Tout ce que vous vouliez savoir sur le moteur big block Chevy
« Le big block Chevy est l’une des plateformes de moteur les plus courues en sports mécaniques. Nous avons compilé un peu d’histoire et une bibliothèque massive de connaissances sur l’échange de pièces dans une ressource complète. Lisez la suite ! »
Le big block Chevy porte plusieurs noms – le Rat, le Porcupine, et si vous remontez assez loin, le semi-hemi. Il a commencé sa vie comme une amélioration majeure du moteur 348/409 W. Ce qui est finalement devenu la MKIV est apparu pour la première fois en tant que moteur mystère lors du Daytona 500 de 1963. Les débuts étaient à la fois prometteurs et finalement peu prometteurs. Le Mystery Engine développait bien plus de chevaux que ses contemporains des années 60 à gros bloc, comme le 427 FE Ford, mais presque tous échouèrent soit lors des qualifications, des essais ou de la course de 500 miles. Aucun n’a terminé.
Les gros blocs ont beaucoup de flash basé sur la simple théorie machiavélique du Might Makes Right. Avec de gros pouces cubes, vous pouvez faire de la grosse puissance et probablement plus de couple que vous ne pouvez en utiliser ! Chevrolet a rappelé tous ces moteurs sauf quelques uns et est revenu en 1965 avec des moteurs de production 396 et 427ci entièrement développés dont les versions actuelles sont maintenant omniprésentes et ont poussé la « barrière » de cylindrée bien au-delà de 700 pouces cubes. Pour cette histoire, nous nous concentrerons sur la lignée des moteurs de série de cette famille de moteurs à grand succès en retraçant son héritage du plus ancien au plus contemporain tout en offrant des données sur l’interchangeabilité.
En fait, cette capacité à échanger des composants entre des cylindrées souvent séparées par cinq décennies de dates de coulée est peut-être la note clé des Chevrolet small-block et big-block. À quelques exceptions près, l’échange de pièces et l’énorme quantité de pièces détachées disponibles sur le marché font du moteur Rat un véritable survivant. Alors que la majorité des big-blocks déplaçaient 454 pouces, Chevy a construit un moteur de série déplaçant 496ci. Mais l’avenir de la Rat semble être les versions stroker et aujourd’hui, vous pourriez facilement construire un moteur Rat de hauteur de pont stock à 500-plus-ci en utilisant des pièces du commerce.
Il est difficile de reconnaître une Rat par sa couverture. Cela pourrait être un 396 avec des visions de grandeur avec un carburateur Dominator – ou cela pourrait être un 572 pouces qui pourrait vraiment utiliser tout ce flux d’air Dominator pour faire 775 ch. Cylindrée
Le premier big-block Chevy de production est apparu sous la forme du 396 et s’est boulonné dans les nouvelles Impalas pleine grandeur de 65 ainsi que dans la Corvette. Il y a même eu quelques rares Chevelles Z-16 SS396 construites en 1965. Ce modèle a été amélioré en 1966 avec de multiples combinaisons de puissance de la 427, jusqu’à 425 chevaux. En 1970, le 396 était passé à 402 pouces avec un suralésage de 0,030 pouce (bien qu’il soit toujours badgé comme le SS 396 dans la Chevelle), mais il a été éclipsé par l’introduction du 454.
Ces moteurs étaient étiquetés comme des versions Mark IV, la quatrième dans la lignée de développement qui pouvait être retracée jusqu’aux moteurs 348/409 de la fin des années 50. En fait, le MK IV partage le même espacement d’alésage et la même position du tourillon principal avec son ancêtre le moteur W, bien que le tourillon principal du gros bloc ait un diamètre supérieur d’environ 0,250 pouce. Des modifications mineures pour accueillir un joint principal arrière monobloc et des poussoirs à rouleaux hydrauliques ont eu lieu avec l’arrivée des moteurs Gen V et plus tard Gen VI dans les années 1990.
Même avec les révisions Gen V/VI, la cylindrée du 454 est restée constante pendant des décennies jusqu’à ce que GM change radicalement le big-block, poussant un moteur de production pour poids lourds jusqu’à 8,1 litres (496ci) qui est apparu en 2001. L’alésage est resté à 4,250, mais la course est passée de 4,00 à 4,37 pouces. Malheureusement pour les artistes de l’échange, GM a changé presque tout dans le moteur, de sorte que la compatibilité des pièces s’est terminée avec ce 8.1L. Il est préférable de considérer le 8,1L comme un moteur complètement différent et non dans la même lignée que le reste de la gamme big-block.
Encore plus gros était le 502ci Rat qui mérite d’être mentionné même s’il n’est jamais apparu dans un véhicule GM de production. Vendu par Chevrolet Performance, il s’agit d’un moteur Gen VI de modèle ultérieur arborant un sérieux alésage de 4,500 pouces, ce qui ouvre un grand potentiel pour de multiples combinaisons big-block, alésage-course.
