Autopsie d'un moteur MOTOBI 250 4T
A la suite des problèmes rencontrés lors de la Course de Cote de Villers sous Chalamont, en Juillet 2010, j'ai fait un démontage complet du moteur de ma machine pour identifier les dégats.
C'est l'occasion de présenter ce moteur qui est assez peu connu en France et de montrer également comment on peut le préparer pour la compétition, avec les risques de casse qui vont avec....
Ce moteur est dérivé du moteur MOTOBI (ou BENELLI) 250 SS, un monocylindre horizontal culbuté 4 temps.
Comme j'ai deux machines (une de chaque marque) de la mème époque, une préparée, l'autre non, on peut bien voir sur certaines photos les différences entre l'origine et la préparation.
Passons donc à l'autopsie du moteur préparé.
Premier travail, vidanger la machine. Pour çà, il faut d'abord démonter le bac de récupération fait en fibre de verre aux dimensions du carter inférieur.
On accède au très sommaire filtre à huile en dévissant le gros écrou coté gauche.L'élément filtrant est un double tamis à mailles très fines qui est maintenu en position par un ressort hélicoidal assez faiblement taré.
Première constatation, le tamis métallique interieur est recouvert de pas mal de particules de limaille, ce qui n'est pas très rassurant. Puis, après avoir sorti la seconde partie du filtre et passé un doigt à l'intérieur du carter moteur, le bilan est encore plus catastrophique....un élément métallique qui semble provenir d'un roulement est repêché...
On poursuit le démontage: d'abord le mégaphone aux cotes Zanzani, avec son silencieux artisanal à absorbtion, puis le carter coté droit qui est bien propre. On distingue bien les détails du circuit de graissage: l'huile filtrée qui a été aspirée dans le carter par la pompe à engrenages arrive dans le carter au niveau du perçage équipé d'un joint torique, suit la tubulure qui vient de fonderie et rentre sous pression en bout de vilbrequin, un joint à lèvres réalisant l'étancheité avec la queue de ce dernier.
Les deux photos suivantes permettent de bien visualiser la transmission primaire, l'entrainement de l'arbre à cames et l'embrayage avec ses ressorts travaillant en traction.
Sur cette machine, toutes ces pièces ont été refaites et fortement allégées. La taille de tous les pignons est droite ce qui occasionne moins de poussées transversales sur les carters.Comme on peut le constater, le pignon en bout de vilbrequin entraine directement la cloche d'embrayage et ce dernier tourne donc dans le sens inverse du moteur.
Comme on le verra sur les photos suivantes, le pignon de transmission secondaire tourne dans le mème sens que l'embrayage et de ce fait le sens de rotation du moteur est inverse de celui des roues.
La première photo permet également de bien voir la fixation du moteur en porte à faux sous le caisson du cadre. La fixation est assurée par 2 boulons en partie haute et une tige filetée traversante en partie basse. Le démontage peut ètre assez facilement réalisé par une personne seule, le moteur étant très léger et pouvant tenir avec une seule fixation.
Sur les deux photos, on distingue la triangulation complémentaire du cadre qui a été réalisée, comme sur les dernières machines de Zanzani, et qui permet de rigidifier l'articulation du bras oscillant.
Coté gauche, le carter a été fortement découpé et le volant magnétique d'origine supprimé. Un volant d'équilibrage très léger a été réalisé sur lequel est fixée la came du volant d'origine. Les vis platinées d'origine sont conservées mais légèrement modifiées avec le doublement du ressort d'origine. Le système d'avance centrifuge est par ailleurs supprimé.
Sur le carter gauche on a la prise de compte tours. La liaison du mécanisme de ce dernier avec le volant se fait par un système amortisseur en caoutchouc.
La photo du moteur permet de voir la commande de l'embrayage qui traverse l'arbre primaire de boite. Le levier est articulé à la base sur une pièce vissée en alliage léger qui a le défaut d'ètre relativement flexible.
Derrière cette pièce, on distingue le pignon de transmission secondaire en bout d'arbre primaire.
Le moteur peut maintenant ètre transporté en salle d'autopsie.... Sur la photo, on voit très bien la très faible largeur du bloc et le porte à faux important du volant moteur.
