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Amélioration du refroidissement (+8)

COMMENT RESOUDRE LES PROBLEMES DE SURCHAUFFE MOTEUR - ( MORGAN PLUS 8)

La surchauffe d’un moteur peut être liée au mode d’utilisation (charge appliquée), aux conditions climatiques, aux capacités insuffisantes d’évacuation de la chaleur voire aux mauvais réglages de la carburation et /ou de l’allumage.
Une seule de ces situations est suffisante à créer un problème. Si toutes ces conditions se trouvent réunies, c’est la catastrophe.

Le caractère multifactoriel de ces problèmes de surchauffe implique avant tout un diagnostic précis afin d’appliquer les solutions radicales, même si elles peuvent à priori paraître les plus onéreuses. Elles seront de toutes les façons moins coûteuses en temps et monnaie que tout ce que l’on pourra faire empiriquement, sans atteindre au bout du compte un résultat vraiment satisfaisant.

Notions élémentaires

                           Un moteur a explosion n’exprime son rendement optimal que lorsqu’il a atteint sa température optimale de fonctionnement. Cette semi-Lapalissade sous-entend : pas de bon rendement à basse température ni à température trop élevée.
                            Rappelons par ailleurs que le rendement d’un moteur de voiture est faible, dans la mesure où la plus grande partie de l’énergie fournie par le cher carburant se dissipe en chaleur. Inutile de sortir des chiffres pour l’instant, mais sachez que cela tourne autour de 30% au mieux.
Il faut donc permettre à ce moteur de monter vite à sa température de fonctionnement optimal et aussi permettre, peu de temps après, aux calories en excès de se dissiper rapidement.
                           Si la première phase de montée en température ne pose guère de problème vu le rendement médiocre et la présence d’un robinet thermostatique qui maintient provisoirement le liquide en circuit fermé, l’évacuation de la chaleur met en jeu d’autres dispositifs.

Deux éléments vont entrer en jeu pour dissiper cette chaleur :

1- Les surfaces conductrices en contact avec l’air ambiant.
L’huile, l’eau du « circuit de refroidissement » sont des véhicules caloriques et les interfaces avec l’air ambiant que sont les parois du moteur et du carter se comportent comme des radiateurs ( d’ou l’importance d’une bonne circulation d’air dans le compartiment moteur).
                                  L’eau du circuit quant à elle, récupère la chaleur dans les entrailles du moteur et la dissipe dans le radiateur proprement dit, dès que le moteur a atteint sa bonne température de fonctionnement. Pas de chiffres, çà vaut mieux, car là encore cela varie selon les moteurs, mais disons entre 75 et 82° Celsius. Le ventilateur thermostatique est là pour AIDER le radiateur à éliminer la chaleur qu’il ne serait pas capable d’évacuer par ses propres moyens. Il ne se met en route que sur ordre d’un thermo contact électrique (au contact du liquide du radiateur) qui se déclenche à partir d’une température supérieure choisie (par exemple 92° et ne se coupe que lorsque une température normale du liquide de refroidissement est atteinte (les 82°de l’exemple choisi).

2- L’air ambiant lui-même dont les capacités de capter les calories en excès dépendent de sa température et de son taux de renouvellement donc de la vitesse de son flux en regard des surfaces conductrices précitées, radiateur compris bien sûr. Ceci explique que, théoriquement, plus on va vite, meilleur doit être le refroidissement, car le flux d’air frais est plus important en pression, débit et renouvellement.

Cet équilibre calorique est constamment remis en question car il va de soi que les conditions de travail du moteur et de son refroidissement sont variables.
Le plus gros du travail sera donc fait par le radiateur. Ses dimensions, sa capacité et le matériel dans lequel il est fabriqué (acier-cuivre-aluminium) vont être des éléments déterminants.

Si votre Morgan monte anormalement en température (jauge témoin), il faut d’abord penser à tout ce qui peut entraver la dynamique des calories à évacuer avant de mettre en cause cette jauge systématiquement (pourquoi ne pas la vérifier si vous en doutez ?), même si celle-ci n’est pas réputée (à tort je pense) pour sa fiabilité.
Si l’on part du principe que le moteur est bien réglé, que le niveau de liquide de refroidissement est correct (pas de fuite aux durites ni au radiateur), que les conditions climatiques ne sont pas celles de la vallée de la mort et que vous ne menez pas la belle comme une bête, il y a manifestement un problème. Il faut donc se poser les deux questions élémentaires suivantes :

- Le liquide de refroidissement circule-t-il normalement ?

