Cummins 4BT 101

2 Le moteur 4BT est utilisé dans les camions utilitaires commerciaux et les équipements de construction industrielle depuis la fin des années 1980 et, en raison de sa fonctionnalité extrêmement basique, fonctionne bien comme moteur de transplantation lorsque des contraintes d’espace limitent l’utilisation du plus grand Cummins 5,9L à six cylindres. Avec la culasse du moteur 4BT, quelqu’un ayant une expérience du 12V Cummins devrait se sentir tout à fait à l’aise ; le 4BT est pratiquement le même, juste deux pistons en moins, bien sûr.

1 Le moteur diesel Cummins 4BT 3,9L est devenu une plateforme extrêmement populaire pour les projets de conversion au cours des deux dernières années, et pour une bonne raison. Partageant pratiquement toutes les pièces internes et externes avec son frère, le Cummins 5,9L 12V que l’on trouve dans les pickups Dodge Ram de 1989 à 1998, et venant comme équipement régulier dans des applications commerciales et industrielles, la disponibilité des pièces, le potentiel de puissance, le kilométrage de carburant et l’absence d’électronique en font un moteur facile à aller chercher quand il est temps de serrer une plateforme diesel dans les rails du cadre d’à peu près n’importe quoi.

2 Le moteur 4BT est utilisé dans les camions utilitaires commerciaux et les équipements de construction industrielle depuis la fin des années 1980 et, en raison de sa fonctionnalité extrêmement basique, fonctionne bien comme moteur de transplantation lorsque les contraintes d’espace limitent l’utilisation du plus grand six cylindres 5,9L Cummins. Avec la culasse du moteur 4BT, quelqu’un ayant une expérience du Cummins 12V devrait se sentir tout à fait à l’aise ; le 4BT est pratiquement le même, juste deux pistons en moins, bien sûr.

3 Le moteur 4BT utilise un système simple à deux soupapes par cylindre, évidemment une pour l’admission et une pour l’échappement. Bien que cette conception soit quelque peu  » dépassée  » avec l’introduction de la conception à quatre soupapes par cylindre que l’on trouve dans les moteurs 6BT de 1998,5+, c’est encore une conception suffisante et robuste, en particulier sur les applications de 130-180 ch de faible cylindrée pour lesquelles la plupart des moteurs 4BT ont été conçus.

4&5 ACD Engines de Salt Lake City, Utah, est un solide distributeur de moteurs et de pièces Cummins avec des années d’expérience dans les plateformes 6BT et 4BT. Grâce à ses pratiques commerciales, il s’est fait connaître pour ses projets de conversion 4BT et vient de mettre au point de tout nouveaux composants internes de moteur afin d’amener le quatre-cylindres diesel de 130 ch industriel moyen à de tout nouveaux sommets de performance. En commençant par une bielle et un piston de conception unique, ACD proposera bientôt des kits Stroker complets pour tous ceux qui souhaitent augmenter la puissance de leur plateforme 4BT. Sur la première photo, on peut voir la nouvelle bielle en H de 4340, spécialement conçue pour le moteur 4BT. Ces bielles permettent non seulement d’augmenter la course du moteur, mais aussi d’offrir une durabilité inégalée pour résister aux pressions extrêmes des cylindres lors de l’utilisation de la puissance et du couple massifs de ces moteurs. La deuxième photo montre la nouvelle tige en H (en haut) à côté d’une tige 4BT d’origine (en bas). Un œil non averti ne remarquera peut-être pas grand-chose, mais la conception et le matériau des bielles ACD sont bien supérieurs.

6 Un gros plan des deux extrémités de piston des bielles montre d’où provient une partie de la course supplémentaire du piston. Remarquez le diamètre beaucoup plus petit utilisé pour loger l’axe du piston. Cette nouvelle conception de bielle a été développée pour être utilisée exclusivement avec les pistons forgés sur mesure ACD qui utilisent un axe de poignet en acier à outils. L’association de la bielle et du piston augmente la course du piston du 4BT, qui passe de 4,72 pouces à 5,430 pouces. À lui seul, ce système augmentera les pouces cubes du moteur d’un OEM 239 à un peu plus de 275, transformant votre 4BT 3,9L moyen en un moteur 4,5L.

7&8 Comme mentionné précédemment, ACD a dû développer un tout nouveau design de piston pour ses kits Stroker afin d’augmenter la course totale du moteur et de travailler avec ses bielles billettées de conception nouvelle. Sachant que les clients intéressés par un kit Stroker 4BT cherchent à produire le plus de puissance possible, ACD a décidé que des pistons forgés robustes seraient la meilleure option pour garantir une résistance et une durabilité maximales. La combinaison du piston forgé et de l’axe de poignet en acier à outils, avec un revêtement spécial pour réduire l’usure et la friction, devrait donner un produit final presque indestructible. Les cuvettes du piston ont également été retravaillées par rapport à un piston d’origine afin de favoriser un meilleur effet de tourbillon pour une combustion plus propre et plus efficace dans la chambre de combustion.

