Un peu de théorie

Les moteurs de kart sont des moteurs 2 temps. La catégorie Mini Kart (7 à 10 ans) est quant à elle équipée d'un moteur 2 ou 4 temps puissance Maxi 5 CV. Les Minimes utilisent le moteur IAME Gazelle, les Cadets le moteur Rotax Mini Max.

Les 125cc à boîte de vitesses (avec embrayage ‘manuel’) équipe les catégories KZ1 et KZ2. Les autres catégories sont équipées d’un embrayage ‘automatique’ et d’un démarreur (embarqué), mais sans boite de vitesses. Les plus connus sont le Rotax Max et le X30.

Tous ces moteurs offrent des rendements très élevés proches de ceux d’une Monoplace, les puissances s’échelonnant de 12 (minimes) à plus de 40 cv (125 catégorie KZ2). Cette variation de puissance est due à la cylindrée bien sûr, mais aussi au mode d’admission et à l’architecture interne du moteur.

Les 3 modes d’admission utilisés sur un moteur de kart, sont par ordre croissant de performances, l’admission par jupe de piston, par clapets (En loisir, le plus courant est l’admission par clapets car offrant un rapport efficacité/simplicité intéressant.

L’autre partie clé, de l’ensemble propulseur est le carburateur. La encore, plusieurs technologies : les carburateurs à membranes type Tillotson, où les carburateurs à cuve équipant les moteurs 125

Le carburateur à membranes est très rustique, d’un réglage facile même en course et fonctionne dans toutes les positions. Le débit de mélange est assuré par la dépression causée par le moteur et se trouve contrôlé par l’ouverture du papillon des gaz. Le réglage du dosage air/essence est réalisé en jouant sur la vis pointeau de haut régime, celle qui est marquée H (high). Plus la vis est dévissée, plus le circuit est ouvert et plus il passe d’essence. Cependant, à bas régime, lorsque le papillon des gaz est peu ouvert, la dépression est insuffisante pour aspirer assez d’essence. Il y a un deuxième circuit, le circuit de ralenti (ou progression), arrivant en arrière du papillon des gaz, et réglé par la vis marquée L (low). Plus de détails et réglages de base …

Le carburateur à cuve est un peu plus complexe à appréhender, du fait de nombreux éléments de réglage internes (guillotine, pointeau, flotteurs, …) et est doté d’une pompe à essence. Son fonctionnement se rapproche de celui d’un carburateur de voiture. Voir la gamme des carburateurs

A l’opposé se trouve bien sur l’échappement, élément clé du rendement d’un moteur de kart. A chaque moteur, ou type de moteur correspond un échappement spécifique, calculé par le constructeur pour optimiser les flux internes du moteur. Il va sans dire que l’entretien de pot et le décalaminage sont très important !

L’allumage quant à lui permet d’enflammer le mélange comprimé par le piston dans la chambre de combustion, en produisant l’étincelle au niveau de l’électrode de la bougie. Il se compose d’un ensemble rotor/stator fixé en bout de vilebrequin, de la bobine haute tension, et de la bougie.

Dernier élément de l’ensemble propulseur, la transmission :

• Soit directe par pignon en bout de vilebrequin plus chaine et couronne sur l’arbre arrière,
• Soit par boite de vitesses relayée par pignon-chaine-couronne.

Le Piston

Élément de base du moteur à explosion le piston rempli plusieurs fonctions.

Un des points les plus importants pour de bonnes performances est l’étanchéité de la chambre de combustion. Pour cela le piston est équipé d’un segment souple assurant le contact avec la face intérieure du cylindre. La moindre fuite pendant la phase de compression amènerait une dégradation des performances proportionnelle à la perte de mélange frais, du fait d’une énergie produite moindre pendant la phase combustion.

Le contact entre le segment et le cylindre doit être parfaitement ajusté, mais avec l’usure des fuites se produisent. Le résultat est une perte de puissance dans les bas régimes (8-1100 tr/mn), du fait du temps plus important mis par le piston pour effectuer sa course (donc une fuite durant plus longtemps).

Pour la raison inverse, à haut régime, ces pertes sont moins importantes. Il arrive même que l’on observe un gain de puissance lié à la moindre friction du segment sur le cylindre. On voit donc que le jeu admis entre le cylindre et le segment peut avoir une incidence non négligeable sur les performances d’un moteur.