Un thermostat de radiateur qui ne s’ouvre pas ou pas assez ne permet pas au liquide de circuler normalement. Le radiateur est donc moins chaud que le bloc moteur, Facile à contrôler. Il faut donc remplacer ce thermostat mais surtout ne pas le supprimer, ce qui augmenterait le temps de montée en température du moteur et pourrait provoquer, en saison froide surtout, un mauvais fonctionnement de celui-ci. Penser aussi à faire un nettoyage interne du radiateur (détartrage), mais à priori les liquides de refroidissement distribués actuellement sont conçus pour éviter ce problème.Y penser quand même.

Note technique : Rôle de la pompe à eau

Tout comme l'alternateur, elle est entraînée par le moteur et par l'intermédiaire de la même courroie. Cette pompe entretient une certaine pression dans le circuit de refroidissement, aidant ce liquide à circuler plus rapidement et favorisant donc la dissipation de la chaleur dans le radiateur. Son mauvais fonctionnement peut donc entraîner une surchauffe du moteur. Il peut provenir d'une usure des organes internes de cette pompe et/ou d'un mauvais entraînement par usure ou détente de la courroie. Il faut donc aussi s'assurer avant toute chose que cette pompe fonctionne bien. Cela entre dans le cadre du contrôle habituel du moteur. Y penser et éventuellement demander une vérification par le mécanicien.
A noter l'intérêt d'avoir en réserve, dans la voiture, une courroie de rechange correspondant bien au modèle d'origine, non sans avoir repéré le schéma de montage par un petit croquis conservé également avec cette courroie. C'est une réparation que l'on peut avoir à faire, éventuellement soi-même, en cours d'un voyage et il n'est pas certain que le garagiste de campagne sollicité aura la pièce idoine en réserve. On peut toujours demander à sa compagne d'enlever ses bas pour bricoler une courroie de rechange, mais cela ne marche pas à tous les coups....!
Une détente de la courroie s'apprécie à la main et peut aussi s'entendre par un sifflement/crissement caractéristique lors de l'allumage des phares ou au démarrage, lorsqu'une charge supplémentaire lui est appliquée . Un mauvais fonctionnement interne de la pompe est plus difficile à déceler soi-même .

- Le radiateur gobe-t-il assez d’air ?

La restriction du flux peut provenir de phares additionnels installés devant la grille , d’un badge-bar trop garni, de saletés dans le nid d’abeille, d’une plaque d’immatriculation qui fait paravent, d’une perte de flux par absence ou détérioration des joues latérales derrière la grille (faites pour canaliser l’air), du positionnement d’un radiateur d’huile devant le radiateur d’eau (les calories évacuées par l’un sont immédiatement récupérées par l’autre).

Autre cause : l’installation d’un deuxième ventilateur en position frontale.
Vérifiez aussi que le ventilateur thermostatique se déclenche (fusible), tourne dans le bon sens et notez sur le mano à quelle température il se met en route. Il peut s’avérer nécessaire de remplacer le thermocontact du radiateur (rarement).
                    Si vous avez constaté une ou plusieurs de ces anomalies, y remédier et évaluer le résultat. Rien d’onéreux pour l’instant. Remplacer un thermostat ou un thermocontact est chose presque aussi facile que le reste des petites opérations précitées. Veillez aussi à la qualité du liquide surtout dans les moteurs aluminium (bien mettre le mélange préconisé par Rover). Certains préconisent aussi des mélanges 50-50 avec de l’eau, pour améliorer la conduction thermique (?).
                    Enfin la vieille méthode qui consiste, en cas de surchauffe, à ouvrir le chauffage n’est pas très efficace en Morgan. Le circuit est constamment alimenté, le dosage de la chaleur dans l’habitacle se faisant par admission ou réduction d’air frais et la surventilation d’air chaud devient vite insupportable.

Si vous ne constatez pas d’amélioration, et surtout si ce phénomène de surchauffe existe depuis le début. (vous avez acheté votre voiture neuve, vous le savez évidemment, sinon essayez de savoir si le précédent propriétaire l’avait noté ) on est en droit de penser que le radiateur n’est pas capable d’assumer son travail en dehors d’un usage très modéré du véhicule et de conditions de fraîcheur climatique. Très gros moteurs (3.9 et 4.6 litres) et petits radiateurs ne font pas bon ménage.

Que peut-on faire de plus ?

Réfléchissons bien avant de perdre du temps et d’engager des dépenses qui pourraient rapidement s’additionner.

- Commander manuellement le ventilateur

                               Une petite astuce peu onéreuse consiste à installer un interrupteur permettant de mettre en route manuellement le ventilateur. Ainsi, avant un ralentissement prolongé, une montée énergique d’un col ou toute autre situation à risque de surchauffe, on peut gagner quelques frigories pour quelque temps, mais là encore, il s’agit d’un moyen accessoire qui ne va pas résoudre le problème fondamentalement. Si vous envisagez cette modif peu onéreuse, faites aussi installer une diode témoin de marche de ce ventilateur. Son allumage vous renseignera et vous aidera à mieux comprendre le fonctionnement thermique de votre moteur. Le branchement se fait au niveau du thermocontact du ventilateur et peut nécessiter un relais.

