Préparation d'un moteur 17x2 à charbons, première partie

Edité le 19/01/2003.
Réactualisé le 23/01/2003.

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A partir de 2003, en France, la catégorie Promotion FVRC va adopter les moteurs 17x2, comme de nombreux autres pays comme la Belgique, l'Allemagne, la Suisse...

Le texte suivant prendra souvent comme référence le 17x2 de chez Team Orion, non pas parce qu'il est le meilleur, mais parce qu'un important feed-back sur ce modèle est disponible (Championnat Genevois, Orion/HPI Cup, Championnat Suisse, Trophée des Savoies...).

Il convient cependant de vérifier que les astuces fournies dans ce texte soient conformes au règlement en vigueur (le règlement du Championnat Genevois interdit les charbons sans cosse, le Championnat Suisse n'autorise aucune modification de l'apparence du moteur, interdit donc de mettre des petits radiateurs, par exemple). Il n'a absolument pas pour vocation d'être une incitation à la tricherie, mais a pour but de faire connaître des astuces peu diffusées.

Avant de se focaliser sur le moteur et sa préparation, il est important de travailler sur ces points:

  • Liberté de la transmission.
  • Réglages châssis (recherche d'une motricité maximale, de directivité et d'une bonne vitesse de passage en courbe). Et une recherche de façon à minimiser la résistance à l'avancement (pincement réduit entre autres).
  • Pilotage souple et rapide (éviter les coups de gaz et de frein violent, enrouler un maximum, "savoir où ralentir pour aller vite", serrer les cordes et soigner les trajectoires).

Préparation de la cage

Et oui, une cage peut se préparer! Sans aborder le thème des magnet-zappers inabordables et délicats à utiliser, voici une astuce peu connu du grand public.

Les logements des bagues étant réaliser par emboutissage, les bagues sont, la majorité du temps trop serrées, voir déformées, le logement n'étant pas rond. Cela réduit la liberté de fonctionnement du moteur (perte de 1000 à 2500 tour à vide). Pour remédier à celà, un alésage de la portée de roulement est une très bonne option. Ceci peut être réalisé par certains magasins spécialisés en électrique. A noter que la marque "Neurone RC" fabrique un outil parfaitement adapté à cette usage. Il est important de recentrer le rotor après un alésage du logement de la bague (voir chapitre dédié).
Les différences observées entre les moteurs viennent souvent de là.

Préparation de la tête

Les qualités de moulage actuelles des têtes sont suffisamment correctes pour qu'il n'y ait pas de modification à réaliser sur le logement de la bague.

L'alignement des porte-charbons est souvent une chose trop souvent négligée. Celà influence pourtant beaucoup sur la longévité des charbons. Pour réaliser l'alignement, il faut:

  • Desserrer les deux vis des porte-charbons.
  • Aligner les porte-charbons (il existe bon nombre d'outils appropriés sur le marché pour réaliser cette opération. Mais un axe rond, tirant légèrement dans les porte-charbons, suffit amplement).
  • Resserrer les vis. Attention de ne pas trop serrer, car il est assez facile de fait d'abîmer les filet dans les têtes en plastique).
  • Une fois l'alignement fait, il est conseillé de souder la vis et le porte-ressort.

Le rotor

D'origine, le collecteur des rotors bobinés n'est pas rectifié et ne tourne pas rond. Il est juste serti sur la bakélite. Un détour sur un tour à collecteur s'impose, ne serait-ce que pour ne pas détruire le collecteur par un arcage excessif.

Avec la taille classique des charbons livrés, le collecteur doit être réduit en diamètre pour atteindre ses performances optimales. Mais c'est un peu dommage de réduire prématurement sa durée de vie, il y a tellement d'autres paramètres à travailler avant.

Centrage du rotor dans la cage

Avant de procéder au centrage du rotor dans la cage, il faut que l'ensemble des éléments soit nettoyé et que les bagues soient huilés et libres. Pour le centrage du rotor dans la cage, il suffit de procéder aux étapes suivantes:

  1. Remonter le rotor sans rondelle dans la cage (sans remettre les charbons).
  2. Placer l'axe du moteur à l'horizontal.
  3. Faire faire au rotor des mouvements de va-et-vient dans la cage et le faire tourner.
  4. Observer à chaque fois comment le rotor se place naturellement: c'est en effet la meilleure position de calage latéral.
  5. Mettre progressivement les rondelles (ne pas hésiter à investir dans des rondelles micrométriques de moteur Orion ou Reedy) pour compenser au fur et à mesure le jeu.
  6. Remonter le rotor dans la cage et vérifier le jeu. S'il y a lieu, remonter à l'étape 2.