Pour éviter des vibrations qui pourraient ètre très néfastes à hauts régimes (et qui pourraient conduire éventuellement à la rupture de la queue du vilbrequin), il est indispensable que ce volant soit parfaitement équilibré.
Autre détail visible sur la photo, la pipe d'admission fabriquée spécialement et ailetée dans sa partie basse pour un meilleur refroidissement de la veine gazeuse.
Avant de procéder à la suite du démontage, un coup d'oeil dans le bac de vidange. Quantité de limaille de fer et des petits fragments métalliques qui laissent augurer du pire...
Suite du démontage sur l'établi. L'embrayage montre sa conception très particulière avec ses 5 ressorts visés dans la noix et travaillant en traction. C'est un des points faibles de ce moteur car, au fil du temps, les ressorts ont tendance à se relacher et l'embrayage à patiner.
Le réglage de la tension initiale des ressorts est par ailleurs assez peu précis car on ne peut régler leur longueur libre que par demi tours pour permettre leur accrochage sur l'anneau extérieur.
Sur les photos, on distingue bien le travail d'allègement qui a été réalisé sur l'embrayage dont la cloche a été taillée dans la ,masse.
Les deux photos suivantes montrent la différence entre l'embrayage d'origine, en fonte aciérée avec denture oblique et l'embrayage allégé monté sur ma machine.
Sur la première photo, au premier plan devant l'embrayage standard, la queue droite du vilbrequin de ma BENELLI 250 (mème moteur que la MOTOBI) cassée au ras du pignon de transmission primaire.
La cause de cette casse est restée pour moi inexpliquée car le moteur n'était pas préparé. Toutefois, comme la machine avait été utilisée par son premier propriétaire en courses de cote et comme elle était dans un état assez lamentable lorsque je l'avais achetée, il n'est pas exclu qu'elle ait été un peu maltraitée dans sa jeunesse...
Autre casse qui peut arriver si on pousse un peu trop l'allègement, la rupture d'une dent sur la cloche d'embrayage (Course de Cote de Marchaux en 2009). Je l'avais récupérée dans le carter droit, mais il n'est pas impossible que certains débris soient restés à cette époque dans le moteur, ce qui pourrait expliquer la quantité de limaille retrouvée après vidange.
On démonte maintenant le cache culbuteur et on peut accéder à la distribution. On distingue bien les 4 goujons.de fixation de la culasse.
C'est une des principales différences par rapport aux machines fabriquées par Zanzani dans les années 70, et à ses refabrications actuelles, dont la culasse est fixée par 6 goujons (sei tiranti).
Les culbuteurs sont fixés sur un boitier amovible qui est serré par les 4 goujons.
Sur la seconde photo on voit la différence entre un boitier de distribution standard et celui de ma machine, avec ses culbuteurs allégés et polis.
On dévisse les 4 écrous et on démonte sans difficulté la culasse.
A droite, c'est la culasse qui était en place. Il s'agit de la culasse d'origine avec des soupapes standard.
A gauche, c'est la culasse qui était à l'origine sur la machine préparée. Elle était équipée de soupapes au sodium Zanzani, mais le jeu dans les guides était très important. J'ai donc fait changer ces derniers et les sièges (GONIN à Lyon) et à cette occasion les soupapes ont été remplacées par des soupapes de machine moderne, plus légères (queue plus fine), adaptées aux hauts régimes et au SP. A l'occasion de ce changement, les passages de gaz en admission et échappement ont été légèrement agrandis, sans toutefois changer le dimètre des soupapes.
A noter que ces soupapes sont beaucoup plus petites que celles d'une DUCATI 250 Mach 1, par exemple, qui a pourtant les mèmes cotes moteur.
Une fois la culasse démontée, on accède au piston. Il s'agit d'un piston standard, à calotte plate qui donne un taux de compression très modéré: 8.5/1.
Malgré celà, le moteur est très performant (plus puissant qu'un DUCATI 250 et pratiquement au niveau d'un 350), preuve qu'il doit y avoir un excellent remplissage et un bon accord admission échappement, en plus de l'arbre à cames Zanzani C8.
