Ecocat Partie IV

Keisler Engineering associe l’Ecotec au Tremec

Voir les 3 photoswpengineWords10 juin 2005

Dans le cadre du projet ECOCAT de KIT CAR, la caractéristique la plus unique prévue est l’utilisation d’un moteur Ford Ecotec de 2,2 litres pour la “motorisation”. Bien que les modifications apportées à la carrosserie aient été extrêmes, la conversion d’un moteur à traction avant en un moteur à traction arrière est l’élément déterminant d’ECOCAT.

En fait, le moteur Ecotec que l’on trouve couramment dans les modèles Cavalier et Sunbirds de GM a été le catalyseur qui a lancé l’ensemble du projet. Nous l’avons considéré comme une option de moteur léger avec un grand potentiel d’amélioration de la puissance, capable de fournir à la fois puissance et économie. De plus, nous avions l’un des petits moteurs et nous ne pouvions pas résister à la tentation du hot rodding !

Nous ne nous attendions pas à la quantité de planification et d’ingénierie que nécessiterait la conversion de la traction avant à la traction arrière avec cette configuration. Shafi Keisler et son équipe de Keisler Engineering (Knoxville, TN) ont été notre salut. Bien que nous connaissions Shafi depuis un certain temps grâce aux kits de conversion Tremec à cinq et six vitesses de sa société pour les voitures musclées, ce projet était cependant très différent de tous leurs défis précédents.

Si vous envisagez de faire cette conversion, jetez un coup d’œil à l’interview que nous avons réalisée avec Shafi Keisler, qui nous a donné son point de vue sur ce qu’il a fallu pour développer ce produit, qu’il vend maintenant par l’intermédiaire de sa société. Nous sommes extrêmement reconnaissants à M. Keisler et à son équipe pour leur travail acharné au nom du projet ECOCAT de KIT CAR et pour avoir offert aux lecteurs de KIT CAR une exclusivité du secteur.

KC : Quand on vous a présenté ce concept car et sa combinaison inhabituelle de moteur et de transmission, quelle a été votre première réaction et pourquoi vous êtes-vous engagé ?

Keisler : L’excitation et l’inquiétude sont deux réactions qui ont clairement résonné dans mon esprit ainsi que dans celui de notre équipe de conception chez Keisler Engineering. Ce projet a été notre première conception de système de transmission à faire passer un moteur à traction avant en configuration de traction arrière. Chez Keisler Engineering, nous avons un faible pour les produits inhabituels ou de niche. Notre tout premier système de transmission manuelle était destiné aux voitures Jaguar à moteur V12 (XJ-S) utilisant la boîte automatique à trois vitesses GM TH400, en les convertissant à notre système de surmultiplication à cinq vitesses Tremec TKO ou à six vitesses T56 conçu sur mesure.

La majorité de nos activités concerne les systèmes de transmission et les composants pour les véhicules à propulsion V-6, V-8, V-10 ou V-12. Pour le projet ECOCAT, nous considérons cette combinaison de transmission comme une vague du futur. L’utilisation du moteur Ecotec à quatre cylindres en ligne et d’un système de transmission à cinq ou six vitesses surmultipliées offre un moteur moderne à haut rendement au marché de niche des kits et répliques de propulsion à roues motrices, des barres de rue et d’autres véhicules spécialisés. L’économie de carburant et la fiabilité mécanique, associées à une conception compacte, à la facilité d’installation et aux multiples positions de changement de vitesse, offrent un produit attrayant pour les constructeurs du futur.

KC : Comment avez-vous abordé un projet aussi difficile ?

Keisler : La planification de projets est toujours notre première activité. Comme le dit le vieil adage : “Un bon plan donne un bon résultat”. Comme vous pouvez l’imaginer, un projet de ce type nécessite une quantité considérable de ressources pour créer un produit de qualité. Au cours de la phase de planification, nous établissons les objectifs à atteindre, puis les besoins détaillés des articles.