A la fin doit rester un très faible jeu latéral (très approximativement 0.5mm pour des bagues). S'il n'est pas présent, les bagues sont sous contrainte et le moteur sera légèrement bridé. Naturellement, les charbons doivent toucher entièrement le collecteur!

Il existe plusieurs matières disponibles pour les rondelles de moteur: métalliques (chromé, cuivre, bronze, etc.), en composite (bakélite, fibre de verre, etc.) ou en polymère (P.T.F.E., etc.). L'important dans leur choix est surtout de ne pas mettre de rondelles métalliques en contact avec le collecteur ou de rondelles de grand diamètre en contact avec une bague. Les perfectionnistes mettront cependant des rondelles en acier pour celles de petits diamètres en contact avec les bagues en bronze (contact acier/bronze compatible).

Les charbons

Sans doute le thème qui va faire couler le plus d'encre.

Les charbons sont soumis à de rudes contraintes: frottements, étincellages, échauffement... Les matériaux qui le constituent doivent donc assurer une subtile alchimie entre conductivité, faible coefficient de frottement et longévité.
Parmi les charbons testés, le Reedy Quasar (on trouve des équivalents chez Corally et Integy par exemple), les Team Orion (ou Peak) 1-3 (ancienne génération), 2-6, 10-20 et 10-30 packs, les GM B03 Racing, les GM B05 Competition et les B07 Long-Life. Il serait également intéressant de voir ce que donnerait des Trinity, des LRP Sagami new ou des CS Silver long-life.
Sur quatre 17x2 d'origine Team Orion, quatre charbons différents! Le dernier acheté possèdait d'excellents charbons, comparable à des Quasar, un autre des type 10-30 packs (bons), le troisième des 10-20 (moyen) et le plus vieux des 1-3 packs (à jeter au plus vite).
L'erreur serait de croire que les meilleures performances seront obtenus avec des charbons à faible durée de vie. A fuire comme la peste, car ils se dégradent dès le premier run et ne sont pas assez constant, surtout avec des rapports très longs. Exit donc les GM B05 Competition et les Team Orion 1-3 packs (ancienne génération) par exemple.
Les Long-Life type GM B03 Racing et les B07 Long-Life ne donnent pas entière satisfaction. Si le collecteur est peu sollicité, les performances s'en ressentent un peu, surtout avec les B07.
De bons résultats sont obtenus avec les Team Orion 2-6 packs, mais ils sont trop sensibles et ont une faible longévité. Des performances similaires, voir bien supérieures sont obtenus avec les Reedy Quasar.
Si le bon choix semble être le Quasar, il a été constaté empiriquement (sur les 12 tours) que ce charbon déteste les atmosphères très humides. Exit donc les Quasar sous la pluie, surtout si le moteur est fortement exposé aux projections. Curieusement, dans ces conditions, les GM B05 se comportent étonnament bien!

Concernant le rodage des charbons, l'idéal serait de les usiner avant de les monter au diamètre du collecteur rectifier. Mais c'est difficile à réaliser. Une solution pour arriver à celà est de roder les charbon neufs sur le moteur avant rectification. Ceci permet de mettre au diamètre les charbons sans encrasser inutilement le collecteur. Il le faut faire sous une faible tension (motor-checker à 3.6 v ou 3 éléments de 1.2V) pendant 5 min. Une fois les charbons rodés sur le collecteur non rectifié, il faut casser (très légèrement) les angles avec une lime douce et gratter très légèrement avec un cutter la surface du charbon (pour supprimer les point durs créés par les commutations). A noter que le fait de casser les angles ne fait pas l'unanimité, CB le déconseille, par exemple.
Ne pas partir directement avec des charbons serrated ou non rôdés!

Aux States, il est d'usage de percer un trou dans le charbon. En faisant exception des explications fumeuses parfois entendus sur l'évacuation de "gaz", la théorie laisserait penser que la pression du charbon sur le collecteur augmente avec une même raideur de ressort sans augmenter le frottement... Plus simplement, ceci permet d'accueillir une goutte de liquide moteur qui se diffusera lors de la manche. Si la différence sur la piste est difficile à quantifier, il faudrait valider des théories avec un dyno...

Revenons à ces liquides ("Motor Booster", "Speedy Droops", etc.). Sont-ils utiles, inutiles ou néfastes? Difficile à préciser. Des tests faits sur dyno semblent indiquer qu'ils n'apportent rien quand le charbon est neuf, mais permettrait de regagner du rendement quand celui-ci vieillit. En tout cas, sur une manche de 5 minutes, ils ont tendance à fortement encrasser le moteur.

