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Les carburateurs de la CB750

Le carburateur est un des moyens de résoudre le problème suivant : fournir au moteur un mélange gazeux, combustible, homogène et correctement dosé pour toutes les vitesses de rotation du moteur. Pendant longtemps, ce moyen a été le seul. Il y a eu ensuite l'injection, directe ou indirecte, électronique ou non. 

Pour un même modèle de CB750, les carburateurs ont évolué. Il faut donc vérifier sur la nomenclature la référence de chaque pièce, puisqu'elle peut être différente selon le numéro du moteur. 

Les types de carburateurs sont nombreux. Voici un tableau de ce qui a été monté aux USA entre 1969 et 1983. Il est vraisemblable que les USA n'ont pas été les seuls à suivre ce schéma. 

Année Modèle Gravure Note Flotteurs Gicleur principal Gicleur de ralenti   Vis d'air dévissée de (tours)
Year Model Casting # Note Float Main jet Slow jet JN Screw
69-76 CB750K B750A & 7A 1 26 120 40 3 1
    657A 1 26 110 40 4 1
    657B & 086A 1 26 105 40 4 1
77 CB750K 41A 2 12.5 115 35 1 11/2
78 CB750K PD42B 2 14.5 110 35 NA  
79-81 CB750K/C VB42A 3 15.5 68/102 35 NA 11/2
82 CB750K VB42AG 3 15.5 68/102 35 NA 11/2
81 CB750C VB42A 3 15.5 68/102 35 NA 11/2
82 CB750C VB42G 3 15.5 68/102 35 NA 11/2
82-83 CB750SC VB42AG 3 15.5 68/102 35 NA 11/2
75 CB750F B750A & 7A 1 26 105 40 3 1
    657A & 657B 1 26 105 40 4 1
76 CB750F 069A 1 26 105 38 2 1
77 CB750F PD41B 2 14.5 105 35 2 1
78 CB750F PD42A 2 14.5 105 35 NA  
79 CB750F VB42B 3 15.5 68/100 35 NA 11/2
80 CB750F VB42B 3 15.5 68/98 35 NA 11/2
81 CB750F VB42B 3 15.5 68/102 35 NA 11/2
82 CB750F VB42AG 3 15.5 68/102 35 NA 11/2
75-77 CB750A PD44A 2 14.5 102 38 3 11/2
78 CB750A PD43A 2 12.5 108 38 NA 11/8
Source: http://members.tripod.com/~Wrenchbender/specs.html (lien rompu).
"JN" (Jet needle ou aiguille de gicleur) indique la position du circlip de fixation de l'aiguille sur le boisseau. Les crans sont comptés depuis l'extrémité haute de l'aiguille. Quand le réglage n'est pas possible, il est porté "NA" (not applicable) dans la colonne (informations de Philippe).

Notes sur les modèles (source : http://members.tripod.com/~Wrenchbender/types.html) ; lien rompu).

Carburetor Type Description Modèles / Models
1

Deux gicleurs
Boisseau mécanique
Pre-EPA *

 
o Vis de richesse d'air totalement accessible
o Fully Accessible Air-Bleed Type Idle Mixture Screw
o Gicleur de ralenti remplaçable 
o Replaceable Slow Speed Jet
o Aiguille ajustable
o Adjustable Jet Needle
o Pas de pompe de reprise
o No Accelerator Pump
 

350 Four
400F
500 Four
550K&F jusqu'à / Thru 76
750K&FKA jusqu'à / Thru 76

2

Deux gicleurs
Boisseau mécanique
EPA *

 
o Vis de richesse d'essence partiellement accessible
o Partly Accessible Emulsion Type Idle Mixture Screw
o Gicleur de ralenti non remplaçable (certains modèles)
o Non-Replaceable Slow Speed Jet, Some Models
o Aiguille non ajustable (certains modèles)
o Non-Adjustable Jet Needle, Some Models
o Certains modèles avec pompe de reprise
o Accelerator Pump, Some Models
 

550K&F 77-78
750K&F&A 77-78
650 79-80

3

Trois gicleurs
Boisseau à dépression
Conform aux spécifications EPA*

o Vis de richesse cachée
o Hidden Emulsion Type Idle Mixture Screw
o  Gicleur de ralenti non remplaçable (certains modèles)
o Non-Replaceable Slow Speed Jet, Some Models
o Aiguille non ajustable (certains modèles)
o Non-Adjustable Jet Needle, All Models
o Vanne de coupure d'air (certains modèles)
o Air Cut Valves, All Models
o Deux gicleurs principaux séquentiels
o Twin Sequentially Functioning Main Jets
o Pompe de reprise, tous modèles
o Accelerator Pump, All Models