Le piston est normalement équipé de 4 segments mais sur ma machine préparée, le racleur inférieur a été suprrimé. Cà entraine une très légère consommation d'huile, mais ce n'est pas critique en compétition. Par contre, çà réduit sensiblement les frottements des éléments mobiles.
Les deux trous sous le piston correspondent aux tunnels de passage des tiges de culbuteurs et de retour d'huile.
Sur la photo de droite, on voit l'extrémité du poussoir avec sa forme sphérique dans laquelle vient se placer la base de la tige de culbuteur.
Une fois démonté; le cylindre laisse apparaitre sa spécificité, avec un ailetage très particulier et une chemise qui rentre très profondément dans les carters moteurs, ce qui explique la grande compacité du bloc.
Sur la photo de gauche, on voit que le passage des tiges de culbuteurs au niveau de l'embase du bloc est ovalisé et beaucoup plus important que coté culasse.
Celà permet de séparer les passages des tiges et l'huile au niveau du carter moteur comme on peut le voir sur la photo de droite ci dessus.
Ainsi, les frottements visqueux sur les tiges peuvent ètre réduits au maximum.
Une fois l'embrayage démonté, voici le carter moteur coté droit.
On distingue le barillet de sélection des vitesses et la dent à rochets qui permet de l'actionner.
On voit également une plaque en alliage léger qui semble ètre rapportée et fixée par 4 vis BTR.
C'est effectivement un renfort qui a du ètre rajouté car les carters sont très minces et, avec l'augmentation de puissance, ils on tendance à se fissurer. En regardant bien la photo, on voit que la plaque est soudée en partie inférieure, là où il y a un peu plus de matière.
Coté gauche, on démonte le volant d'équilibrage avec un extracteur maison vissé à l'intérieur de celui ci.
Une fois le volant démonté, on peut voir la came qui actionne les vis platinées et la platine du volant magnétique Dansi sur laquelle les vis sont fixées. On voit également le condensateur.
Au remontage, le réglage de l'avance se fera en jouant sur la rotation de cette platine dont les lumières oblongues de fixation sont très fragiles.
L'avance est fixe, le système d'avance automatique ayant été bloqué.
Derniers éléments à démonter avant l'ouverture des carters, la commande d'embrayage et la pompe à huile.
Au niveau de la commande, on distingue bien la pièce en fonte d'alliage léger vissée contre le carter et sur laquelle s'articule la bielle de commande.
La tige passe à travers l'arbre primaire de boite qui est creux. Elles est réalisée en deux parties, séparées par une bille. Coté cloche d'embrayage, l'appui sur celle ci se fait par ce qui ressemble à une tète de soupape.
La pompe est du type à engrenages. Elle peut ètre extraite sans déposer le moteur.
Il ne reste plus qu'à séparer les carters pour voir les entrailles de la bète. Tout est miniaturisé puisque le moteur est directement dérivé de celui de la 125 SS qui a les mémes fonderies extérieures.
Sur la photo de gauche, on retrouve le renfort de carter coté intérieur. Le montage est artisanal, mais çà tient...
Sur les photos du remontage, on verra que sur mon second moteur, le renfort a été fait différemment.
Ce qui est frappant lorsque l'on regarde ces carters, c'est leur hauteur par rapport à leur longueur.
Tous les éléments mécaniques sont dans la moitié supérieure du bloc, la partie basse servant seulement de réservoir d'huile.
On voit aussi que la lubrification de la boite de vitesse ne se fait que par projection et par les vapeurs.
Les niveaux maxi et mini de remplissage, à mesurer sur la jauge vissée, se situent sensiblement au niveau de la grosse nervure séparant en deux le carter et au niveau de la seconde petite nervure.
Ceci explique certains problèmes que j'ai pu rencontrer au cours de la vie de cette machine car, en course, j'avais tendance à rouler avec un niveau d'huile assez bas, ce qui est une erreur.
Pour achever le démontage, on sort l'ensemble vilbrequin/bielle/piston et la boite à 5 vitesses.
Vérification du jeu de la bielle sur le maneton du vilbrequin: presque 1 mm. Le diagnostic initial est confirmé: l'embiellage est mort. Il faut démonter et refaire...