LA grosse modification sur Kitty, c'est son passage en INJECTION!

La majorité de la communauté VW voit ça comme un blasphème, mais il faut vivre avec son temps, l'injection apporte un agrément de conduite incomparable : moteur plus onctueux à tous les régimes, plus de trou à l'accélération, consommation et pollution en baisse, plus de carbus qui se désynchronisent/qu'il faut régler tous les 500km... Idem pour l'allumage qui va être contrôlé par le même boitier que l'injection, d'ailleurs....
Après avoir essayé la 1303 de Laurent (voir ici : 1303.skynetblogs.be - lien vers Archive.org puisque SkyNetBlogs a depuis disparu), j'étais convaincu. Et je suis parti à la chasse à la pièce!

Pour ceux que ce montage intéresse, je vais détailler dans les jours/semaines à venir les différentes modifications pour en arriver là, et les choix techniques que j'ai faits :

• Electronique

• Hardware

• Electricité

• Circuit carburant

• Software

• Moteur

Mais avant d'attaquer ce montage, je voulais donner un coup de propre au compartiment moteur, qui en avait bien besoin. J'ai commencé par commander un kit d'insonorisant moteur chez West Coast Metrics (via Slide Perf) : joli produit, mais l'aspect ne me plaisait pas.
J'ai donc fini par nettoyer toutes les marques de colle : au total 6 heures de boulot avec un bidon d'acétone de 5 litres (gants épais et masque à cartouche obligatoires!)... Mais au moins, c'est propre! Voilà... Attendez vous à quelques articles bien techniques!
A suivre très vite, donc!

Le "cerveau" du montage est un boitier d'injection Megasquirt : j'ai choisi la MS2, en circuit V.3, c'est à dire en composants classiques, par opposition à la V.3.57 qui est livrée toute montée en CMS).

Pour ceux qui ne connaissent pas, la Megasquirt est un calculateur (on parle généralement d'ECU), avec un firmware embarqué open-source capable de gérer à peu près tout ce qu'on peut imaginer : moteurs de 1 à 12 cylindres, atmo ou compressés, injection staged/semi-séquentielle/séquentielle, allumage à étincelle perdue ou séquentiel, Dwell, NOS, lambda, injection d'eau, valve d'air additionnel, limiteur de régime, correction barométrique, etc... Evidemment je n'en utiliserai qu'une partie.
Le calculateur est programmable depuis un PC via un logiciel spécifique (voir article "software") qui permet de corriger les paramètres moteur sans même devoir arrêter ce dernier!

La MS prend donc différentes informations en entrée, depuis des capteurs placés sur le moteur :

• Capteur PMH sur la poulie de vilebrequin (capteur VR)
• Sonde pression pipe d'admission (MAP / Manifold Air Pressure)
• Position papillon (TPS / Throttle Position Sensor)
• Sonde température d'air à l'admission (IAT / Air Intake Temperature)
• Sonde température moteur (CLT / Coolant Temperature)
• Sonde Lambda (AFR / Air Fuel Ratio)

En fonction de ces paramètres, la MS gère en retour le moteur : pompe à essence, injecteurs, allumage, valve de ralenti... Voir peut-être un peu plus dans mon cas, à voir!

J'ai acheté le boitier chez DIYAutoTune en kit à assembler. Pas vraiment difficile à faire si on sait tenir un fer à souder (prévoir quand même une station de soudage thermorégulée et bonne lampe-loupe), par contre j'y ai passé presque 12 heures! C'est faisable en beaucoup moins ceci dit, j'assemblais mon kit en parallèle d'un copain que je devais briefer au fur et à mesure (ses premières soudures! Allez Franck, motives toi pour ton montage!). On doit pouvoir monter le kit en moins de 6 heures ; le kit est très bien fait, tous les composants repérés avec leur référence dans des sachets séparés, il suffit de suivre le guide de montage.
Je pense que ça vaut vraiment le coup d'assembler son boitier soi-même, pas seulement financièrement, mais surtout pour comprendre comment tout fonctionne!

