Mitsubishi Colt CC4A

C'est un sujet à controverse avec les compresseurs Eaton : le faire ? ne pas le faire ?
Ma réflexion a été très simple :

• Le circuit d'huile du compressseur en configuration stock, est prévu pour un fonctionnement "normal"
• Avec l'augmentation de la vitesse de rotation et les contraintes imposées (circuit), le compresseur chauffe plus que prévu.
• Cette chaleur est directement transmise à la veine de gaz, qui véhicule donc ses calories et fait grimper les températures d'admission, de plus la cgaleur plus importante augmente le stress mécanique, la fatigue des roulements,  avec le risque de détruire le coating des lobes en cas de surchauffe.
• Le circuit d'huile d'origine est fermé, contient peu d'huile (118 ml) et après avoir installé une sonde de température dans le carte du compresseur, la température flirte toujours entre 100 et 120 ° en charge continue.

De toute évidence, un circuit de refroiddisement externe, de cette huile serait le bon moyen de palier à tout ces problèmes et augmenter la fiabilité.
Au travail ! 

Eaton, propose même une courbe de température en fonction du régime de rotation.
Nous savons donc qu'en fonctionnement entre 5 et 10 Psi (entre 0.3 et 0.7 bars) la température ne doit pas dépasser les 170° au maximum (et encore, cette valeur étant atteinte dans la limite de fonctionnement du compresseur à 14'000 tours).
Nous pouvons donc en déduire que si cette température d'huile dépasse les 150° en fonctionnement "normal", alors il peu y avoir un problème au compresseur, sinon tout est ok. Un bon moyen de garder la pédale "lourde" avec l'esprit serein.

 

Matériel requis :

• De la durite silicone diamètre intérieur 6mm- diamètre extérieur 12 mm
• Des raccord AN4 au pas métrique 
• Une pompe à huile à engrenages 12v
• Un radiateur
• un vase d'expansion/réservoir 
• un raccord pour installer sur la ligne la sonde de température de l'huile.
• le cablage et les gaines de protections requises pour protégér le tout
• La modification et installation des piquages IN/OUT sur la tête du compresseur.
• La modification du bouchon du vase d'expansion.
• Quelques Ml d'huile supplémentaires pour le compresseur. 
• Les résultats 

 

 

Le montage fonctionne bien, je n'ai pas constaté de fuites, et il extrêmement efficace pour refroidir le corps du compresseur, la poulie et la courroie.

Les raccords et la tubulure :

Afin de sécuriser au maximum le circuit d'huile, je vuex utiliser des raccords fiables, et surtout que tout soit démontable et remontable facilement : les raccords AN sont parfaits dans ce cadre : ils sont faciles à monter, offrent une étanchéité parfaite et facilement manipulables.
Habituellement, j'utilise des raccords AN6 qui sont à utiliser avec de la durite caoutchouc tressée inox : durite est insérée et bloqée en position par une bague vissée: type de montage est idéal pour les gros débits qui fonctionnent sous pression : en effet, le raccord vissé bloque le retrait de la durite et l'empèche de quitter le raccord sous la pression.
Dans mon cas les paramètres sont différents : pas de pression, donc inutile de prendre des raccord à visser avec de la durite renforcée, de plus le débit est faible (pas plus de 2litres/minute), donc une petite section de tuyau suffira.
je porte mon choix sur des raccords AN4 "push on" : la durite est simplement enfoncée sur un raccord avec des renflements qui empêche son retrait: xce sera parfait dans mon cas. De plus la petite dimension des raccords AN4 et de la durite silicone permet d'installer facilement le tout.
Specifications de éurite silicone : diamètre intérieur : 6 mm /extérieur :  10 mm

 La pompe :

C'est une pompe de petite dimension, à engrenages, 12v

C'est une pompe à huile en aluminum et inox, compacte, et équipée de raccord filetés en entrée et sortie.
Fabrication chinoise, elle consomme 12v et 23W, et est concue pour transporter des fluides non inflammables, auto-amorcante jusqu'a 3 mètres.
Dimensions : 60x60x156mm

 

Pour la connecter au circuit, j'ai tout d'abord installé des raccord filetés métriques M10 x 1.5 vers AN4 pour les entrées/sorties de l'huile.
Fixée sur une équerre métalique, la pompe est installé entre le l'intercooler er la face avant, à coté du phare droit.
Afin de la protéger et l'insonoriser un peu, je l'ai glissée dans un soufflet caoutchouc de cardan de direction que j'avais en stock: le caoutchouc épais permet également d'absorber les vibrations.
Son déclenchement est opéré par un interupteur de sécurité,protégé par un fusible de 10A, installé au tableau de bord. Je peut ainsi la mettre en route et la couper si besoin, à volonté.