9 Assis sur le banc l’un à côté de l’autre, le piston d’origine à gauche semble assez différent de celui développé par ACD Engines. La jupe plus courte et l’emplacement beaucoup plus haut de l’axe du poignet ont été utilisés pour faciliter une fois de plus la course globale du piston, ce qui permettra d’augmenter la cylindrée et le potentiel de performance. Plus de pouces cubes signifie que plus d’air et de carburant peuvent être aspirés dans les cylindres pour espérer créer plus de puissance.

10 Pour la nouvelle conception du piston forgé, ACD a opté pour des jeux de segments de piston sans interstice complet pour limiter le soufflage de la pression du cylindre et aider à garder toute la puissance de combustion à l’intérieur du cylindre, là où elle doit être. Cette conception de segments est également durable, mais l’usinage du bloc est critique, surtout avec l’utilisation de pistons forgés. Alors qu’un piston coulé de série n’aurait besoin que de 0,005 pouce de jeu entre lui et la paroi du cylindre, un piston forgé gonfle davantage sous l’effet de la chaleur et des contraintes, et le jeu entre le piston et la paroi doit donc être augmenté pour empêcher les segments de coller et de potentiellement ruiner le piston et le bloc moteur.

11 ACD Engines a prévu d’installer ce premier moteur Monster Stroker 4BT dans le Hummer H1 de leur atelier qui repose sur des essieux fabriqués sur mesure et des pneus de 40 pouces. L’atelier cherche à prouver le potentiel de puissance du petit 4BT et son extrême polyvalence, à la fois comme moteur de conversion diesel parfait pour un véhicule plus ancien avec de légères améliorations de la puissance (comme l’arbre à cames et la pompe à injection d’ACD) pour augmenter un 4BT de stock de ses 130 ch décevants à 200 ou même 250 ch à un moteur de compétition complet de 700+ ch comme ce Stroker devrait devenir. Comme toute construction de moteur, tout commence par un bloc moteur propre et nu qui doit être usiné aux dimensions précises des cylindres et du vilebrequin.

12 Alors que le Cummins 5,9L 6BT peut rencontrer des problèmes de flexion du bloc et de bouchon principal à des niveaux de puissance élevés, le 4BT plus court ne sera pas aussi sensible à ces problèmes. Cependant, ACD préfère toujours utiliser une gaine Gorilla de bas de pompe pour aider à attacher tout ensemble dans la partie inférieure du moteur. Des goujons principaux ARP sont également utilisés pour être sûr que la force de serrage appropriée est serrée sur la gaine et les capuchons principaux des vilebrequins.

13 Du côté de la culasse, les améliorations apportées au 4BT d’ACD Engines sont à peu près les mêmes que celles que l’on trouve dans les constructions de Cummins 12V performants : Pour cette application particulière, ACD utilisera également des orifices d’admission et d’échappement entièrement perforés et polis, ainsi que des soupapes plus grandes pour augmenter le volume d’air alimenté et expulsé du moteur. Pour aider ces soupapes plus grandes à fonctionner, ACD a passé d’innombrables heures à développer différents profils d’arbre à cames qui maximisent la levée et la durée dans les moteurs 4BT. Comme les événements d’injection sont très rapprochés avec la conception du quatre cylindres en ligne, le bon profil d’arbre à cames est essentiel pour le fonctionnement de ces moteurs. ACD peut recommander la bonne came pour n’importe quelle construction ; que ce soit pour la puissance ou l’efficacité énergétique, leurs cames peuvent aider à peu près n’importe quelle application 4BT.

14 Dans les applications de moteurs à haut régime et à forte puissance, la conception de bouchon de congélation pressé en usine est un point de défaillance commun. Pour éviter cela, ACD Engines a fait tarauder les orifices d’eau de la culasse pour qu’ils acceptent des bouchons filetés.

15 Comme ce moteur fonctionnera avec des pressions de suralimentation plus élevées, la culasse sera usinée pour utiliser un kit de joints de culasse à anneau de feu personnalisé et des goujons de culasse ARP. En raison du passage des boulons de culasse d’usine aux ARP plus résistants, comme tout moteur Cummins 6BT, les socles de culbuteurs d’usine doivent être usinés pour le dégagement.

