de sa rotation). Plus ce volume sera réduit, meilleure sera l'aptitude du moteur à transférer le
mélange vers le cylindre. Même s'il ne s'agit pas d'un "gonflage", l'emploi d'un bon bâti métallique, bien rigide, améliore également le rendement du moteur, ainsi que la dissipation de chaleur. 
1)
La longueur du coude d'échappement doit être ajustée avec précision pour que le système résonne à la fréquence voulue. 2)
Le meilleur moyen d'augmenter la puissance d'un deux temps est de le coupler à un bon système d'échappement. Autres
modifications
Dans certains cas, la bielle est travaillée de telle sorte qu'elle oppose moins de résistance à la rotation. L'opération consiste à la "raboter" pour donner à son arbre la forme d'une lentille biconvexe (au lieu du profil carré classique). On peut également améliorer le rendement en allégeant les éléments qui se déplacent en mouvement alternatif (bielle, piston, boulon). L'allègement exige le plus grand soin et doit être effectué avec une fraise rotative. Bien entendu, ce type d'intervention est réservé aux modélistes expérimentés, car un affaiblissement excessif du piston ou du boulon pourrait avoir des conséquences désastreuses. Vous trouverez dans le commerce des bielles en titane, très légères et résistantes.
Les roulements peuvent être remplacés par d'autres, de meilleure qualité ou avec cage en résine phénolique. La culasse d'un moteur deux temps pourra être remplacée par une autre dont la géométrie sera mieux adaptée. C'est ainsi que sur les anciens moteurs
Cox, il suffisait de remplacer la bougie (solidaire avec la culasse) par celle d'un moteur Tee-Dee de même cylindrée pour obtenir une nette augmentation de rendement. En
conclusion
Afin de clarifier les choses, récapitulons ce qui vient d'être dit. Qu'est-il raisonnable d'entreprendre? Si vous souhaitez vraiment améliorer le rendement de votre moteur, la meilleure solution consiste à "optimiser" le moteur de série en respectant les règles précédemment énoncées. Un bon système d'échappement et une bougie efficace amélioreront les performances du système. Un carburateur plus gros, avec ou sans pompe, sera suffisant. Sur certains moteurs à large diffusion (le O.S. 61 SX pour hélicoptère, par exemple), vous pourrez installer des ensembles
chemise-piston spéciaux à haut rendement (à condition d'y mettre le prix). Quant aux amateurs qui ne peuvent résister à la tentation, je leur conseille de se limiter au polissage de la lumière d'échappement. Au-delà, toute intervention devra être effectuée par des mains expertes. Enfin, rappelons encore une fois que 20% de puissance en plus ne changeront jamais la face du monde, sauf s'il s'agit de moteurs très spéciaux... |