Le vase d'expansion/réservoir

 

 

 

 Calcul du volume total de l'huile de refroidissement/Lubrification du compresseur, avec mon montage :

Quelques remarques :

• L'huile est épaisse à froid (aux alentour des -5 ou -10, donc demande un peu d'efforts à la pompe pour lancer le circuit). Je préfère donc faire chauffer le moteur, et lancer la pompe de circulation des que le moteur à atteint sa température mini de charge (65°) ainsi l'huile dans le carter du compresseur est plus fluide et permet de soulager la pompe. 
• L'huile se dilate beaucoup en température et devient extremement fluide (comme de l'eau), donc veiller à ne pas remplir le vase d'expansion, sous peine de débordement...
• Suite à la dilatation de l'huile, le circuit monte un peu en pression, je perce don un petit trou de ventilation , protégé des éclaboussure internes  par une baflle, afin de créer un reniflard sur le bouchon du vase d'expansion.
• Le niveau dans le vase d'expansion est un peu plus haut que le niveau "stock" qui figure sur mon schéma, en effet, le compresseur est monté en biais, et je souhaite aussi que le haut du carter du compresseur baigne dans l'huile et assure un refroidissement uniforme.
• Attention à toujours utiliser un gant pour dévisser le bouchon du vase d'expansion ,il est rapidement à 60-70°.

La différence de volume ainsi créée peut se calculer à l’aide de la formule suivante : ΔV = V0 * α * ΔT
ΔV= différence de volume (litre).
V0 = volume d'huile initial (litre).
ΔT = différence de température (degrés Celsius).
α = coefficient de dilatation thermique. Pour une huile minérale α = 0,0007 °C-1.

Exemple : Remplissage d’un réservoir hydraulique d’une capacité de 1000 litres.
Température ambiante : 20°C. Température de fonctionnement maximale : 60°C.
A 60°C, la charge d’huile aura donc augmenté d’un volume de : ΔV=1000 x 0,0007 x (60-20) = 28 litres

En décembre 2024 (avant le rajout de la deuxième chambre du circuit d'huile) le volume d'huile total était de : 650 ml

• Volume d'huile OEM de la tete du compresseur :  110 ml
• Volume de la chambre des cages de roulements arrières : 80 ml
• Volume du radiateur :
• Volume dans les durites et la pompe : 28.30 ml/mètre : soit au total : 

Volume total : admettons  500 ml (soit 1/2 litre) 
Volume à 100° : ΔV=0.5 x 0.0007 x (100-20)= 0.028 litres soit 30 ml

Les résultats 

A pleine charge, les compresseur chauffe beaucoup, lors de l'inauguration de ce montage en conditions réelles sur un circuit de glace, j'avais ces températures en fonctionnement :
- Température de l'air en sortie de compresseur : 150 °
- Température de l'huile : 70°
Le montage est donc très efficace puisqu'il permet d'évacuer une grande partie des calories absorbées par l'huile, cependant un problème inatendu à fait son apparition : le facteur de dilatation de l'huile du compresseur...
Après une dizaine de tours, le verdict est sans appel : le vase d'expansion ne contient quasi plus d'huile, l'immense majorité de celle-ci a été expulsée pendant la session de piste, par l'event de surpression du vase d'expansion.
Heuseusement pour le compresseur, le piquage d'huile se fait sur la moitiée du carter du compresseur, et pas dans un point bas, donc malgré cette "vidange", le carter du compresseur contient toujours la quantité minimale d'huile nécéssaire.
De toute évidence, cette huile a un facteur de dilatation en température très important, du meme type que les huile de direction assistée :  il faut donc revoir à la baisse la quantité d'huile à mettre dans le circuit afin de ne pas reproduire ce phénomene la prochaine fois...

 

 

Inventaire des consommables et leur références respectives, pout le remontage du bloc.
Quand plusieures références OEM sont disponibles pour la même pièce, elles sont notés cote à cote dans la deuxième colonne.