J'ai apporté quelques modifications (tout est très bien documenté pour faire ça!) à ma MS : j'ai flashé le firmware embarqué en MSExtra (options supplémentaires), je lui ai rajouté un transistor pour contrôler une valve de ralenti (air additionel, les cox Mexico 1600i en sont équipées d'origine), et j'ai câblé deux sorties pour contrôler la bobine d'allumage jumostatique. J'ai monté les transistors de puissance commandant la bobine d'allumage dans un boitier séparé ("Spark Box"), fixé sous la MS. Ça permet d'optimiser leur refroidissement, de limiter les parasites, et d'éviter de surcharger l'intérieur de la MS dans laquelle y'a déjà du monde. Enfin, c'est juste mon point de vue hein...
Dans le même boitier prennent place les 3 diodes qui me permettent d'avoir un signal pour le compte tours (Tach Output).
L'ensemble prend alors place dans l'habitacle, sous la banquette arrière, coté conducteur, monté sur silentblocs. Bon, ça, c'est fait... Y'a plus qu'à connecter tout ça, hum?

Pour passer en injection, il faut évidemment pas mal de pièces spécifiques... Voilà ce que j'ai utilisé!

Admission :

Coté admission, j'utilise les pièces issues des 1600i équipant les dernières Coccinelles mexicaines : pipe d'admission complète, corps papillon, et le pied d'alternateur spécifique (merci Laurent!).
Un gros nettoyage (microbillage ou bac à ultrason, selon les pièces), quelques joints, et c'est prêt à monter!
J'ai aussi commandé quelques pièces neuves (rampes d'injecteurs, joints de pipe et d'injecteurs), directement au Mexique, via un vendeur sur TheSamba (Antonio Trejo, spécialiste de ces pièces, très bon contact!). En revanche, je n'utiliserai pas la pompe, le régulateur, les injecteurs ou le boitier d'injection d'origine Mex : la technologie a bien progressé depuis, autant utiliser ce qui se fait aujourd'hui!

Injecteurs :

Les injecteurs d'origine sur les cox Mexico sont des "EV1", une ancienne génération d'injecteurs qui a un flux de sortie qui ressemble à celui d'un pistolet à eau (sortie monotrou)... Je voulais passer en EV6 (sortie multitrous) pour avoir un meilleur mélange air-essence (voir cette video pour comprendre la différence de diffusion).
Pas évident de trouver ça pour nos "petits" moteurs. Finalement, j'ai adapté des injecteurs de Saxo VTR (Bosch ref.0280155794, 135cc @3bar) qui m'ont l'air pas mal, et se trouvent à pas cher en occasion. Un coup de tour pour les ajuster et ils se montent, via un petit adapteur (voir ici).

Circuit Carburant :

La pompe d'injection est une Walbro, marque réputée : modèle GSL391, 190l/h, bien plus que nécessaire pour un petit 1600.

Le régulateur de pression, indispensable sur une injection, est un modèle générique à bas prix (40€ chez VA MotorSports, ou sur eBay Angleterre). J'en connais qui roulent avec sans problème, mais je garderai quand même un œil sur lui au cas où...

Comme je ne voulais pas percer/souder mon réservoir pour la ligne retour, j'ai opté pour un réservoir tampon d'1 litre (swirl pot / surge tank, pour les anglophiles), alimenté par gravité , placé sous le réservoir (trouvé sur eBay en Angleterre chez Demon Motorsports, pour une quarantaine d'euros). Il devrait aussi éviter les déjaugeages en virage quand le niveau dans le réservoir est trop bas. A voir à l'usage...

J'ai commandé les différents raccords AN-6, et le filtre à essence haute pression sur eBay Angleterre aussi, chez Torques UK : prix corrects (toutes proportions gardées, ça coute vite un bras les raccords avia!), livraison rapide, et une gamme archi-complète. Une adresse à conserver. Je reviendrai en détails sur l'installation du circuit carburant dans le post dédié.