A l'époque des standards 27*1, il existait des charbons qui augmentaient le timing du moteur. Si le résultat peut paraître sympathique sur un dyno, des tests faits en Championnat Suisse ont montré que le moteur "s'effondre" avant la mi-pack. De plus, ces charbons encrassent le moteur et génère une mauvaise commutation sur le collecteur (chute du rendement). Espérons qu'ils ne seront pas autorisés en CF. (Nota: cette remarque sera remise en cause dans la seconde partie)

Les ressorts de charbons

Si on prend en exemple le moteur 17x2 de Team Orion, les ressorts livrés sont un peu faible en tension. Si on a un budget un peu serré, il suffira de retendre proprement avec une pince les ressorts d'origine de 15° environ (voir photos ci-contre). Ne pas trop les retendre, car sinon, ils n'appuyeront pas correctement sur les charbons.

Sinon, on peut travailler un peu plus cette option en mettant un ressort plus ferme sur le pôle négatif que sur le pôle positif (exemple, Team Orion 175° et 150°, les ressorts de cette marque tenant bien à la température).

Les bagues

Une des erreurs à ne pas commettre est de rôder les bagues avec de la pâte abrasive! En effet, si le résultat peut paraitre sympathique en tournant le moteur à la main, le résultat est catastrophique quand le moteur est en charge! Les moteurs bobinés machine ne sont jamais parfaitement équilibrés, car les fils, moins tendus que sur les moteurs haut-de-gamme, peuvent un peu bouger. Donc si le jeu au niveau du guidage est augmenté, le moteur va "cogner" et être inconstant (vibrations, échauffement, etc.) De plus, le film lubrifiant s'assèchera plus facilement.

Utiliser de l'huile de qualité uniquement, et surtout pas de l'huile d'amortisseur! Les vitesses de fonctionnement sont trop élevées pour de la graisse. En terme de lubrification, l'huile moteur voitures 5W40 est ce qu'on trouve finalement de mieux (et en plus, c'est pas chère)!

Une astuce utilisée souvent par les compétiteurs américains en standart est de faire avec une petite fraise une gorge à l'intérieur de la bague. Cette astuce, très délicate à réaliser, est très séduisante d'un point de vue technique, car le film d'huile est prisonnier plus longtemps dans la bague! Sensiblement plus séduisant que de réduire (si autorisé par le règlement) l'épaisseur des bagues (perte de lubrification rapide).

Autre astuce, faire frire les bagues dans de l'huile moteur pendant 10 minutes environ, ça les imprègne d'huile durablement.

Entretien en course

Si l'on veut disposer de performances constantes, il est important de nettoyer souvent (idéalement, entre toutes les manches) le moteur.

  • Si la bague n'est pas facilement démontable, il faut absolument la protéger lors de la pulvérisation du spray (sinon la lubrification prisonnière des pores du frittage sera détruite en quelques packs). Si elle est facilement démontable, l'enlever avant tout nettoyage.
  • Tourner le collecteur, juste une passe de nettoyage.
  • Huiler les bagues avec une huile de qualité adaptée.
  • Nettoyer l'intérieur du porte-charbon avec une gomme à collecteur (par contre, paradoxalement, éviter de l'utiliser pour le collecteur) et retendre un peu la lamelle anti-vibration. Certains disent 30 à 40% qu'une partie du courant peut passer par les porte-charbons, sur quelle base? Mais le plus important est que le charbon coulisse librement dans son logement et qu'il ne vibre pas.
  • Passer un coup de gomme (spécial, à encre rose ou mieux, à lèvres) sur les charbons pour enlever l'oxydation.
  • Remonter le tout en vérifiant la liberté du moteur.

Les rapports de transmission

Si le pilotage, le châssis et le matériel suivent, ne pas hésiter à tirer long. Par exemple, à la Orion Cup 2002 (en indoor sur moquette), la plupart des pilotes tiraient des rapports entre 5.8 et 6.1 avec les 17*2, des accus NiMH et des pneus caoutchouc Team Orion B ( 7.2 à 6.8 environ avec des RC2400). A la Coupe de Genève (en indoor sur moquette avec des pneus mousses), les rapports se situaient entre 6.4 et 7.0 avec des accus NiMH.
En extérieur au Championnat de France, suivant la piste, on sera certainement amené à voir les rapports descendrent jusqu'à 5.0, voir 4.5.
Les rapports indiqués seront à valider au cas par cas, surtout dans le cas de pneus IAS.

Les périphériques

Soigner le câblage (gros fils de qualité multi-brins raccourcis au maximum), adopter une connectique de qualité, ou mieux, mais plus contraignant, la supprimer carrément en soudant directement pour supprimer au maximum les pertes de courant. Bânnir prises moteur ou prises types Tamiya (jusqu'à 0.5V de pertes par prise en charge quand elles ne fondent pas).