16 La pompe d’injection Bosch P7100 a parcouru un long chemin depuis ce qu’elle a été conçue et construite à l’origine pour faire sur les camions Ram 1994-98. Développée à l’origine pour soutenir la gamme des 200 ch intermédiaires, la plate-forme 4BT avec seulement quatre cylindres déplace encore moins de carburant, car elle n’était nécessaire que pour soutenir 130-150 ch dans la plupart des applications. Grâce aux connaissances acquises sur l’énorme marché des performances 12V, ces mêmes techniques et modifications ont été utilisées dans la pompe à injection ACD. Cette pompe de 13 mm utilise des soupapes de refoulement découpées au laser, des bouchons à course maximale, des fixations plus solides et une conception de came personnalisée spécifique à la pompe 4BT pour maximiser l’injection de carburant lors des événements d’injection plus rapides auxquels le moteur quatre cylindres est soumis. Cette pompe particulière est capable de déplacer jusqu’à 800 ccs de carburant, ce qui devrait être plus que suffisant pour aider à déplacer le gros Hummer H1 dans la rue (en faisant de longs burnouts en troisième vitesse tout le long du chemin).

17&18 Encore une fois, grâce à leur connaissance du marché des pièces détachées Cummins 12V, les injecteurs de carburant du moteur 4BT ont également été retravaillés afin de maximiser la quantité de carburant pouvant être efficacement injectée et brûlée dans les cylindres. Les injecteurs à double alimentation et les buses personnalisées devraient être plus que suffisants pour soutenir l’objectif de 800 chevaux d’ACD. Les lignes d’injection à haut débit personnalisées seront également utilisées pour éliminer toute restriction entre les soupapes de refoulement de la pompe d’injection et les injecteurs.

19 S’appuyant sur leur expérience de travail sur le côté industriel des plateformes de moteurs Cummins, ACD utilisera ces couvre-soupapes Cummins d’origine sur cette construction de haute puissance, qui offrent une ventilation à double port. Alors que les segments de piston sans interstice devraient réduire la plupart du blow-by des moteurs, les aérateurs à haut débit de ces couvre-soupapes seront beaucoup plus efficaces que l’utilisation des couvre-cylindres individuels d’usine que l’on trouve sur la plupart des moteurs 4BT et 6BT.

20 Puisque les côtés admission et échappement de la culasse ont été portis et polis pour maximiser le flux d’air à travers la culasse, il est naturel qu’une mise à niveau du collecteur d’échappement soit également utilisée. Bien qu’il existe différents collecteurs de style d’origine pour le 4BT qui peuvent être utilisés pour répondre à différents besoins d’installation, ils ne fournissent pas nécessairement le débit nécessaire à une construction de haute puissance comme celle-ci. ACD Engines s’est donc tourné vers Steed Speed, qui propose ces collecteurs fabriqués sur mesure qui peuvent être achetés avec des brides de turbo T3 et T4 ainsi que des emplacements de sortie pour montage central et supérieur. Ces différents emplacements de montage du turbo devraient être plus que suffisants pour aider à adapter un 4BT dans le châssis d’à peu près n’importe quoi.

Ce Toyota Land Cruiser de 1992 était en rayon lorsque nous étions chez ACD pour prendre des photos de leurs kits 4BT Stoker ; il a déjà été converti sur une plateforme de moteur 4BT qui utilise l’un des arbres à cames personnalisés d’ACD et des pompes d’injection VE rotatives retravaillées, ce qui permet de faire passer la puissance de 130 ch à près de 200 ch. L’augmentation de la puissance et du couple devrait être suffisante pour faire monter et descendre le Land Cruiser sur l’autoroute avec facilité, tout en offrant une bonne bande de puissance utilisable en tout-terrain et une excellente consommation de carburant sur route.

ACD Engines est expert dans la réalisation de ces conversions 4BT et a glissé le petit moteur Cummins dans à peu près tout, des Jeeps aux mini-camions en passant par une ambulance du milieu des années 50. Sous le capot de ce Land Cruiser, vous remarquerez que le quatre cylindres diesel s’adapte presque parfaitement et conservera l’utilisation complète du chauffage et de l’air conditionné d’usine grâce à des supports personnalisés construits par ACD. L’ajout d’un intercooler devant le radiateur contribuera également à l’efficacité du turbo et du moteur.

Bien que vous puissiez penser que toute la magie de cette conversion se trouve sous le capot du Land Cruiser, ACD était en plein milieu de l’installation de la nouvelle transmission et de la boîte de transfert. Le 4BT légèrement amélioré sera soutenu par la transmission manuelle à cinq vitesses NV4500 que l’on trouve dans les camions Dodge Ram 1994-2000. La boîte de transfert est également une pièce unique qui, avec l’utilisation d’une bague d’adaptation, a permis une sortie de l’arbre de queue côté passager pour permettre de conserver les bons angles de la ligne de transmission avec les essieux avant et arrière d’origine du Land Cruiser.