- Installation d’un air-scoop

Il s’agit d’une boîte métallique placée à la base du radiateur, réalisant un écopage de l’air en le forçant vers le radiateur (il faut déjà rouler vite). Ce boîtier a une dimension assez généreuse. Il est toutefois possible qu’à grande vitesse, l’air soit mieux canalisé, mais là encore, la surface assez importante de cet accessoire masque le refroidissement du bas du radiateur ainsi qu’une partie du nid d’abeille. Ce qui peut être gagné d’un côté est perdu de l’autre.

- Installation d’un radiateur d’huile accessoire

Voici une amélioration plus judicieuse à condition que ce radiateur (souvent d’assez bonnes dimensions) n’obstrue pas non plus le flux d’air allant vers le radiateur principal. Il sera efficace à grande vitesse et aura surtout l’avantage de faire baisser la température d’huile. Il peut s’envisager dans une logique de compétition mais en usage normal, même sportif, la qualité des huiles actuelles assure une lubrification très satisfaisante à haute température. Pensez qu’un radiateur d’huile, ce sont des durites et des colliers supplémentaires, avec des risques de fuite, si minimes soient-t-ils, et que la position basse de cet accessoire le rend vulnérable, nécessitant donc un montage avec protection….. qui peut réduire son efficacité. Il n’a pas d’effet important au ralenti.

- Remplacement du ventilateur

C’est une assez bonne option de faire installer un ventilateur haut débit (surtout si vos constatez que le ventilateur d’origine, plutôt sous-dimensionné fonctionne quasiment en continu). Il va aspirer davantage d’air mais il ne reste qu’ une aide au refroidissement. Il ne va pas fondamentalement changer les choses sinon fonctionner moins longtemps….mais souvent car la température du radiateur remontera vite, provoquant un nouveau déclanchement.
Rappelons que pour des raisons dynamiques évidentes un radiateur frontal supplémentaire est non seulement inutile mais nuisible.

- Remplacement du radiateur

Toutes choses égales par ailleurs, on en vient donc à la solution radicale : remplacer le radiateur d’origine de trop faible capacité par un radiateur plus volumineux et en aluminium, ayant un rendement thermique bien meilleur. Vous ferez l’économie d’un air-scoop, d’un radiateur d’huile, de nombreux passages en garage… et d’un manomètre (le pauvre il n’est pas souvent responsable).

Les radiateurs after-market en aluminium sont proposés par certains constructeurs spécialisés dans la préparation et l’amélioration des Morgan.

On les trouve essentiellement en Angleterre : voir notamment le site de Peter Mulberry qui fabrique lui même ses radiateurs et les propose en diverses dimensions selon la motorisation. Il les installe également, dans la journée.

Ne pas hésiter pour un +8 à faire installer le plus gros modèle, il y a peu de différence de prix et n’hésitez pas non plus, dans la foulée, à faire monter un ventilateur haut débit (kit radiateur + ventilateur de chez Peter Mulberry).

Comme on peut le constater sur la photo, ce radiateur laisse aussi un espace supérieur plus important permettant donc une meilleure ventilation du compartiment moteur, voire l’installation d’une prise d’air additionnelle si vous avez monté une admission directe comme un filtre KN ou ITG (photo).

Note technique
Après plusieurs essais avec des thermocontacts d’amplitudes différentes j’ai installé un thermocontact de ventilateur 87°/92°, c’est à dire qui se déclenche lorsque la température du liquide de refroidissement atteint 92° et se coupe lorsque cette température est retombée à 87°- si vous choisissez une valeur plus faible (82° par exemple), le ventilateur fonctionnera plus longtemps et inutilement car la plupart du temps pour redescendre en dessous de 82°il faut rouler et dans ces conditions, le flux d’air est suffisant au refroidissement.

- Gestion du ventilateur

Afin d’anticiper la surchauffe du moteur, essentiellement lors des encombrements et autres situations de mauvais refroidissement potentiel, il est souhaitable que le ventilateur (quelles que soient ses dimensions et sa puissance) se déclanche le plus tôt possible.

La mise en route automatique du ventilateur dépend d’un thermocontact situé sur le circuit de refroidissement. Le plus souvent ce thermocontact est situé en bas du radiateur et déclanche le ventilateur pour accélérer le flux d’air dès que le radiateur ne peut à lui seul maintenir la température du liquide à des valeurs normales. Dans cette position, le thermocontact n’enregistre pas la température réelle du liquide à la sortie du bloc moteur mais la température du liquide déjà abaissée par son passage dans le radiateur. Il fonctionne donc avec un certain retard par rapport à la température réelle du moteur.