Capteur PMH :

L'un des points délicats de tout le systême est l'installation d'un capteur PMH précis, fiable... Et idéalement, discret!
J'ai choisi la solution de TheDubShop (excellent contact avec Mario Velotta au passage), avec une poulie Damper (Black Equalizer 2.6kg/5.5lb) que j'ai faite équilibrer (Feller Service). Elle est montée avec une vis de poulie plus longue de chez Gene Berg.
Le capteur VR est fermement fixé sur le bloc, caché derrière la poulie, il faut juste percer la tôle pour le laisser passer. Une solution super propre...
J'ai juste remplacé le connecteur d'origine sur le capteur VR par un modèle plus courant et étanche : il vient se connecter sur le câble blindé qui rejoint la MS.
Avant de jeter la poulie sur le moteur, j'ai voulu tester l'ensemble, pour vérifier le câblage du capteur, sa sensibilité, l'entrefer, etc. Pour ça, j'ai monté le tout sur mon tour, via une DB37 faite exprès, avec juste l'alimentation et le capteur VR dessus (fond sonore BBC News!) : Résultat : tout fonctionne nickel, j'ai une lecture propre du signal dès 30 tours/minute, même avec plusieurs millimètres d'entrefer. Y'a plus qu'à monter ça sur le moulin!

Sonde O2 :

Pour permettre à la MS de contrôler le rapport stœchiométrique, et donc parametrer mes tables sur la MS, j'installe une classique sonde à large bande Innovate LC1, avec mano sous le tableau de bord pour garder un œil dessus. Le boitier électronique de la LC1 prendra place dans le compartiment moteur, dans la contre-aile droite. Les premiers tests sont positifs, j'espère qu'elle tiendra dans le temps, j'ai vu pas mal de retours négatifs sur ce produit récemment.

Allumage :

L'allumage est jumostatique (à étincelle perdue), contrôlé directement par la MS : pas de module Ford EDIS au milieu, pour pouvoir contrôler le Dwell via la MS... Et surtout, plus d'allumeur!
J'utilise une bobine de la gamme Ford (montée sur les Fiesta/Escort, ref. Bosch F000ZS0212), mais elle nécessite des clips de fixation des fils HT spécifiques. Je me fabrique donc un faisceau d'allumage en récupérant ces clips d'un faisceau de Fiesta, et en les greffant proprement sur un faisceau Taylor 8mm.
Gaffe au démontage, la partie en laiton est relativement fragile... J'en ai d'ailleurs cassée une, mais j'ai pu la sauver en la ressoudant à la brasure argent. Ensuite, pour monter la bobine jumo en lieu et place de la bobine d'origine VW, il me fallait un support : un bout d'alu, et hop... Too much?
Oui, peut-être, mais je me suis fait plaisir... Pour le bouchonnage, j'ai réutilisé le gabarit que j'avais fait pour le tour, du coup ça m'a pris un rien de temps pour en arriver là.

Les bougies passent en NGK, écartement poussé à 0.8mm, mais je devrais pouvoir encore l'augmenter un peu par la suite : l'allumage jumo permet de doubler le Dwell, et d'avoir une belle grosse étincelle à la bougie!

Voilà pour le hardware... Y'a plus qu'à installer/brancher tout ça!

Toles

Le moteur étant parterre, c'était l'occasion de lui donner un coup de jeune aussi.
J'ai commencé par sabler toutes mes tôles moteurs (mais pourquoi j'ai attendu aussi longtemps pour me faire une cabine de sablage?!), et je les ai amenées chez un carrossier pour une belle laque noire :
Là! Ca aura plus de gueule comme ça, non?

Culasses

J'avais un filetage de bougie (n°3) qui m'inquiétait un peu, donc déculassage pour inspecter... Finalement un coup de taraud suffira pour le rappeler à l'ordre.
J'en profite pour dépoiler la culasse (35.5/32 DA), nettoyage des conduits et soupapes, contrôle... Et même manip avec l'autre culasse par précaution. Tout va bien, pas de fêlures, aucun filetage arraché... Un nettoyage poussé et ça roule.