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Parmi ces éléments pour le projet ECOCAT, citons le concept de conception de l’adaptateur de carter d’embrayage, la disposition du système d’actionnement hydraulique de l’embrayage, la réalisation des prototypes, l’ajustement des essais et les dessins du produit. Pour l’avenir, nous avons également élaboré un manuel d’installation et des images d’assemblage étape par étape, des manuels de production et déposé des demandes de brevet.

KC : Après avoir élaboré le plan, comment “acheter des pièces” pour assurer la compatibilité et relier les composants à un ensemble fonctionnel ?

Keisler : Comme les grands constructeurs automobiles et les entreprises de pièces détachées, nous avons mis en place des plates-formes de produits qui servent de base au développement de nouveaux produits. Ces plates-formes sont les éléments de base du système de transmission complet, ou kit, que nous fabriquons. Pour le projet ECOCAT, nous avons dû créer ou ajouter de nouveaux produits pour le carter d’embrayage, le disque d’embrayage, le système hydraulique d’embrayage et l’engrenage d’entrée de la transmission, pour n’en citer que quelques-uns.

Pour le carter d’embrayage, nous avons décidé d’utiliser notre nouveau carter d’embrayage de 10,5 pouces en aluminium titane de type GM, plus un adaptateur moteur, que nous avons conçu. Cela nous donne la possibilité d’utiliser un nombre illimité de transmissions, y compris nos versions personnalisées des transmissions manuelles Tremec TKO à cinq vitesses et T56 à six vitesses surmultipliées. Cela nous permet également d’utiliser des boîtiers d’embrayage approuvés par le SFI pour les pilotes de course de dragster.

La sélection des composants des produits, ou “achats de pièces” si vous préférez, tient compte des pièces de rechange et de la facilité d’entretien. Par exemple, nous avons conservé le type d’arbre d’entrée 1 1/8 x 26, qui est la taille de l’arbre d’entrée GM à usage intensif utilisé sur la plupart des voitures particulières performantes depuis 1970. Un changement d’embrayage est aussi simple qu’un appel téléphonique ou une visite au magasin de pièces détachées local. À partir de tout cela, nous avons mis au point un système de transmission efficace, rentable et globalement simple à installer et à entretenir pour l’utilisateur final.

KC : Il fallait évidemment des pièces usinées spéciales pour relier le moteur à la transmission. Quelles mesures prenez-vous pour fabriquer une telle pièce ?

Keisler : La conception de produits est l’un des points forts de notre entreprise et nous avons utilisé nos outils d’ingénierie pour développer les pièces spéciales qui ont été intégrées au projet ECOCAT. Voici quelques-unes des étapes utilisées pour fabriquer une seule pièce de l’ensemble du système de transmission : l’adaptateur de carter d’embrayage.

Étape 1 – La rétro-ingénierie : Pour faire fonctionner le système de transmission à propulsion arrière avec l’Ecotec, nous avons dû comprendre la façon dont la transmission d’origine était fixée au moteur, y compris le montage du démarreur, la construction du volant, le plateau d’embrayage et le disque. Nous avons recueilli de nombreuses données à l’aide d’outils de mesure de précision, comme notre machine de mesure des coordonnées à sept axes. Nous avons en fait scanné l’ensemble du moteur : la surface de montage du carter d’embrayage, les détails du démarreur, la bride du vilebrequin et le volant. Cela a permis à nos ingénieurs d’obtenir les données de construction nécessaires pour développer l’adaptateur du carter d’embrayage, ainsi que les dessins d’assemblage et de composants.

Étape 2 – Modélisation du produit : Avec les données en main, nos ingénieurs procèdent à la conception de l’ensemble de la chaîne cinématique. Un assemblage en 3D de la chaîne cinématique est construit sur l’ordinateur, et des dessins en 2D sont réalisés pour le département de production afin que les composants puissent être construits.