750 79-82
900 80-82
1000 (83)
CBX (79)

4

Deux gicleurs
Boisseau à dépression
Conform aux spécifications EPA*

 
o Vis de richesse cachée
o Hidden Emulsion Type Idle Mixture Screw
o  Gicleur de ralenti non remplaçable (certains modèles)
o Non-Replaceable Slow Speed Jet, Some Models
o Aiguille non ajustable
o Non-Adjustable Jet Needle
o Vanne de coupure d'air
o Air Cut Valves
o Un seul gicleur principal
o Single Main Jet
o Pompe de reprise
o Accelerator Pump
 
650 81-82
CBX 80-82
1100F (83)
 
* EPA : la loi sur l'air propre (the Clean Air Act) aux Etats-Unis


  La loi sur l'air propre de 1955 est reconnue comme étant la première loi fédérale américaine concernant les émissions de gaz par les automobiles. Révisée en 1960, elle entraîna le premier système de récupération des vapeurs d'huile du moteur, et avec son extension en 1965 créa le bureau des ressources de l'air de Californie (California Air Resources Board (CARB)). Plusieurs modifications eurent lieu en 1966 et 1967, et en 1969, le président Nixon créa la loi qui mena finalement à la création de l'agence de la protection de l'environnement (Environmental Protection Agency (EPA)), ce qui permit au Congrès d'imposer aux constructeurs des recherches sur les technologies nouvelles, et établit les normes nationales de qualité de l'air, incluant une réduction de 95% des émissions par les voitures sorties après 1975. L'amendement de 1977, effectif au 1er janvier 1978, s'appliqua pour le 1ere fois aux motos...   

   The Clean Air Act of 1955 is recognized as the first federal legislation addressing auto emissions. Revised in 1960, it resulted in the first crankcase vapor control systems, and with its expansion in 1965, established the California Air Resources Board (CARB). More changes came during 1966 and 1967, and in 1969 President Nixon wrote the law which ultimately led to the 1970 creation of the Environmental Protection Agency (EPA), which opened the door for Congress to coerce manufacturers into researching new technology, and established national air quality standards, including a 95% reduction in emissions from new autos by 1975. The Act’s 1977 amendment, which became effective on the following January 1 (1978), is perhaps the most significant to motorcycling, as it added tampering consequences such as $10,000 fines, and for the first time specifically targeted motorcycles. The amendment also required manufacturers to add emissions warranties to their regular written warranties, which spell out the emission-related vehicle parts the federal government require to last a specified time, usually longer than the standard warranty.

 

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Le carburateur des K7

Voici deux photos permettant de se repérer dans cet appareil compliqué. Il s'agit là du carburateur qui équipe la K7 ; ceux des modèles K0 et K1 d'une part et K2 d'autre part sont différents. 

 

 

Le ressort de biellette

Il y a dans le corps des carbus de K7 / F2 (et peut-être d'autres modèles) un petit ressort mystérieux, qui relie deux axes métalliques : celui solidaire du boisseau et celui solidaire de la patte venant du palonnier. Quand on ouvre les gaz, le palonnier tourne, fait pivoter la patte qui porte un axe, ce qui tire sur une biellette recevant les deux axes en question, et la biellette soulève le boisseau. A quoi sert donc ce petit ressort ?

Il sert à rattraper les jeux entre les deux axes et les deux trous de la biellette, et à contribuer à une bonne précision du dosage des gaz.

carbu_ressort.jpg (42016 octets) carbu_ressort2.jpg (38616 octets)

En l'absence de ressort, voici ce qui se passe quand on ouvre les gaz et quand on les referme :

On peut voir que du fait des jeux entre les axes et les trous de la biellettes, le boisseau peut rester immobile alors que la patte du palonnier descend (ou monte) de deux fois le jeu, c'est à dire de 2/10 de millimètres environ. Or un tel déplacement correspond à une variation de régime non négligeable. 

En ajoutant le ressort, on plaque en permanence les deux axes sur le même bord des trous, et on annulle les jeux. La précision de conduite en est grandement améliorée.

Pour ceux qui voudraient faire ou faire refaire le ressort :

 

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Caractéristiques et réglages

Sur la CB750, les carburateurs utilisés sont tout à fait classiques. Ce sont des Keihin à cuve concentrique et à boisseau cylindrique. 