Moins de jeu, donc plus d’étanchéité, amène une bonne puissance à bas régime, mais par contre pénalise les hauts régimes. Inversement, plus de jeux, donc moins de friction, améliore les hauts régimes, mais pénalise les bas régimes.

Par ailleurs, on notera que les moteurs modernes n’ont qu’un segment, afin de favoriser les hauts régimes. Le blocage du segment sur le piston est réalisé par un ergot dans la gorge du piston. Ceci afin de l’empêcher de tourner, et d’éviter qu’il n’accroche, dans sa partie ouverte, les lumières des transferts pendant sa course.

La jupe du piston est graphitée sur sa face de contact avec le cylindre afin d’améliorer le glissement. Le piston est globalement cylindrique avec une jupe légèrement évasée. Il présente à sa base deux évidements plus ou moins rectangulaires permettant le passage du mélange en provenance du carburateur.

La face supérieure du piston, de forme bombée, est étudiée pour améliorer la propagation du front de flamme et ainsi optimiser la combustion (éviter les imbrûlés, source de déperdition en matière de puissance), mais aussi pour encaisser et répartir la poussée verticale due à l’explosion du mélange.

De plus la forme de la couronne, située au-dessus de la gorge du segment, a, de par son épaisseur et son profil, une incidence sur le flux du mélange à son entrée dans la chambre. Dans ce domaine aussi, certains choix techniques peuvent influencer sur le rendement du moteur dans les bas ou hauts régimes.

Compte tenu des régimes élevés atteints par les moteurs de kart, l’usure mécanique, malgré les performances sans cesse améliorées des huiles, est importante, et oblige à un remplacement fréquent du couple piston-segment, afin de conserver un rendement optimum et constant. L’alésage du cylindre sera aussi contrôlé à chaque révision du haut moteur de manière a lui conserver une forme parfaitement cylindrique et un ajustement parfait avec le piston et le segment.

On considère généralement, pour un usage en compétition, que le piston doit être remplacé au bout de deux heures. Ceci en matière de longévité, mais plus encore en terme de constance de performances. Pour un usage en loisir, à la condition expresse de limiter, par le choix du rapport de transmission, le régime max. du moteur, ces échanges peuvent être espacés à 4 voire 8 heures.

Les bougies

• Bougies froides à utiliser par temps très chaud (indice 340) : Bosch W06CS, NGK B11EG, NGK E105
• Bougies normales à utiliser par temps moyen (indice 310) : Bosch W07CS, NGK B10EG
• Bougies chaudes à utiliser par temps froid ou pluvieux (indice 290) : Bosch W08CS, NGK B9EG

Le rodage

Un rodage effectué dans les règles de l’art est capital pour la vie du moteur mais aussi pour ses performances. Son rôle est de permettre l’ajustement mécanique de toutes les pièces en mouvement, et d’obtenir le jeu fonctionnel adéquat. Dans le doute, confirmez tout cela avec votre réparateur. Il connait bien le matériel qu’il entretient !

Deux cas sont à considérer :

Rodage du piston seul

Il s’effectue en 15 minutes environ, en 2 séries de tour. Une première série pendant laquelle vous ne dépasserez pas 50-60% de son régime max. pendant de courtes accélérations. Ensuite, retour aux stands, le temps que le moteur refroidisse. Puis 2ème série, en poussant les régimes plus haut en vitesse de base, avec des accélérations plus soutenues à 75-80% de son régime max., suivies de graissage à la main. Vous pouvez même, lors du dernier tour de cette série le pousser à 90%. Après quoi, retour aux stands, refroidissement et roulez jeunesse !

NB : si le piston a été changé sans réalésage du cylindre, cumulez les 2 étapes en une seul de 10 minutes.

Après réfection haut et bas moteur

Vous allez étaler le rodage sur non pas deux mais trois séries de 8-10 tours chacune.

Pour la première série, pratiquez comme dans le cas précédent.

Pour la 2ème de même mais sans pousser le moteur au-delà de 80%. Réalisez enfin une 3ème série pendant laquelle vous le pousserez franchement, même en ligne droite, avec quelques pointes à charge maxi.

Pensez à bien graisser à la main après chaque grosse accélération, et assurez-vous de vos réglages carbu.

N’oubliez pas qu’il faut 60 sec. à votre moteur pour atteindre sa température de fonctionnement.

La rédaction de cet article est assurée par André Prat et Didier ROSÉ