Étape 3 – Réalisation de composants de prototypes : La fabrication de pièces prototypes est coûteuse et prend du temps. Avant de fabriquer l’adaptateur moteur en acier, nous l’avons fait en bois et l’avons monté sur le moteur, puis nous avons ajouté le carter d’embrayage et la transmission. Cette vérification physique avec des pièces “factices” est utile. Cette étape nous a permis de connaître les interférences du rail d’eau, ainsi que d’autres informations importantes concernant la manière dont l’adaptateur moteur serait installé par le client. Des modifications ont été apportées au dessin pour refléter les changements de conception, et l’adaptateur du carter d’embrayage a ensuite été fabriqué en acier. À ce stade, la sélection des fixations est faite, et l’ajustement des essais et des re-tests est effectué pour garantir un résultat de qualité et reproductible.

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KC : Lorsque le projet a commencé à se mettre en place, des complications invisibles se sont-elles produites ?

Keisler : Nous avons eu de nombreuses petites complications pendant le développement, mais c’est habituel et attendu pour un projet de cette envergure. Voici quelques obstacles auxquels nous avons dû faire face pendant le développement de la conversion Ecotec.

Interférence entre le rail et l’eau : La pompe à eau interférant avec le carter d’embrayage, nous l’avons coupée avec un chalumeau à flamme. Non, je plaisante ! La rampe d’eau arrière se heurtait directement à la position de l’adaptateur du carter d’embrayage en raison d’une contrainte de conception que nous avons établie très tôt pour faire du carter d’embrayage un type standard de GM. Nous avons donc soigneusement démonté les éléments de la tuyauterie, ce qui a nécessité la dépose du bouclier thermique du collecteur d’échappement, et nous avons déterminé qu’un nouveau tracé de conduite d’eau pouvait être facilement remplacé par le mécanicien du moteur ou le constructeur automobile.

Palier hydraulique : Grâce à notre nouvel adaptateur de carter d’embrayage et à notre carter d’embrayage de 10,5 pouces accouplé au moteur Ecotec, la distance entre la transmission et les doigts du plateau d’embrayage était plus longue que pour tout autre modèle précédent que nous avions en production. En conséquence, une nouvelle base de montage a été construite pour notre palier hydraulique. Cela a été facile, car notre système hydraulique est de conception modulaire et ne se limite pas à la longueur du piston. La fonction de purge automatique de notre système d’actionnement d’embrayage hydraulique a été conservée. Les installateurs apprécient les systèmes hydrauliques de Keisler Engineering pour leur facilité d’utilisation, et les conducteurs apprécient la réponse précise et légère de la pédale, ainsi que le fait que nos paliers hydrauliques sont testés à plus de 1,5 million de cycles pour un fonctionnement sans défaillance. Aucune de ces caractéristiques clés n’a été sacrifiée pour la transmission Ecotec-Keisler.

Engrenage d’entrée de la transmission : Comme pour le palier hydraulique, nous avons dû fabriquer un engrenage d’entrée de longueur spéciale pour tenir compte de l’emplacement du palier pilote dans le vilebrequin du moteur Ecotec. Ceci a été réalisé à un coût raisonnable grâce à nos capacités de fabrication, et a permis l’utilisation d’une cannelure d’entrée d’embrayage de 1 1/8 x 26 dents, ainsi que d’un coussinet pilote GM.

KC : Alors que le dernier boulon a été mis en place et que quelques tirs d’essai ont été effectués, quelle a été votre réaction et celle de votre équipe ?

Keisler : Notre équipe – Pat Huffstetler, Thomas Shields, Chuck Wilson, George Thompson, John Knoll et moi-même – a été ravie et fière de voir la transmission Ecotec-Keisler à cinq vitesses. L’un de nos techniciens de montage prévoit d’installer cette combinaison dans son camion de sport Chevy S-10 (qui utilise un emplacement de levier de vitesses différent de celui de l’Ecocat). Le système a l’air d’être conçu pour fonctionner. Nous sommes impatients de voir le marché adopter cette dernière combinaison de transmission gagnante, car le potentiel est infini en matière de voitures en kit et de répliques, de barres de rue, etc.

