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mardi 17 octobre 2017

Choisir un arbre à cames "Performance" pour sa Harley 12

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1 - Théorie

   L'Andrews EV3 est l'arbre à cames le plus couramment installé sur les Harley-Davidson V-Twin Evolution. Il s'agit d'un arbre " prêt

Le Crane Firebolt existe avec différentes avances et retards. Certains necessitent un accroissement du taux de compression et une vérification du haut moteur.

Pour les Harley Shovelhead, la levée des arbres Fireball débute à 0,455 pouce pour culminer à 0,490" dans la version "teigneuse"... Il faut notament changer les ressorts et effectuer certains contrôles.Ces interventions sont largement développées sur les livres techniques: "Transformez votre Harley 1 & 2.

à poser " sans avoir à ouvrir le haut moteur. Les américains parlent de pièces " bolt in ".
Sa levée ne dépasse pas 0,495 pouce soit 12.57 mm (une levée équivalente à l'arbre Harley -Davidson de série " L " monté entre 1988 et 1991). Au-dessus de cette valeur en fait ( 1/2 pouce), il faut au moins changer les ressorts de soupapes. (Voir le volume 1 de Transformez Votre Harley)

La levée max. de soupape d'origine du moteur Evolution est déjà très importante. A titre de comparaison, le Shovelhead possèdait une levée d'origine de 0,412 pouce ou 10,46 mm: 0.495 pouce de levée sur une Harley Shovelhead est à rapprocher d'un arbre Andrews 6 ou Crane 308 B utilisés dans des préparations poussées.

Arbres à cames Levée Admission Echappement Croisement des soupapes
durée AOA & RFA durée AOE & RFE
Andrew B 11.52 256 26/50 nc 50/26 52
Andrews 6 13.06 268 32/56 nc 56/32 64
Crane 308B 12.54 256 26/50 nc 50/26 52

Remarque: Jusque dans les années 80, on ne pensait pas pouvoir dépasser la barre de 0,525 pouce soit 13,33 mm avec une distribution culbutée. Actuellement, certains moteurs Harley Davidson embarquent des soupapes dont la levée passe la barre des 0,650 pouce ( 16.51 mm). Le risque est que la poussoir "survole" à hauts régimes le pofil de la came; la soupape devenant folle!

  Les années 80 ont permis la fabrication grâce aux techniques issues de l'aéronautique, de poussoirs hydrauliques (une technologie utilisée uniquement par Harley Davidson en moto et qui est très mal connue des mécanos moto européens) très puissants et tout aussi fiables que les poussoirs mécaniques.
La géométrie du siège a été revue grâce à l'informatique permettant de limiter les contraintes mécaniques de la distribution.

Harley-Davidson en 1983 avec le moteur Evolution choisit une augmentation de la levée afin de satisfaire aux normes anti-pollutions qui sont très contraignantes pour les moteurs culbutés.
L es différentes séries d'arbres à cames montés de série sur les Blockheads ou Evolutionn de 1984 à 1999 ont une durée d'ouverture à l'admission (AOA) et de retard à la fermeture de la soupape d'échappement (RFE) nulle ou négative. Le croisement des soupapes est inexistant. D'une façon imagée, la soupape s'ouvre et se ferme dans un temps très court inférieur au 180° théorique correspondant à un temps du moteur à quatre temps (un cycle moteur théorique fait 4x 180° soient 720 °). Le remplissage du cylindre se fait par une soupape qui va très loin dans la chambre de combustion dans un laps de temps très court. Les cames possédent un profil très pointu (absence de rampe) qui s'avère très dangeureux à hauts régimes.

Les normes anti-pollutions ou le chemin de croix des moteurs culbutées "modernes".

Ces arbres ne prennent donc pas en compte l'inertie gazeuse qui croît en fonction du régime moteur.
L'arbre le plus restrctif monté en Californie (série C) posséde une durée de 148°. La puissance max. d'une Harley Davidson Evolution 1340 cm3 homologuée en californie ne dépassait pas les 25 chevaux dès 2000tr/mn !

En théorie seulement 75% du mélange gazeux est brulé durant la phase de combustion. Ces imbrulés sont les fameuses particules polluantes. En fermant, la soupape d'échappement dès la fin du cycle, une partie des gaz nés de la combustion n'est pas évacuée vers l'échappement. Ces gaz vont donc être " retraités " lors du cycle suivant.
Ceci entraîne la combustion plus complète du mélange, réduisant la pollution. En contre partie, la puissance baisse puisque le mélange est "souillé". De plus, le remplissage du cylindre est très mauvais du fait de la faible durée d'ouverture de l'admission et de l'absence de croisement des soupapes suffisant.

De façon schématique, une baisse de la durée et du croisement se traduisent par une baisse de la pollution... mais aussi de la puissance (sauf si l'on augmente le taux de compression ou rapport volumétrique).

Les lois physiques régissant l'inertie gazeuse du mélange aspiré puis brulé sont purement ignorées. Notons que l'inertie gazeuse est d'autant plus impontantes que le régime croît.

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