Échappement

Au passage, je vire l'hideux échappement qui équipait Kitty depuis que je l'avais achetée, pour le remplacer par un CSP Python 38mm, avec ses boites de chauffage spécifiques... Pas donné le bébé, mais beau produit. Et avec le 4 en 1, je devrais avoir une mesure de lambda cohérente... Enfin, j'espère!
Un peu overkill pour mon 1600, mais au moins je serai équipé quand je voudrai monter un moteur plus gros! (spoilers alert!) Au passage, coup de chapeau au service après vente CSP : je n'avais pas le bon silencieux, ils me l'ont changé par deux fois, en envoyant un transporteur pour récupérer l'ancien à chaque fois, sans que j'aie un euro à débourser, et tout ça juste en leur envoyant un mail.
Y'a certains shops qui devraient en prendre de la graine!

Remontage et... la Boulette.

Je remets le moteur dans la voiture pour un premier démarrage en MS, avec l'allumage à étincelle perdue (sans allumeur / distributorless), mais sans l'injection, encore en carbus, juste pour valider mon montage.
Un entonnoir et un bout de durite accrochés au plafond suffiront pour apporter un peu de carburant dans le système... Et là, je fais la boulette...
La bourde de classe 1...
Huit sur l’échelle de Richter de la connerie...
J'oublie de retirer l'arbre d'entrainement de l'allumeur.

Au démarrage, il remonte, sort de son logement en bas, se met en travers, se bloque dans le carter, et m'usine le pignon entraîneur sur le vilo, me foutant des copeaux de cuproalliage partout dans le bloc...
Le moteur a du tourner maximum 8 secondes, mais c'est trop tard, retour case départ, il faut ressortir le moteur, ouvrir le carter et tout nettoyer!
J'm'en souviendrai de celle là, tiens... F*CK! Salve d'applaudissements pour la connerie de l'année... Et en parallèle, assouplissement des genoux pour me foutre quelques coups de pied au c*l.
Pfff, et dire que j'étais à deux doigts de pouvoir rouler... Grrrr!!!
Ceci dit, il a démarré nickel, donc montage allumage/MS validé.

Bon, ben y'a plus qu'à ouvrir, tout nettoyer, contrôler, un jeu de coussinets pour avoir l'esprit tranquille et refermer le bloc hein? Ça va être facile, hein, dites, hein?

Sauf que rien n'est jamais simple... Ça serait trop simple.

Re-démontage et ouverture du bloc

Je n'échappe donc pas aux mauvaises surprises au démontage : déjà, rien qu'en tombant le volant moteur, belle fuite au joint spi...
Ensuite, le vilebrequin a des marques de bleuissement qui ne me plaisent pas. Renseignements pris, ça pourrait venir de l'usinage des paliers, mais quand même, il est bien marqué, pas très envie de remonter ça moi... Bref, continuons.
Les poussoirs usés jusqu'à la corde... Tout va bien...
L'AAC est bien marqué aussi, évidemment. Ça commence bien...
Je sors ensuite le matos de métrologie, pour voir ou on en est... Micromètres (palmer), comparateur d'alésage, pieds à coulisse, petit marbre, vés de bridage, supports magnétiques, piges télescopiques, Plastigauge, jauge de profondeur, cales étalon, j'ai fini par m'équiper correctement au fil des années, ça me permet une certaine autonomie dans le contrôle de mes pièces.
Pas donnés les joujoux, mais entre eBay, LeBonCoin et les annonces du forum Usinages.com, on peut faire de belles affaires si on est patient, et s'en tirer à moindre coût!
Le vilebrequin y passe en premier...
Et bim, ça continue, 0.07mm de faux rond! La RTA donne 0.02 max, on est déjà hors des clous! Je mesure ensuite les tourillons : ils sont OK, en cote standard (un peu trop d'ovalisation sur le N°3, 0.05 au lieu de 0.03 max, faudrait que je reprenne mes cotes pour confirmer).