Nom	Ref. OEM Mitsubishi	Statut
Haut Moteur & Culasse
Joint papillon de gaz EVO1	MD180361	Stock
O-ring pour l'axe de papillon de gaz (2 pièces)	SKF	Stock
O-ring pour les injecteurs (4 pieces)	1465A188 - MD614813	Stock
Ecran de protection pour les injecteurs (4 pièces)	MD614805	Stock
Isolant Injecteur contre culasse (4 pièces)	MD087060	Stock
Entretoise isolante pour la rampe d'injecteurs (2 pièces)	MD095402	A commander
Joint de cache culasse	MD194294	Stock
Joints de puit de bougie (4 pièces)	MD194295	Stock
Demi-Lune métal pour le cache culasse	MD372348	Stock
Joint spi pour les arbres à cames (2 pièces)	MD372536	Stock
Boulon culasse ( 6  pièces)	MS101354	Stock
Boulon capot retour huile culasse (2 pièces)	MF140234	En commande
Boulon serrage culasse/Bloc (10 pièces)	MD164738	A commander
Rondelle pour boulon serrage culasse/Bloc (10 pièces)	MD000436	Stock
Joint plénum vers culasse	MD180024	A commander
O-ring capteur arbres à cames	MD619988	Stock
Pastille circuit d'eau culasse	MF665541	En commande
Rondelle purge circuit d'eau	MD320544	Stock
Boulon purge circuit d'eau	MF140021	Stock
Joints de queues de soupapes (16 pièces)	MD184303- MD159069	A commander
Poussoirs hydrauliques de soupapes (16 pièces)	MD171130 - MD376687	A commander
Bloc- Bas moteur
Joint spi villebrequin Arrière	MD150161- MD359158	Stock
Boulons bas moteur (4 pieces)	MF140205	Stock
Pastilles circuit d'eau (9 pièces)	MF665541	Stock
Bouchons bas moteur cylindre (2 pièces)	MD000269	Stock
O-ring de la tirelle d'huile	MD075834	Stock
Joint de la crèpine à huile	MD183239	Stock
Boulons de la crépine d'huile (2 pieces)	MS241071	En commande
Boulons du carter d'huile (16 pièces)	MD097012	Stock
Boulons du volant moteur (7 pièces)	MD179365	discontinuated
Vis de la plaque de pompe à huile (6 pièces)	MD141302	discontinuated
Poulie libre de courroie de distribution	MD156604 - 1288H1	Stock
Boulon pour la poulie libre	MF241282	Stock
Courroie de distribution	MD176389	Stock
Poulie tendeuse pour courroie de distribution	MD169592- 0487CA5A	Stock
O-ring pompe à huile	MD163246	Stock
Joint spi pompe à huile-villebrequin	MD168055	Stock
Ressort pompe à huile	MD015988	Stock
Plunger pompe à huile	MD021563	Stock
Pompe à eau	MD179030	Stock
O-ring tube pompe à eau (2 pièces)	MD145371	Stock
Thermostat 76.5°	MD170031	Stock
Bouchon plastique flasque courroie de distribution	MD181864	En commande
Charbons pour le démarreur (2 pieces)	MD607554	En commande
Ressorts pour les charbons (3 pieces)	MD602210	En commande
Charbon principal pour le démarreur (1 piece)	MD607556	En commande
Clavette villebrequin	MD008959	A commander
Boulon poulie villebrequin	MD095201	Stock
Rondelle pour le boulon poulie villebrequin	MD096930	A commander
Boulon fixation cadre renfort bas moteur (10 pièces)	MD153368	A commander
Ecrous M10 cuivre latéraux collecteur d'échappement ( 2 pièces) -M10 x 1 (à vérifier)	MA152484	A commander
Ecrous M8 cuivre fixation longitudinale du collecteur d'échappement (7 pièces)	MD000569	A commander
Joint caoutchouc du bouchon de remplissage d'huile moteur	MD311638	Stock
Boulonnerie renforcée
Boulons & Ecrous  pour les bielles (8 sets) - ARP	107-6002	A commander
Goujons et Ecrous pour la culasse (10 goujons, rondelles, écrous) - ARP	203-4204	A commander
Boulons de volants moteurs (7 pièces) - ARP	107-2801 - A confirmer -	A commander

 

Bizzarement ce n'est pas le montage le plus facile, alors que son principe est très simple.
Le concept du montage est simple : 2 buses de pulvérisations, alimentées par des pompes à eau, sprayeront de l'eau directement sur l'intercooler.

Le pouvoir d'absorption calorifique de l'eau étant beaucoup plus important que l'air, ce système, piloté par le controleur à température, en aval du déclenchement du ventilateur, permettra d'apporter un refroidissement de l'intercooler encore plus performant, quand celui-ci sera très sollicité...