Nous allons décompresser le Rat en ses principaux composants pour vous donner une idée de la façon dont chacune de ces pièces s’intègre dans la chaîne globale des big-blocks en termes de déplacement et de possibilités de puissance. Alors que le small-block Chevy a été éclipsé maintenant par la famille LS, le big-block Chevy est toujours la meilleure approche pour construire un gros moteur GM en pouces cubes pour la rue.
Il s’agit d’un équilibreur de stock pour un big-block 454 à équilibrage externe. La flèche pointe vers le poids décalé nécessaire pour équilibrer le vilebrequin. Bien que la masse soit équilibrée, ce poids est toujours décalé et crée un effet de fouet qui est multiplié à haut régime. C’est pourquoi c’est toujours une bonne idée pour tout big-block performant d’investir dans un vilebrequin équilibré en interne. Blocs
Le seul facteur constant tout au long de l’évolution du big-block Chevy a été son espacement d’alésage. Tous les big-blocks utilisent la même distance de 4,840 pouces entre les axes des cylindres. Cette dimension est restée fixe jusqu’à ce que l’on obtienne des blocs personnalisés avec un espacement d’alésage de 5,00 pouces de sociétés telles que Dart Machinery, qui sont le plus souvent construits comme de purs moteurs de compétition. L’espacement d’alésage d’usine est suffisamment large pour accueillir facilement des alésages de 4,50 et même 4,60 pouces qui créent encore suffisamment d’espace entre les cylindres pour une étanchéité adéquate des joints de culasse et le refroidissement du moteur.
Du point de vue de la production, GM n’a construit que des blocs en fer à une exception près – le moteur ZL1 427 de 1969 construit pour la Corvette et les Camaro COPO. C’était un moteur exotique (pour l’époque) tout en aluminium et un départ majeur pour GM. Aujourd’hui, le meilleur endroit pour trouver un bloc en aluminium serait le marché des pièces de rechange, comme Dart. La technologie des blocs s’est améliorée au point que maintenant, le seul obstacle à l’exécution d’un Rat tout en aluminium serait le coût d’entrée.
Les blocs MK IV d’origine utilisaient la technique traditionnelle du joint principal arrière en deux parties à partir de 1965 sans interruption jusqu’à l’apparition des moteurs Gen V en 1991 qui sont passés à la configuration du joint arrière en une seule pièce. C’est l’un des nombreux grands changements pour ces blocs-cylindres avec les versions Gen V et plus tard Gen VI en 1996. Outre le joint principal arrière, la Gen V a modifié la configuration d’étanchéité du joint de culasse, ajouté des poussoirs à rouleaux hydrauliques, révisé le joint de carter d’huile en une seule pièce et reconfiguré les schémas de boulons du couvercle de la chaîne de distribution avant.
Ce cliché de la commande des soupapes vous donne une idée des angles de soupape évasés qui ont amélioré le flux d’air à travers les orifices. Il s’agit d’une tête en aluminium d’après-vente avec des culbuteurs à rouleaux. La conversion de la Gen V aux poussoirs à rouleaux hydrauliques a également effectué des révisions de la vallée de poussoir avec des alésages de poussoir moulés plus hauts nécessaires pour s’adapter à la hauteur accrue des poussoirs à rouleaux. La vallée du lifter a également incorporé quelques ajouts mineurs de dogbones et une » araignée » en tôle pour retenir les lifters que nous illustrerons dans la photo ci-jointe.
La bonne nouvelle est que ces blocs ultérieurs ont conservé la hauteur du pont de bloc d’origine, les schémas de boulons du carter de cloche et du support moteur, de sorte que l’échange entre les blocs d’ancienne et de nouvelle génération est relativement simple. Il y a quelques différences mineures, cependant. Les blocs de production de la Gen V ont été conçus pour les systèmes d’induction EFI et n’incluent donc pas de bossage de pompe à carburant mécanique ni d’emplacement moulé pour l’arbre transversal de série pour la tringlerie d’embrayage mécanique. Si ces éléments sont critiques, des versions aftermarket de ces blocs sont disponibles auprès de Dart qui accueillent facilement ces ajouts.
Un avantage majeur du moteur Rat est son carter caverneux qui peut facilement accueillir de grosses augmentations de course avec pratiquement aucune modification du bloc. Il se trouve que c’est un bloc Gen VI de 4,50 pouces qui est équipé d’une manivelle à course de 4,250 pouces pour construire un 540.
Vilebrequins
Les vilebrequins d’usine étaient proposés en version coulée et forgée, bien que les versions coulées soient clairement les plus courantes. Tous les moteurs du début des années 1965 à 1969 étaient également configurés comme des moteurs à équilibrage interne. Cela signifie qu’à la fois l’équilibreur harmonique et le volant/flexible étaient à équilibre neutre.