  CB750 (K0) K1 et K2 K6 F1 K7 F2
Type Keihin PW 28-4 PD 28 PD 28
Marquage   7A 086A 069A 41APC 41BP F7
Diamètre 28
Gicleur principal 120 K1 : 105 ; K2 : 110 105 115 105
Gicleur de ralenti 40 38 35
Puit d'aiguille 7,6 x 38
Diam. d'aiguille  2,48 mm
Réglage (cran) 2 1 2
Vis d'air desserrée de (tours) 1 ± 1/8 1 ± 3/8 1 ± 1/8 1 ± 3/8 1,5 ± 1/2
Hauteur des flotteurs 26 mm 14,5 mm 12,5 mm
Régime de ralenti (min-1) 900 950 1000
             

Gravure du type sur les carburateurs Keihin :

 

Gravure "657A" sur un carb. de K2

 

Gravure "PD" sur un carb. de K7   Gravure "2B" sur le même carb. de K7. Il y a aussi le chiffre qui désigne le numéro du carbu dans la rampe. Ici, on voit le "1", qui est le carburateur le plus à gauche.

 

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Pompe de reprise sur les K7 et F2

Les CB750 K7 et F2 ont été équipées d'un carburateur à pompe de reprise. Un carburateur, oui, puisqu'un seul sur les quatre de la rampe avait cette pompe. Mais cette pompe de reprise unique envoyait le carburant dans les quatre corps par trois petits tubes en caoutchouc. 

Définition : la reprise est le passage de la marche sur le ralenti  à la marche sur le carburateur principal (ou marche normale).  Elle est caractérisée par un appauvrissement du mélange. Si le carburateur n'est équipé d'aucun dispositif spécial, on constate au moment de la reprise un trou dans la carburation, le moteur a des ratés, et peut même caler, ce qui est l'indice d'un mélange trop pauvre. Cet appauvrissement est dû à deux causes :

Pour ces raisons, il est nécessaire d'accompagner l'ouverture du papillon de l'envoi dans la tuyauterie d'une quantité d'essence supplémentaire, destinée à compenser l'appauvrissement. Ceci est réalisé par la pompe de reprise. Il en existe plusieurs types, à piston, à membrane, et peut-être d'autres.

La pompe de la CB750 : elle est du type à membrane. Une espèce de came se trouve sur le même axe que celui qui entraîne les boisseaux. Quand on tourne la poignée des gaz, ce câble tire sur la périphérie d'un tambour, fait tourner l'axe en question, et les boisseaux sont tirés vers le haut. Le passage d'air augmente, l'aiguille monte, et ça accélère. La came de la pompe de reprise pousse une tige qui descend jusqu'à la pompe, située sous le carburateur n°2. Là, elle vient pousser sur une petite membrane qui refoule une petite quantité d'essence vers l'entrée du carbu, en amont du volet d'air du starter.

Voici un schéma très simplifié de la pompe de reprise. Il y manque (probablement) deux clapets qui se trouvent dans les deux tubes d'accès à la chambre de la pompe. Un clapet laisse descendre l'essence vers la chambre, l'autre la laisse remonter vers le carbu.

 

 

Passez la souris sur le schéma pour voir ce qui se passe à la reprise.

On voit qu'une fois que la petite chambre de la pompe s'est vidée, c'est à dire après la reprise, le fonctionnement redevient normal, le carburateur fonctionnant comme si la pompe n'existait pas.

Origine des explications : un ouvrage trouvé dans une brocante, non daté mais vraisemblablement du début des années 50. Il s'agit de "Organisation et fonctionnement des véhicules automobiles", de l'école d'application d'artillerie. Comme j'ai compris comment ça marchait, j'ai fait le schéma... 

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La synchronisation des carburateurs

Quand il y a plus d'un carburateur sur un moteur, il est bon qu'ils soient synchronisés, c'est à dire qu'ils s'ouvrent et se ferment de la même façon quand on tourne la poignée des gaz. Un quatre-cylindres dont les carbus sont mal synchronisés a un ralenti instable et reprend mal depuis les bas régimes. 