Il existe plusieurs façons d’anticiper la mise en route du ventilateur :

1) Installer une commande manuelle du ventilateur. C’est simple et efficace car on peut réellement anticiper le refroidissement dès que l’on prévoit une surchauffe. Ce montage peut nécessiter un relais. Il est intéressant de le coupler à une petite diode témoin au tableau de bord. L’inconvénient evident est qu’il s’agit d’une manoeuvre manuelle.

2) Changer la position (et les valeurs) du thermocontact en l’installant le plus près possible du bloc moteur sur le circuit de refroidissement,. Ainsi ce contact sera au plus près de la température réelle du liquide à laquelle se mettra en route le ventilateur. Il s’agit là d’une anticipation automatique que ne permet pas un thermocontact positionné en bas du radiateur (puisque celui-ci enregistre une température plus basse du liquide après son passage dans le radiateur). Certains constructeurs ont déjà fait ce choix depuis longtemps et les nouveaux radiateurs en aluminium sont équipés de prises adéquates (Voir photos de ceux proposés par le garage Albert à Bruxelles et Peter Mulberry UK sur leurs sites ).

Si vous conservez votre radiateur, il est possible de positionner le thermocontact sur la durite supérieure grâce à un tube spécial pouvant recevoir ce thermocontact, fixé par deux colliers.

Thermocontact supérieur

Cette pièce m’a été confectionnée par Peter Mulberry (voir site). Notez la position du thermocontact supérieur, “en dessous” afin qu’il “baigne” bien dans le liquide et ne se trouve pas dans une éventuelle bulle d’air qui pourrait circuler (il est évident que le circuit doit être parfaitement purgé, avec un niveau correct dans le vase d’expansion).

Thermocontact inférieur

Afin d’éviter le fonctionnement prolongé du ventilateur avec ce montage, à l’arrêt du moteur ( le liquide ne circule plus et sa température reste élevée très longtemps dans la durite), il est intéressant de conserver le thermocontact inférieur qui coupera l’alimentation du ventilateur beaucoup plus rapidement (le liquide du radiateur se refroidit bien plus vite). Il suffit de coupler les deux thermocontacts (deux pôles ensemble et les deux autres au ventilateur) et le tour est joué.

EXEMPLE :

Thermo supérieur : mise en route à 97° - arrêt à 92°

Thermo inférieur : mise en route à 92° - arrêt à 87°

Ces valeurs (choix personnel) sont indicatives et peuvent varier.

RESULTAT :

Valeur réelle de mise en route du ventilateur à 97° garantis, coupure rapide à 92° dès que les conditions de bon refroidissement sont atteintes. A l’arrêt du moteur, si, selon les conditions, le ventilateur tourne encore, coupure de celui-ci dès que les 87° sont atteints dans le radiateur, ce qui n’est pas long.
Plusieurs Morganistes ont adopté cette option des deux thermocontacts qui a l’autre avantage d’une sécurité supplémentaire en cas de défaillance de l’un des deux.
Ce montage peut intéresser quelques uns d’entre nous. Ayant été confronté à des problèmes de surchauffe sur mon +8, et après avoir adopté le radiateur en alu de grande capacité, j’ai opté pour cette gestion plus complète du circuit de refroidissement qui m’a été suggérée par un Morganiste averti. Un test sur plus de 3000 km en conditions sévères (canicule et montagne) en a confirmé l’intérêt.

Conclusion

J’ai personnellement été confronté à un problème de mauvais refroidissement sur mon +8. La montée en température, persistant malgré tous les petits moyens mis en œuvre (sauf le radiateur d’huile que je n’ai pas fait installer) ne me permettait pas de rouler tranquille. La mise en place d’un radiateur en aluminium et de grande capacité a été radicale. J’ai testé cette transformation dans d’assez rudes conditions de chaleur en montagne et j’en suis pleinement satisfait. J’ai constaté une amélioration de fonctionnement du moteur et le manomètre affiche des valeurs normales avec des seuils de déclenchement du ventilateur conformes aux valeurs du thermocontact. J’ai la garantie d’un fonctionnement parfait du moteur, gage de sa longévité.
Il semble que le constructeur ait bien pris conscience des problèmes de refroidissement sur les Morgan équipées de gros moteurs, si l’on en croit l’orientation des ouïes d’aération et la dimension beaucoup plus généreuse du passage d’air à la base du capot moteur sur le nouveau roadster V6 (photo).

Amitiés Morgano-techniques à tous

C.G. de FLAMESNIL