C’est à la lecture d’un entrefilet dans le dernier Motomag que m’est venu l’idée de cet article. Il y était question de la consommation d’huile d’un moteur boxer de R1150. BMW avançait une valeur moyenne de 0.3 l / 1000 km avec une huile SAE 15W-50.

    Ma K1 consomme t-elle beaucoup d’huile ?

    La consommation d’huile moteur a principalement 2 sources. Des fuites internes et des fuites externes.

    Je laisserai volontairement les fuites externes de côté pour cet article. En effet, une fois la fuite colmatée, la consommation d’huile provenant de cet endroit devient nulle.

    Les fuites internes sont elles aussi divisibles en plusieurs catégories: les "normales" et les "minimales".

    Les "minimales" sont celles qui sont quasi-nulles sur un moteur neuf : par exemple entre guide et tige de soupape ou dans le palier central d’un turbocompresseur. Celles-ci augmentent en même temps que l’usure du moteur.

    Les "normales" se résument à une seule source : la remontée d’huile moteur le long des segments pour finir dans la chambre de combustion. Sur les moteurs modernes, cette fuite interne bien que (j’insiste) normale est également minimale. Minimale mais normale car telle que conçue une segmentation ne peut que laisser passer de l’huile.

Le mécanisme de la consommation d'huile. "a" jeu latéral, "b" jeu radial, "r" jeu piston-cylindre.

    Il faut savoir que c’est surtout le second et le troisième segment qui ont une influence importante sur la consommation d’huile. Il existe encore un autre passage non représenté et beaucoup plus direct, c’est celui qui est dû au jeu à la coupe. Baptisons le "c".

    A partir du schéma ci-dessus, il est devient facile de lister les facteurs influençant la consommation d’huile dite "normale":

- la dimension des jeux a, b, c et r : plus ils augmentent, plus il y a de place pour que l’huile passe
- la tare : c’est l’effort qu’exerce le segment sur la paroi du cylindre parce qu’il est comprimé. Plus la tare est élevée, plus le segment raclera d’huile mais les pertes par frottement et l’usure seront aussi plus conséquentes (eh oui un segment est une fois de plus un bon vieux compromis)
- le diamètre et le nombre de pistons : plus ces nombres sont élevés, plus il y a de passages
- la viscosité de l’huile: très épaisse, elle a plus de difficulté à passer. Mais très fluide, elle peut aussi être facilement raclée par les segments. Il en passe alors moins… Deux écoles s’affrontent et je crois qu’elles ont raison toutes les deux. Le facteur viscosité est sans doute à associer à la dimensions des jeux a, b, c et r ainsi qu'aux valeurs de tares et aux profil des segments
-  la température de l’huile(charge moteur, type de refroidissement): elle a une influence sur la viscosité ce qui nous ramène au point précédent
-  la fréquence de rotation du moteur: plus les pistons montent et descendent par unité de temps, plus le mécanisme de la consommation d’huile se répète
-  le rapport volumétrique de compression : plus il est élevé, plus la pression côté chambre augmente
-  la conduite: plus on roule plein gaz (papillon très ouvert = grande charge moteur), plus la pression de combustion sera élevée (fort taux de remplissage réel) ce qui nous ramène au point précédent. Si on utilise beaucoup le frein moteur (on coupe les gaz = les papillon sont fermés), plus la dépression dans la chambre sera grande au moment de l’admission (premier des quatre temps). Il en résulte qu’à ce moment l’huile près des segments est littéralement aspirée par la chambre.

    Il devient par exemple pour moi intéressant de comparer mes deux moteurs:
- K589 74 kW, 987 cm³, 4 cylindres, rapport volumétrique de compression 11, 100 CV, 3500 tr/mn à 90 km/h sur K1, alésage 67 mm, cylindres à revêtement superficiel à base de carbure de nickel-silicium (Galnikal® de chez Kolbenschmidt) et
- R259 66 kW, 1085 cm³, 2 cylindres, rapport volumétrique de compression 10.7, 90 CV, 3000 tr/mn à 90 km/h sur R1100 RT, alésage 99 mm, cylindres à revêtement superficiel à base de carbure de nickel-silicium (Gilnisil® de chez Gilardoni)

    Un tableau devrait permettre d'avoir une vue globale:

    Toutes ces valeurs ont été relevées ou calculées à partir des dimensions indiquées par BMW dans ses manuels d’atelier. Aucune donnée théorique n’est publiée pour le contrôle de la cote "b".

    Les valeurs de "r" sont calculées au diamètre. Au rayon il faut les diviser par deux, mais il est bon de savoir que dans un moteur, le piston est toujours plaqué contre un "côté" de la paroi du cylindre en fonction de sa position dans le cycle à 4 temps. On parle de côté poussée (CP) et de côté opposé à la poussée (COP) pour un piston.

    Par rapport à la K1, les limites d’usure de la segmentation ont souvent été divisées par deux. Sans doute pour des histoires de pollution.

    Le jeu latéral "a" des segments de la RT est resté identique ou a été augmenté par rapport à la K1. Ici c’est donc la K1 qui devrait consommer moins d’huile par piston.

    Le jeu à la coupe "c" des segments de la RT a évolué dans tous les sens par rapport à la K1. Difficile de dire a priori qui devrait consommer moins d’huile. On va se fixer un critère ci-dessous.

Petites digressions en considérant que
- toutes les valeurs a, c et r sont nominales,
- que les valeurs de b sont identiques sur les deux modèles et
- que les états de surface des cylindres sont identiques.

Dans ce cas
- le moteur de la K1 tourne 16.7% plus vite que celui de la RT
- la somme des périmètres des pistons sur la K1 (4 X 67 X Pi) est 35.4% plus élevée que sur la RT (2 X 99 X Pi)
- somme des jeux nominaux latéraux: 4 X (0.058+0.037+0.038) = 0.532 mm sur la K1, 2 X (0.058+0.048+0.038) = 0.288 mm sur la RT. Victoire de la RT avec 54% de moins.
- somme des jeux nominaux à la coupe: 4 X (0.3+0.2+0.325) = 3.3 mm sur la K1, 2 X (0.2+0.2+0.4) = 1.6 mm sur la RT. Victoire de la RT avec 52% de moins. En prenant seulement le jeu le plus petit (« bottleneck ») cela donne 4 X 0.2 = 0.8 mm sur la K1 et 2 X 0.2 = 0.4 mm sur la RT soit encore 50% de moins pour la RT.

    Sur un parcours identique, à vitesse identique, à comportement identique, la K1 devrait alors consommer grossièrement 270% d’huile de plus que la RT!

    Il y a un facteur que je n’arrive pas à quantifier c’est la dépression à la fermeture des gaz. La RT a beaucoup plus de frein moteur que la K1. Cela fait certainement repencher un peu la balance du côté de la RT. Mais de combien ? Mystère.

    A présent on se dit que mes 0.3 l/1000 km de SAE20W-50 sont finalement acceptables comparés
- à la valeur moyenne de la RT et
- à la limite maximum d’un moteur K-4V à savoir 1.5 l1000 km !

    Les K1200 RS de 1996 ont des consommations bien plus raisonnables. Il est fort probable que ni les jeux ni les matériaux n’aient fortement évolués depuis la K1. Alors d’où vient le changement ? Nouvelle conception partielle du bloc? Tare et forme des segments ? Volume des cordons ? Cela signifie aussi que mes critères de calculs sont peut-être complètement mauvais (m’enfin ça m’fait une page de plus sur mon site).