Au moment où le piston descend dans un cylindre pendant la phase d'admission, comme le boisseau (ou le papillon) n'est pas complètement ouvert, la pression dans la tubulure d'admission est inférieure à la pression atmosphérique. En termes très simples et en exagérant, le piston aspire l'air extérieur, mais on empêche l'air d'entrer en n'ouvant pas complètement le conduit (le boisseau). On fait donc le vide dans toute la zone ! Suivant le degré d'ouverture du conduit (du boisseau), le vide est plus ou moins grand. Or on veut qu'il soit le même dans tous les cylindres. Il faut régler chaque conduit pour y parvenir. En fait, on règle la hauteur de chaque boisseau jusqu'à obtenir la même dépression dans tous les conduits. C'est pour cela que les carburateurs sont équipés d'une vis de réglage de la hauteur du boisseau, et aussi d'un orifice permettant de brancher l'appareil de mesure de la dépression.

L'appareil de mesure est un manométre, qui dans ce cas s'appelle un dépressiomètre. Il en existe de plusieurs sortes, mécaniques (à tube de Bourdon ou à membrane), à mercure, électroniques. On trouvait, et on trouve encore souvent des dépressiomètres à mercure, mais depuis qu'on sait que le mercure, comme la plupart des métaux lourds, est dangereux pour la santé, ces appareils sont en voie de disparition. Ils sont avantageusement remplacés par des appareils à capteurs électroniques. On peut mesurer la dépresion dans un seul carbu. Il faut alors promener la prise de dépression de cylindre en cylindre, et régler en faisant de nombreux aller et retours parce quand on règle un carbu, on modifie le régime de ralenti, et ça a une influence sur les autres carbus. Il existe des appareils permettent de mesurer deux dépressions à la fois. Ça permet, sur un quatre-cylindres, de faire des comparaisons par paire de cylindres. Ça va plus vite, et c'est plus sûr. Le fin du fin est un appareil mesurant les quatre dépressions à la fois, et les affichant de manière graphique sur des barres lumineuses juxtaposées. La comparaison entre tous les cylindres est immédiate.

Voici la méthode que j'ai utilisée :

J'ai eu la chance de me procurer des capteurs de pression de Motorola. J'ai donc réalisé un petit circuit électronique qui transforme les dépressions en une tension continue, que je lis sur un multimètre à aiguille. J'ai quatre capteurs, chacun relié à une prise de dépression par un tuyau souple. 

Note sur les capteurs : ce sont des capteurs de Motorola assez anciens. Ce modèle précis ne possède pas d'embout pour brancher un tuyau. J'en ai donc collé un, une petite entretoise en plastique de diamètre 6, à l'araldite. Le schéma lui-même est on ne peut plus basique, et le filtre de sortie (10µF / 10K) pourrait être plus élaboré. Mais ça marche...

Il existe sûrement mieux aujourd'hui, et mieux adapté à l'application. Consulter le site Motorola, qui fournit toutes les informations, notes d'applications, notices, etc. En anglais, bien sûr.

http://e-www.motorola.com/index.html (lien rompu).

 

Cliquez pour avoir le schéma en plus grand

Je promène le mutimètre de sortie de capteur en sortie de capteur, et je règle les boisseaux jusqu'à lire les mêmes tensions partout, ou à peu près. Mais quelle tension ? C'est là que ça se complique. En effet, les capteurs que j'utilise mesurent une pression absolue, et délivrent une tension continue fonction de cette pression. La pression atmosphérique absolue "normale" est 1013 hPa (hectoPascal, le Pascal étant l'unité légale de pression, équivalant au Newton/mètre carré). Cette pression correspond à 4,08 V en sortie de capteur. Les pressions à mesurer sont des dépressions, donc des pressions absolues inférieures à 1013 hPa. Cela correspondra en sortie de capteur à des tensions inférieures à 4,08 V. Or on donne classiquement les dépressions en centimètres de mercure par rapport à la pression atmosphérique. Pas simple, ou en tout cas, pas immédiat...

La RTM ne done pas de valeurs de la dépression pour la CB750. 

Le tableau et le graphique ci-dessous montrent les valeurs pour la Kawazaki Z400 quatre-cylindres. On peut supposer que pour la CB750, ce ne sera pas trop différent. Les capteurs sont alimentés sous 5,0 Volts.

Grâce au site http://www.honda4fun.com, on a accès au manuel d'atelier des 350, 500 et 750 Four, en italien. On y apprend que la mesure doit être faite entre 900 et 1000 tours/minute, et que la dépression doit être comprise entre 16 et 24 cm de mercure, avec un écart maxi entre deux carbus de 3 cm. Les valeurs ci-dessus doivent donc être recalculées. Elles deviennent :

Il serait faux de croire que ce raisonnement coule de source. Il m'a fallu plusieurs jours de réflexion pour comprendre le phénomène et établir le tableau et le graphique.