Cela a changé en 1970 avec le 454 car Chevrolet a déplacé le poids de compensation externe aux deux extrémités du vilebrequin. Cela signifie que ces vilebrequins à équilibrage externe nécessitaient un volant/flexible et un équilibreur harmonique équipé d’un poids décalé à un endroit spécifique. Ces composants ne doivent pas être interchangés avec les composants équilibrés intérieurement.
De plus, lorsque GM a créé le bloc Gen V, joint principal arrière en une seule pièce, cela a exigé un joint principal arrière de vilebrequin différent. Comme la bride de montage décalée du flexplate/volant ne pouvait plus accepter ce petit poids de décalage, le nombre d’équilibrage externe du flexplate/volant augmente, passant de la valeur de 33 onces-pouces (oz-in) du joint principal arrière en deux parties à la valeur Gen V de 42,5 oz-in.
Il est essentiel de savoir quel moteur équilibré intérieurement ou extérieurement vous avez lorsque vous adaptez des big-blocks à différents véhicules en raison de ces valeurs d’équilibrage externe différentes. Ce qui rend tout cela encore plus potentiellement confus, c’est que dans ces trois combinaisons différentes de flexplate/flywheel, le schéma de boulons du vilebrequin reste le même. Donc, ce n’est pas parce que le flexplate/volant se boulonne au moteur que la bonne roue est en place.
Biellettes
L’histoire des bielles est heureusement beaucoup moins alambiquée. Il existe essentiellement deux bielles d’usine principales et la différence se résume vraiment à la taille des boulons de bielle. Il existe de nombreuses autres différences mineures, mais les premières versions big-block de 6,135 pouces de long étaient équipées de boulons de bielle de 3/8 de pouce. La mise à niveau majeure a rapidement suivi avec les moteurs haute performance 396 et 427 et tous les moteurs haute performance ultérieurs utilisant un boulon de 7/16 de pouce. La plupart des bielles de Big Block de série étaient de type à goupille pressée, ce qui signifie que la goupille du poignet était pressée dans la petite extrémité de la bielle. Mais même certains moteurs de performance précoces sont passés à un arrangement entièrement flottant avec une douille dans la petite extrémité de la bielle.
Dans les applications de performance légère, les bielles d’origine font un bon travail. Mais dans une application sérieuse où l’on peut s’attendre à des régimes moteur supérieurs à 6 500, une bielle en I ou en H en acier forgé 4340 du marché secondaire est un investissement prudent. Les bielles ne produisent pas de puissance, mais une bielle défaillante peut causer des dommages catastrophiques et ne vaut guère le risque. Au moment où une tige de stock est soumise à un test Magnaflux pour détecter les fissures, grenaillée, équipée de nouveaux boulons de tige ARP et redimensionnée – cet investissement n’est pas loin du coût d’un ensemble de tiges de rechange beaucoup plus solides.
Cette superposition d’un joint d’admission à port rectangulaire sur un collecteur d’admission à port ovale donne une idée de la différence de taille entre les têtes à port ovale et rectangulaire. N’écartez pas la configuration à port ovale comme étant trop petite simplement parce qu’elle est utilisée sur des moteurs de production légère. Une bonne tête à port ovale d’après-vente fera une puissance exceptionnelle même sur un gros moteur de rue de 496ci ou 540ci. Culasses
Au fil des décennies, le big-block a connu une foule de variations de culasses de production diverses. Les premières culasses sont venues à la fois en fonte et en aluminium mais employaient ce qu’on appelle aujourd’hui une chambre de combustion fermée. Les chambres étroites enveloppaient les petites soupapes et, en 1970, les têtes de deuxième génération ont été bénies avec une construction plus grande et ouverte de la chambre qui permettait jusqu’à 2,250-/1,88 pouces de soupapes.
Bien que la taille et la configuration de la chambre de combustion soient importantes, la plupart des amateurs ont tendance à se concentrer sur la configuration des ports d’admission. Ici, Chevrolet a proposé deux variantes – ovale et rectangle. Les têtes à port ovale étaient destinées aux ensembles de moteurs de base tandis que les têtes à port rectangle étaient réservées aux moteurs de performance. Plus tard, certains moteurs de poids lourds ont été équipés de ce qu’on appelle aujourd’hui des culasses à port en cacahuète, ce qui est un indice de leur minuscule ouverture d’admission.
La meilleure des culasses à port ovale en fer et à chambre ouverte est la version numéro de coulée 353049 qui, lorsqu’elle est améliorée avec des soupapes plus grandes de 2,25-/1,88 pouces et quelques travaux de port très mineurs, peut fournir une puissance impressionnante. Bien sûr, l’inconvénient est qu’elles sont très lourdes. La plupart des amateurs de performances opteront pour un certain nombre de culasses en aluminium de seconde monte, comme celles de Dart. Il existe différentes options de chambre, de soupape, de couloir d’admission et de ressort de soupape qui s’adapteront à presque toutes les applications.