KC : Sur la base des rapports de transmission disponibles, quel était le rapport de transmission arrière suggéré pour la voiture de 300 ch projetée, pesant 1 875 livres ?

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Keisler : Si la voiture doit être utilisée pour la conduite sur route, je recommande un différentiel de 3,70 ou 3,90 avec une surmultiplication de 0,82 en cinquième vitesse. Sinon, je recommanderais un différentiel de 3,50 ou 3,70 avec 0,64 pour la route, la bande et l’autoroute.

KC : Quelles applications voyez-vous pour ce produit à l’avenir ?

Keisler : Avec le fort marché des kits, des répliques, des street rods, des voitures de sport et des petits camions de carrosserie récents, les applications semblent illimitées. J’aimerais voir davantage de projets de voitures en kit similaires à ECOCAT développer l’intérêt du marché comme alternative à la puissance des petits blocs V-8. Les voitures construites pour des performances complètes – vitesse, maniabilité, conduite et facilité d’entretien – peuvent bénéficier au maximum de la chaîne cinématique Ecotec-Keisler.

Je m’attendrais à ce que les véhicules à petits compartiments moteur tirent bien profit de cette combinaison. Peut-être verrons-nous cette transmission installée en rattrapage sur certaines petites voitures nationales et importées qui ont besoin de composants de transmission plus lourds et de meilleurs rapports poids/puissance. Avec l’augmentation des coûts du carburant et l’attention accrue portée à l’environnement, cette transmission offre à de nombreux propriétaires un moyen rentable d’intégrer la qualité, la performance et le plaisir dans leur projet spécial.

KC : Bien que notre voiture de projet ne soit pas encore terminée, pouvez-vous nous dire quelles sont les performances que l’on peut attendre de ce kit de conversion installé dans ce type de voiture ?

Keisler : Je m’attends à ce que des temps inférieurs à 6 secondes (0-60 mph) et supérieurs à 12s ou inférieurs à 13s (quart de mile) puissent être obtenus avec l’ECOCAT ou un véhicule à rapport puissance-poids similaire utilisant la transmission Ecotec-Keisler. Le moteur suralimenté étant facilement disponible sous forme de caisse, les tuners de puissance animeront un peu le moteur, et notre système de transmission pourra facilement supporter 650 ch/650 ft-lb et plus. Pour le conducteur soucieux de l’économie, il devrait être facile d’atteindre 25-33 mpg dans des conditions normales de conduite sur autoroute avec la version normalement aspirée du moteur.

KC : Lorsque le projet sera terminé, nous testerons la voiture et nous verrons dans quelle mesure ces prévisions sont proches des performances réelles d’ECOCAT. Ayant maintenant terminé cet exercice de transmission, êtes-vous heureux d’avoir relevé ce défi, et est-ce courant pour votre entreprise de répondre à n’importe quelle application ?

Keisler : Nous sommes certainement fiers de faire partie d’un projet bien préparé et nous nous réjouissons de faire partie de l’avenir du moteur Ecotec pendant de nombreuses années. Jusqu’à présent, nous nous sommes attaqués à toutes les chaînes cinématiques pour lesquelles nous avons tenté de concevoir un système de transmission : GM, Chrysler, Ford et Jaguar, de quatre à douze cylindres, et la plupart des voitures musclées, des voitures en kit, des tiges de rue ou des camions.

Bien que notre offre ne soit pas illimitée, nous pouvons satisfaire la plupart des personnes qui recherchent une transmission manuelle à surmultiplication de haute qualité pour les applications aux roues arrière. Nous élargissons et actualisons constamment notre offre de produits. Les constructeurs devraient nous appeler ou nous envoyer un courriel, ou encore visiter notre site web, car il y a toujours quelque chose de nouveau en préparation. Nous espérons que les contributions que nous apportons à ce secteur du marché procureront d’innombrables heures de plaisir de conduite à de nombreux passionnés pour les années à venir.

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