Spécifications : Réservoir de 3 litres, monté derrière le siège conducteur. 2 pompes branchées en paralelle pour alimenter les sprays.

La plus grande difficultée est le positionnement des sprays au dessus de l'intercooelr afin que les jets soient correctements orientés.
Le premier essai n'a pas été tres concluant : j'avais d'abord positionné les sprays de chaque coté de l'intercooler, mais sans un angle approporié, il y avait peu d'eau réelement vaporisée sur lîntercooler, beaucoup était sprayé à coté, le tout avec une relative fragilité du montage. 

J'ai donc changé le positionement, en les installant entre les entrées et sorties, avec un bon angle d'attaque, pour que ceux-ci sprayent généreusement sur la surface complète de l'intercooler. Ce montage est bien plus intéréssant et offre une bonne rigidité globale.

J'ai également remarqué que les tuyaux plastiques "normaux" viellissent plutot mal, j'ai donc utilisé un tuyau silicone afin d'avoir de la souplesse et une bonne fiabilité.

 

Couplé au boitier de controle de température, le système de sprays fonctionne très bien, trop...bien : le débit est tel que le bidon de 3 litres se vide en quelques secondes...
Il faut donc trouver un moyen pour soit baisser le volume envoyé, soit modifier les sprays pour creer un brouillard plus fin et moins gourmand en eau.

1er essai pour diminuer le débit :

J'ai trouvé cette astuce en fouillant sur le net : c'est un peu "ghetto style" mais c'est simple, c'est économique et ça fonctionnne. Il suffit de brancher une vanne de réglage de débit pour système micro-drip de Gardena. (Gardena ref.5596945) La vanne permet maintenant de contrôler finement le débit, mais l'efficacité du système est peu convaincant pour le moment : je suspecte un ruisselement d'eau trop important qui n'absorbe pas assez vite les calories, un brouillard dense, formé de gouttes d'eau très fines, devrait être plus efficace.

 
2eme essai : on change les vaporisateurs :

	Clairement, les sprays de lave-glâce ne sont pas adaptés : le débit est trop important et brutal. J'opte donc pour des brumisateurs à brouillard fin : ils sont facilement disponibles chez Gardena (ref 01371-20). Je remplace donc les deux gicleurs de lave-glace par ces deux brumisateurs : le résultat est bien meilleur : la consommation d'eau est bien plus faible, grâce à la petite vanne précédente, je peut encore régler le débit.  Le tout génère un brouillard très fin qui baigne complètement la surface de l'întercooler. Je monte le tout sur l'intercooler, on verra lors des essais si ces brumisateurs sont suffisants ou s'il faut en rajouter. Dans ce cas de figure, j'ai suffisament de place du coté opposé.

 

Après déclenchement, cette version avec les brumisateurs remporte la palme de l'efficacité : 10° de moins en quelques secondes !
Afin de juger du meilleur moment pour déclencher le système, je doit faire quelques essais en conditions, mais après un premier essai le résultat est très bon  et encourageant:

3eme essai : les brumisateurs changent de place:

je trouvais pas la position "le nez" sur l'întercooler très optimale : le cone de jet était très étroit à cette courte distance.
Du coup, j'ai relocalisé les 2 brumisateurs dans la manchon de la prise d'air, afin de creer un brouillard plus généreux et plus dense.  

1er essai : déclenchement de la vaporisation quand la température en sortie d'intercooler atteint 55°
Quelques secondes de vaporisation (environ 30 secondes, permettent de faire descendre immédiatement la température de l'air à 54°, et donc coupe les brumisateurs)
Pendant les minutes qui suivent, la température continue à dégringoler, de plus de 10°, alors que la température à l'entrée de l'intercooler continue à monter.
L'effet absorbant de l'eau est donc bien démontré, pour l'instant je ne suis pas arrivé à faire grimper la température en sortie d'Intercooler au dela de 56°, mais je doit encore faire des essais en roulant, et en utilisant d'autres valeurs de déclenchement, afin de trouver le compromis idéal entre efficacité et consommation d'eau.

Utiliser de l'eau quand ont en a besoin c'est l'idéal, mais le réservoir n'a pas une capacité infinie, il faut donc installer un système qui protège les pompes quand le réservoir est vide.
Pour cela, j'installe un float switch qui va couper automatiquement l'alimentation des pompes au niveau bas : c'est simple et efficace.
En hiver, je rajoute environ 10-15% d'alcool à bruler dans le réservoir d'eau afin d'éviter le gel.