On voit donc que je devrai lire entre 2,64 et 3,12 Volts en sortie pour tous les capteurs, avec un écart maximum entre deux capteurs de 0,48 Volt.

Mise en oeuvre

La CB750 possède des prises de dépression sur les tubulures d'entrée d'air, bouchées par de petites vis de 5 (ISO). Il faut donc se fabriquer des tubes filetés à M5, sur lesquels on vient brancher des tubes souples qui vont jusqu'aux capteurs.

On ouvre les capots supérieurs des quatre carbus, et on se prépare avec un tournevis et une clé plate de 10. Le moteur est mis en route, et laissé tourner quelques minutes pour qu'il atteigne une bonne température (l'huile doit être entre 60 et 70°C). Ensuite, le moteur tournant à 900 - 1000 min-1, on ajuste les vis jusqu'à atteindre sur tous les cylindres la même dépression. C'est très sensible, et il ne faut pas bouger les vis de réglage en serrant les contre-écrous. Plus le réglage s'affine, plus le régime de ralenti peut être abaissé. Quand c'est tout bon, on referme les carbus, on retire les prises de pression et on remet les vis qui les bouchent.

Les prises de dépression

Elles sont réalisées à partir de vis de 5 en laiton. Les vis sont tronçonnées à 15 mm, puis percées suivant leur axe à 1,5 ou 2 mm. Ce n'est pas très facile de percer bien dans l'axe. Il faut une perceuse sur colonne, partir bien au centre, et y aller doucement, avec un forêt correctement affuté pour le laiton. Ou alors, c'est l'idéal, utiliser un tour. Ensuite, sur la vis ainsi préparée, on place un écrou et un bout de tube de laiton à diamètre extérieur de 6. On soude tout ça à l'étain. On nettoie les restes de flux et c'est fait.

 

Les prises réelles ne seront pas tout à fait conformes à ce croquis. La vis sera faite en acier et non en laiton, et le trou fera 2,5. C'est plus facile à usiner avec une perceuse à colonne. Un pro avec un tour peut sûrement faire bien mieux. Mais tel que c'est, c'est tout à fait utilisable.

Opération

Préparer de quoi prendre des notes. Les prises de dépression ayant remplacé les petites vis, les tuyaux jusqu'aux capteurs et le voltmètre étant branchés, démarrer le moteur et le laisser tranquilement chauffer. Mesurer les dépressions (donc les tensions) pour chaque carburateur et les noter. Retirer les couvercles des carburateurs pour avoir accès aux réglages. On constate que sur les K7 et F2, le carbu 2 n'est pas réglable. C'est la référence. 

Dans les trois autres carbus, déserrer le contre-écrou qui bloque la vis de réglage de hauteur du pointeau. Ajuster en lisant la tension. Opérer par itérations successives jusqu'à ce que toutes les tensions soient égales à celles lue pour le carbu 2. Donner quelques coups d'accélérateur, vérifier que les tensions sont toujours égales. Reserrer les contre-écrou, remonter couvercles et vis dans les prises de dépression. C'est fini.

Mesures électriques en différentiel (par comparaison avec le cylindre 2)

Le carbu 2 n'est pas réglable et sert de référence. On mesure donc les trois autres carbus et on compare les tensions en sortie des capteurs à celles lues en sortie du capteur 2. Il semble intéressant de faire une mesure différentielle, en branchant le voltmètre entre la sortie du capteur 2 et celles des trois autres, successivement. On cherche alors à atteindre une tension nulle. Mais avec le schéma ci-dessus, ceci marche mal quand on compare les carbus 1 et 4 au carbu 2, et très bien quand on compare le 2 au 3. 

Pourquoi ? C'est simple : les tensions de sortie  des capteurs oscillent au même rythme que la dépression dans les carbus, laquelle oscille à une fréquence moitié de celle du moteur (la soupape d'admission s'ouvre un tour sur deux). Ces oscillations sont en phase entre les cylindres 1 et 4 d'une part, et 2 et 3 d'autre part, du fait de la construction du vilebrequin. Quand on se branche en différentiel, les oscillations en phase s'annulent, et la tension lue n'oscille presque plus. En revanche les oscillations en opposition de phase s'ajoutent, et on voit une aiguille du voltmètre s'agiter frénétiquement. La lecture du zéro quand on compare 2 et 1 puis 2 et 4 est difficile. 

Je prépare un filtre un peu plus élaboré pour les sorties capteurs. A bientôt.

 

8 décembre 2002 / 5 janvier 2003

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