• Tourillon 1 : 54.988 / 54.985 / 54.988
• Tourillon 2 : 54.980 / 54.980 / 54.980
• Tourillon 3 : 54.988 / 54.985 / 54.983
• Tourillon 4 : 39.994 / 39.993 / 39.993

Bon... Disons qu'il est sauvable en rectification... Mouais, ça ne m'enchante pas plus que ça comme solution.

Puis vient l'heure du contrôle du carter... Je sors le comparateur d'alésage, et là, on rigole :

• Palier 1 : 66.02 / 66.03 / 66.04
• Palier 2 : 65.51 / 65.51 / 65.49
• Palier 3 : 65.49 / 65.49 / 65.50
• Palier 4 : 50.57 / 50.58 / 50.57

Ouaip. Le palier 1, coté volant moteur, est en dernière cote rectifiée à -1mm (confirmé par le marquage sur le coussinet : "KolbenSchmidt EXT 1mm, INT STD"), alors que les 3 autres sont rectifiés à -0.5!!
Non mais oh, y'en a un qui s'est endormi sur la fraiseuse chez VW South Africa????

Arrivé à ce niveau, je me dis que finalement c'est un mal pour un bien que j'aie ouvert mon bloc... Il avait beau marcher fort, il aurait peut-être pas été très loin.
Donc, on passe au plan B.

J'ai un carter embiellé AS41 de coté (code "A"?), acheté il y a des années à Dangerous, en me disant qu'un jour je me monterais une mécanique un peu plus musclée...

C'est peut être le moment, du coup!

Comme expliqué dans mon précédent article, suite à ma salade de pignons, je passe au plan B : je sors le carter que j'avais de coté sur une étagère, je le passe en métrologie et... ses paliers sont nickels, comme neufs, en cote standard!

• Palier 1 : 64.98 / 65.00 / 64.99 / 65.00
• Palier 2 : 64.98 / 64.99 / 64.99
• Palier 3 : 64.99 / 64.98 / 64.98
• Palier 4 : 50.01 / 50.00 / 50.00 / 49.99

Première bonne nouvelle, enfin! J'ai un carter! Woohoo!

Dans la foulée je contrôle le vilo qui est dedans, 0.01mm de faux rond, mais tourillons/manetons en dernière cote rectification. Utilisable, mais bon, pas idéal.

Bon... Et maintenant?

On inspire un grand coup et on fait le point... Tant qu'à remonter un moteur complet, pourquoi rester sur un 1600 stock?
Donc, après beaucoup de réflexion sur le rapport coût / fiabilité / performances de mon futur moulin, je décide de partir sur un 1776cc : course 69mm comme d'origine, et pistons plus gros, en 90.5mm d'alésage.
Mon objectif, c'est de monter un moteur plutôt routier, mais qui puisse être joueur pour les petites routes de montagne - ça restera un "week end driver", la conso n'est pas une priorité.
Je veux un bas moteur rigoureux, durable, optimisé, avec une large plage d'utilisation, en gardant la pipe d'injection Mexico pour le moment, mais en envisageant une upgrade plus tard...

On se retrousse les manches, et on y va!

Carter

Je lui fais quelques modifications de mon coté, tirées des "sermons de Bob Hoover", ce qu'il appelait les "modifications HVX" (voir sur son blog ici, et là). A lire aussi si vous voulez vous lancer, ce post et ce post de Vince/PanelVan qui explique très bien la manip.

L'idée, c'est que d'origine le carter droit du moteur n'est alimenté en huile que via les nervures autour du palier central de l'arbre à cames (cf. schéma ci-dessous). Ce n'est pas idéal, parce que du coup les poussoirs/culbuteurs/soupapes de droite (cylindres 1 et 2) sont moins bien lubrifiés/refroidis qu'à gauche (cylindres 3 et 4).

La solution préconisée par Bob Hoover est de prolonger la galerie d'huile de la rampe de poussoirs droits (en bas à droite sur le schéma), et de l'alimenter en créant un puits sous le coussinet d'arbre à came coté pignon.
Bref, voilà un schéma de la modif, c'est plus explicite!
Dans la pratique, pour faire cette modif, on commence par sortir le bouchon en bout de galerie (flèche verte sur le schéma) ; y'a une méthode en le perçant et en mettant une vis dessus pour l'extraire, mais il est bien plus simple de prendre un chasse goupille, une masse, et de le pousser jusqu'à ce qu'il tombe dans l'alésage du poussoir d'échappement du cylindre #1!