2eme essai : une vaporisation temporisée :
L'idée est d'utiliser un relais différent pour commander les pompes : au lieu d'un simple relais ON/OFF, j'essaye avec un relais temporisé réglable.
Son brochage est identique à un relais normal, la seule différence est que le mode ON est reglable en durée de commutation de 0 à 60 secondes.

Le fonctionnement du relais est ultra simple : son brochage est identique à un relais standard. Pour le réglage de la durée de déclenchement, il suffit d'enlever le petit capuchon noir et de tourner la résistance ajustable à l'intérieur avec un micro-tournevis pour regler la durée de commutation de 0 à 60 secondes. Une LED blanche visible au travers du boitier, permet  visualiser la commutation. (le mode d'emploi détaillé de ce relais est disponible dans l'onglet Téléchargements) J'ai tenté un essai avec une vaporisation de 15 secondes : l'économie d'eau est au rendez-vous, mais la température ne descend pas assez, elle continue à grimper, donc l'effet est limité. Je pense que de nombreux autres essais sont nécéssaires avec sans doute une vaporisation de 40-60 secondes, dans des températures d'IAT élevées...En atendant de m'y pencher, je préfère remettre un relais standard et me contenter du montage initial. J'abandonne donc ce relais temporisé.

 

Les essais pour optimiser son fonctionnement :

Je travaille sur deux axes : le premier améliorer la composition chimique du liqui de à vaporiser, le deuxième un temps de vaporisation apportant le maximum d'efficacité, c'est à dire la plus importante diminution de température en éconimisant le maximuj de liquide.

• Essai 1 :

De l'eau simple fait affaire, mais le temps de vaporisation est trop,long, et vide rapidement le bocal.

• Essai 2 :

Je fait un mix eau et alcool à bruler pour 50% de chaque part. L'alcool a bruler permet au mix de s'évaporer plus rapidement, donc absorber un maximum de chaleur.
Je rajoute également quelques CC de liquide lave glace pour agir comme surfactant, et ains créer des goutelettes plus fines.
Le déclenchement des sprays est réglé à 55°, il s'arretent des que la température descend à 54°.
L'effet Est sans appel : avec une température Pré-Intercoler à près de 100°, la température à sa sortie dégringole à 40° ! Avec cet essai je n'ai utilisé que 1 litre d'eau environ.
Cet essai est réalisé statique, sans déplacement de la voiture.

 

La pompe à huile stock fonctionne bien, mais avec les années les performances baissent, de plus elle est connue pour fatiguer rapidement dans les hauts régimes.
Une solution simple existe : remplacer l'engrennage principale de la pompe (le rotor) par un rotor en acier forgé: le débit et la pression sera plus stable à tous les régimes, mais surtout virtuellement indestructible.

	Set "OEM" :  203 g	Set"Performance" 225 g

 

 Visuellement identique, ainsi que dimensionellement, l'unique différence est son poids : le set "performance" est 10% plus lourd que le set OEM.

L'idée de la modification de la pompe à huile, n'est pas d'augmenter la pression d'huile stock : il n'y a aucun intéret, hormis augmenter son échauffement et le phénomène de cavitation: la pression d'huile stock étant largement suffisante, même pour des puissances (très TRES) au dela de ce que je souhaite faire.

Certains préconisent d'augmenter la pression d'huile stock em faussant le ressort de contrainte du piston de régulation dans la pompe, en ajoutant une rondelle derriere le ressort: ce n'est PAS une opération recomandée, n'y touchez pas.
Le "concept" de la préparation est plutot de fiabiliser à l'extrême son fonctionnement en remplacent la seule pièce connue fragile (les 2 rotors d'engrenages) et en effectuant un méticuleux "Port en polish" des conduits et des passages d'huiles : cela permettra à la pompe de travailler avec moins de contraintes et résistances à l'écoulement , assurera un débit constant, même à haut régime, et atténuera les phénomènes de cavitation de l'huile dans les recoins anguleux de la pompe.

La cavitation c'est quoi ? 

Le remplacement des pignons est extrrement simple, il suffit de retirer le capot de la pompe, en dévissant les 6 vis (attention ! utilisez un embout adapté, et une visseuse avec un reglage fin du couple, et prenez votre temps, sinon, c'est la destruction asssurée de l'empreinte des vis cruciformes...
Pour ma part , une des vis m'a donné du fil à retordre...et j'ai du user de beaucoup de patience, de WD40 afin de la sortir à l'extrême limite de la destruction de l'empreinte...