Les premières têtes de big-block étaient dites à chambre fermée (à gauche) qui limitaient la taille des soupapes mais ne nécessitaient pas un énorme dôme pour faire de la compression. Les têtes ultérieures sont toutes configurées avec une chambre plus ouverte (à droite) qui a reculé la paroi éloignée, augmentant le volume et permettant des soupapes plus grandes. En termes d’interchangeabilité, la plus grande préoccupation est la compatibilité de la chambre avec les pistons et s’assurer que le taux de compression répond à vos besoins. Une chose à garder à l’esprit est que les culasses à chambre fermée ne peuvent pas être utilisées sur un moteur avec des pistons à chambre ouverte et à dôme, car le dôme va physiquement frapper la culasse. Ce n’est pas un problème avec les pistons à tête plate ou bombée, mais c’est une règle absolue avec les pistons bombés. À l’inverse, un moteur à pistons bombés à chambre fermée peut accepter des culasses à chambre ouverte sans interférence.
La différence de taille de chambre peut pousser la compression dans une direction non voulue si elle n’est pas appariée correctement, c’est donc un point à garder à l’esprit. Par exemple, jeter un ensemble de culasses à chambre ouverte 454 sur un 396 pourrait réduire radicalement le taux de compression en raison de la chambre plus grande d’environ 10 cm3 sur un moteur à temps court.
Arbres à cames
Les big-blocks de production jusqu’au milieu des années 90 étaient toujours des moteurs à arbre à cames à poussoir plat. Lorsque GM s’est converti à la Gen V, le grand changement a été d’équiper le nouveau big-block d’un arbre à cames à poussoirs à rouleaux hydrauliques. L’objectif principal était de réduire la friction du moteur, ce qui promettait une meilleure consommation de carburant. Au début, le rouleau hydraulique a été raillé, mais les poussoirs de haute qualité d’aujourd’hui peuvent maintenant livrer sur des paquets sérieux de 700 à 800 ch en utilisant une version améliorée de ces rouleaux hydrauliques d’origine.
Ce mouvement a non seulement changé le style du poussoir, mais aussi la façon dont la came a été retenue. Lors de la conversion des big-blocks à poussoirs plats à un rouleau nécessite l’utilisation d’un bouton qui entre en contact avec le couvercle de distribution intérieur pour empêcher la came d’avancer. Les moteurs Gen V et VI utilisent une plaque de retenue en acier au-dessus de la came, ce qui nécessite un nez étagé sur l’arbre à cames et un engrenage de came différent.
Ce passage aux rouleaux hydrauliques a également apporté un changement à l’assemblage du culbuteur. Dès les premiers jours, les big-blocks, comme leurs cousins small-blocks, étaient équipés de culbuteurs individuels montés sur goujon qui nécessitaient un réglage de la précharge d’installation. Les poussoirs à rouleaux hydrauliques d’origine ont également été convertis à ce que l’on appelle un système de jeu net où un boulon de culbuteur serre le culbuteur en acier estampé dans une position définie. Cette conception utilise la longueur de la tige de poussée pour définir la précharge appropriée du poussoir. Il existe des kits pour convertir ces têtes en culbuteurs à rouleaux réglables.
Les moteurs Gen V et VI utilisaient des poussoirs à rouleaux hydrauliques employant des « os de chien » qui glissent sur les poussoirs pour les empêcher de tourner dans leurs alésages respectifs. Chacun des huit os de chien est maintenu en place par une « araignée » en acier boulonnée au fond de la vallée du poussoir avec pour boulons. Intakes
Avec les culasses big-block à port ovale et rectangle, cela impose que le port du collecteur d’admission corresponde également à la configuration du port de la culasse. Le modèle de boulon entre ces deux têtes sont les mêmes, donc dans une pincée, il est possible de faire fonctionner un collecteur à port ovale sur un moteur à port rectangle et, contrairement à ce que la plupart des experts du forum proclameront, il n’y a vraiment pas de dégradation majeure des performances.
Les admissions big-block de production sont, pour la plupart, peu inspirées, mais le marché secondaire vous a couvert pour les moteurs à port ovale ou rectangle dans les versions à double plan et à plan simple.
Conclusion
Dans l’intérêt de la brièveté, cet effort a juste couvert la crête de la vague monstrueuse de données disponibles pour les moteurs de rue big-block Chevy de production. Les opportunités abondent pour construire un gros moteur de rue en pouces cubes qui, même normalement aspiré, a le grognement pour faire un moteur de rue impressionnant.
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