Ensuite, prolongation de la galerie d'huile des poussoirs, pour l'amener à environ 225mm. J'ai utilisé pour ça un forêt de Ø6mm longueur 300mm, monté sur une petite perceuse à main, en tournant assez vite, et en avançant lentement (pour éviter de bloquer/casser le forêt dans le bloc). Lubrifiez un peu le forêt au WD40 pour éviter les vibrations, reculez souvent pour évacuer les copeaux, un bout de scotch sur le forêt pour repérer la profondeur à atteindre, et zou...
Pour créer le puits sous le coussinet d'arbre à cames, j'ai utilisé un forêt de Ø7mm monté sur une perceuse à colonne.

Ça se fait assez facilement en fait ; quelques sueurs la première fois, mais j'en ai fait 4 d'affilée ce jour là, j'étais à l'aise sur la fin!
Attention : bien contrôler qu'il y a suffisamment de matière sur le bloc avant de taper dedans, toutes les fonderies ne sont pas identiques, sur certaines c'est un coup à déboucher à l'extérieur... et à foutre un carter à la benne.

Parallèlement, les nervures d'huile sur les deux paliers d'arbre à cames (flèches rouges sur le schéma) sont élargies à la Dremel pour augmenter le flux d'huile. Ensuite, je perce une ventilation sous le pied d'alternateur pour améliorer le brassage d'air dans le bloc et éviter les surpressions, en profitant du volume coté distribution.
On commence par forer à la perceuse à 9mm, ensuite on agrandi à la fraiseuse pneumatique avec des fraises carbure. Si elles sont en bon état, elles rentrent dans le magnésium du carter comme dans du beurre!

Pareil, un peu impressionnant au début, mais la manipulation de la fraiseuse pneumatique vient avec l'entrainement... Trois blocs d'affilée ce jour là! Attention Sécurité : tous ces usinages produisent beaucoup de copeaux et poussières de magnésium, qui sont extrêmement inflammables. Le magnésium brûle à très haute température, la combustion est quasi impossible à stopper... Alors ne traînez pas et évacuez les copeaux régulièrement!

Le carter part ensuite en usinage, et pas tout seul : comme on est plusieurs a bosser sur nos moulins, on mutualise les frais de port, et c'est une palette entière de pièces qui partent à l'usinage! Au programme pour mon carter, usinage des puits de cylindres pour passage en 90.5, full flow (pour ajouter un filtre à huile digne de ce nom), shuffle pin sur le palier central (pour rigidifier le bloc), pose des inserts de goujons 8mm, et enfin nettoyage chimique du bloc, histoire de partir sur du propre.

Et après quelques semaines de patience, le résultat! Là, on y voit plus clair déjà!

Arbre à cames et poussoirs

L'arbre à cames est un L&G V280 lobe 108°, pour garder un comportement routier, mais qui puisse envoyer un peu quand même... Un compromis, on verra à l'usage si c'était le bon choix!
Il est entraîné par un couple de pignons à taille droite, pour limiter les efforts axiaux, et grappiller un peu de puissance... Ils sont en acier/alu (pour limiter le bruit) : acier sur le vilo, aluminium sur l'arbre à cames. Les poussoirs sont des Tool Steel, principalement pour pas avoir à me faire de soucis avec le rodage d'arbre à cames au premier démarrage (les aléas de l'injection au début hein...).
Ils sont plus légers que ceux d'origine : 57g pièce au lieu de 87g, pas mal! Ça sera aussi un avantage pour aller chercher les chevaux haut dans les tours!
A 350€, ils sont pas donnés les bébés, mais au moins j'ai l'esprit serein de ce coté là!

Enfin, l'arbre à cames tournera sur des coussinets à double épaulement, pour pouvoir le caler axialement sur 360°...
Là suite... Très vite!