Soigner l'antiparasitage du moteur et doubler, voir tripler les diodes Schottky (sauf si variateur à marche arrière) en installant celles-ci au plus près du moteur. Adopter un ou plusieurs condensateurs à faible impédance en entrée de variateur, toujours en câblant court (pour que le condensateur puisse avoir une influence).

L'erreur de croire qu'un variateur économique, même dit "no-limit" suffit pour un 17x2. Car s'il y a un moindre risque de surchauffe qu'avec un 12 tours, un variateur trop bas-de-gamme va brider le moteur, d'où moins d'accélération, de relance, de vitesse de pointe et d'autonomie. Ne pas hésiter à casser sa tirelire dans ce domaine, c'est presque plus important que le niveau de sélection du pack.

Côté accus, les Sanyo RC3000HV semblent être le meilleur choix fiabilité/prix/performances. Il vaudra mieux des packs triés avec des valeurs convenables et bien entretenus que de vieux packs mal entretenus avec des valeurs exceptionnelles... Jusqu'en 2002, la classe Amateurs 17x2 du Championnat Suisse imposait des accus NiCd, et aux vues des performances, les RC2400 sont loin d'être complètement dépassés et peuvent représenter un meilleur compromis pour un pilote abordant la compétition.
Très important aussi, la qualité de réalisation des soudures (utilisation d'un fer de 70W minimum avec une grosse panne) sur le pack. Un étain de qualité (l'idéal étant d'en trouver additionné d'argent) et des pattes de qualité sont aussi à privilégier. Grosso modo, sans trop caricaturer, on peut affirmer qu'une soudure de mauvaise qualité transforme un pack trié haut-de-gamme en un accu "normal".
Côté charge, pour récupérer de la pêche, on peut monter à des ampérages de 6-7A pour les 3000HV, et vraiment très haut avec les RC2400.

Trois points à ne pas négliger également:

  • Le refroidissement. Exit donc les supports moteur ou les clamps en plastique, car avec les gros rapports, ça peut chauffer énormément. La ventilation naturelle du moteur est à soigner et une ventilation forcée par un mini-ventilateur est une option à envisager. Aux USA, certains compétiteurs font fondre des glaçons sur le moteur avant le départ ou, plus pointu, utilise des refroidisseurs à effet Peltier. Est-ce que celà sert réellement? Cependant, ne pas utliser de bombe réfrigérante, car elle risquerait de faire fendiller les aimants avec le choc thermique.
  • Les masses en rotation, et plus particulièrement dans le cas de la règlementation FVRC qui impose les IAS, pneus assez lourds. Il peut être judicieux de bien choisir ses jantes pour le poids, outre les astuces de préparation habituelles de ces pneus.
  • La carrosserie, qui sera choisi pour ne pas engendrer trop de trainée aérodynamique. La Protoform Stratus 2.0, agile et rapide, avec la possibilité de moduler l'accroche avec les deux ouïes dans l'aileron, représente une bonne base de départ. La nouvelle Team Losi Alfa est à surveiller également de près... La Protoform Alfa 156 reste quand à elle une valeur sûre dans le domaine de la vitesse pure.
  • Enfin, le poids général, qui est vraiment important dans cette catégorie. Essayer de se rapprocher au maxi du poids minimum. Avant d'investir dans des choses coûteuses (style mini-variateur, micro-récepteur, visserie aluminium ou titane...), travailler d'abord sur les choses les plus importantes et économiques, telles que :
    - les jantes. Et comme il s'agit de masses en rotation, c'est encore plus important!
    - la carrosserie. Sans tomber dans un look trop spartiate, il faut éviter de mettre une trop grosse couche de peinture, ne pas se faire chevaucher les couches de couleurs différentes, etc. On peut gagner entre 20 et... 150g (pour les cas extrêmes, si, si!). A savoir également que les autocollants intérieurs de carrosserie pèsent environ 20g...
    - éviter les coûteuses (du point de vue économique et poids) options en aluminium si elles n'ont pas une réelle utilité.
    - réduire la longueur des câbles, enlever les prises, en plus de l'avantage purement électrique, permet également de gagner de précieux grammes!

Conclusion

Les astuces fournies procurent plus en réalité une bonne répétabilité des performances qu'une augmentation sensible de celles-ci. Il convient de ne pas trahir l'esprit "low-cost" des catégories "Amateurs" ou "Promotion" pour que celles-ci remplissent leur rôle de catégorie d'introduction et d'apprentissage de la compétition. La perfomance n'est jamais plus belle que quand elle est réalisée honnêtement.

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Textes et photos de Georges avec les conseils de WPV.
Merci à CB de SMS pour les compléments d'informations.