Changer le ratio d'un Borg Warner 71C

Merci @crescent76 pour cette réponse que je redoutais un peu. Sur l'inverseur j'ai l'impression qu'il y a un étage d'inversion (avant/arrière, avec un peu de réduction peut être) puis un second étage dédidé à la réduction : n'est-ce pas possible de changer seulement ce second étage.

Mon problème central c'est que j'ai un moteur plein de qualité - c'est un Mercedes OM601, robuste, fiable, très répandu à travers le monde, économe, etc., il équipait les 190D et sprinter etc. - mais son principal problème c'est qu'il tourne vite : il donne sa puissance maxi à 4000 tours (voir schéma ci-joint). Du coup, si je comprends bien, il me faudrait une hélice d'assez grand diamêtre (bateau lent, déplacement lourd, moteur puissant), mais avec un pas relativement faible (vitesse de rotation élevée, 2000rpm à puissance max) : d'autant que j'ai pu le constater, ce genre d'hélice ne court pas les rues... [je sais, il faudrait que je m'adresse à France hélices... pour le moment je suis un peu dans l'empirisme]

Pour simplifier le tout, je n'ai pas de compte tour. Mon moteur ne monte pas dans les tours en charge : du coup, il ne délivre pas toute sa puissance (ce qui n'a jamais été un problème jusqu'à présent, dans les conditions tranquilles dans lesquelles j'ai navigué), autre problème l'alternateur n'atteint (peut-être) pas la vitesse nécessaire pour qu'il charge de manière optimale (j'ai un rapport 2.5:1 entre mes poulies, donc il doit tourner vers les 2500/3000 tours), j'ai peur d'abimer/encrasser mon moteur à ne jamais lui faire prendre des tours en charge.

Avantage : ça consomme très peu..

Merci @Lady_C de t'intéresser à mon problème.
Effectivement, même à bas régime, j'ai déjà beaucoup de couple, et le moteur pousse le bateau sans trop de problème. (du coup peut-être que je m'inquiète pour pas grand chose ?)
Les courbes que j'ai trouvées sont celles d'automobiles (il faut prendre celle correspondant à 190D et 200D). Le moteur que j'ai sur mon bateau est un moteur de bagnole (ou fourgon) qui a été marinisé. Je pense que ce sont les bonnes courbes : je ne vois pas trop pourquoi la marinisation changerait ces courbes ?

Merci Alain pour ta contribution.
D'après ce que je crois savoir mon moteur a connu une vie sur l'eau avant de devenir marin. Et dans la transition les systèmes de refroidissement et d'échappement ont bien été changés, mais a priori pas plus. Je pense que le moteur n'a pas été modifié quant à ses performances de puissance et de couple. D'ailleurs sur la carte de francisation j'ai bien la puissance correspondante au moteur pour automobile. Cela étant dit, le moteur en question a déjà dans sa version de base un fort couple a bas régime (voir courbe). Il était d'ailleurs monté sur des fourgons utilitaires.

Donc mon histoire de changer l'étage de réduction : fausse bonne idée ? vraie mauvaise idée ? ou bonne piste ?

Y a-t-il vraiment des risques d'abimer le moteur à long terme s'il ne monte jamais bien haut dans les tours en charge (débrayé il prend ses tours joyeusement) ?

La faible consommation de la configuration actuelle me plait bien.

les groupes électrogènes tournent soit à 3000 ou à 1500 T/MN
donc ....

Bonjour,
La puissance maxi des moteurs diesel bateaux est souvent autour de 3000 tours. Donc si ton moteur tourne jusqu'à cette vitesse sans fumer noir, il ne doit pas y avoir de pb.
Ce qui serait intéressant c'est de voir quelle est la vitesse réelle du moteur. Pour cela il existe des appareils peu chers pour mesurer la vitesse Comme cela tu seras fixé.
Pour l'alternateur, ça charge dès le ralenti, et donc à fortiori à plus de 1000 tours tu as un bon débit.

Il serait intéressant aussi de connaitre la vitesse de carène de ton bateau et de la comparer avec la vitesse max au moteur. tu auras ainsi réponse à ta question de changement de ratio et/ou d'hélice.
Dans tous les cas, il ne faut pas que ton moteur fume noir.

une hélice ça se tortille ,un atelier spécialisé pour jouer sur le diamètre et le pas et surtout l'équilibrer .

t'est sur que ce n'est pas un bedouin qui tourne & 800T/MN à fond et 180 au ralenti?
fait enlever 2 pouces de pas à ton hélice ,tu verras ça ira mieux <<<<<<;

Essaye un coup de gaz à vide pour voir si le moteur et le tachymètre sont cohérents, car avoir un moteur accéléré embrayé à un régime 'ralenti accéléré' et que cela ne t'es pas questionné??

Il y a une hélice la KIWIPROP qui pourrait faire l'affaire à pales orientables sous voile et à pas réglable, il y a deux versions, la deuxième est prévue pour des puissances moteur jusqu'à 75cv et des rotations à l'arbre supérieure à 1350 t/mn. L'avantage de cette hélice est une marche arrière puissante par inversion des pales, la possibilité d'adapter le pas facilement soi-même et enfin, de gagner 0,5 n à la voile. L'inconvénient une consommation en hausse par rapport à une hélice classique. La nécessité de la nettoyer et de la graisser une fois par an. Enfin, le mécanisme aime pas trop trainer dans la vase. J'en ai une depuis plus de 15000 milles et pas de souci si bien entretenue.
L'importateur JP Magne est de bons conseils et ne poussera pas à l'achat si l'hélice risque d'être mal adaptée.

les hélices en fonte ne peuvent pas être modifiée à part en enlever des morceaux
mais celles en bronze ,mibral,acier et alu si..
rapproche toi de france hélice ; maucourt ,euro hélice ,ce sont des pro tu remplis la feuille de mesures et ils te diront ce qu'il faut faire avec un devis

Bonsoir, concernant la kiwiprop, j'ai eu la chance de récupérer celle de mon père, mais ce n'est pas son seul intérêt.
J'avais le problème inverse avec l'hélice bipale en place (surface ou pas trop faible, prise de tours trop aisée, vitesse faible, etc...)
On a réglé en configuration origine le pas (il y a un repère). Puis essai (jusqu'au premier mouillage). Réglage du pas de chaque pale en trois petites apnées des vis prévues pour.
Re-essai et réglage le lendemain, et en trois fois j'avais exactement ce que je voulais. Demain je ferais Corse - continent pas pétole je remet un peu de pas avant de partir.
J'ai l'hélice d'origine avec un écrou dans un coffre, une marche arrière efficace et un gain sous voiles.
A coup d'essai d'helices d'occasion à changer au grutage ou sous l'eau, j'avais préféré renoncer

La démarche rationnelle serait de mesurer d'abord le pas de ton hélice.
Et ensuite de consulter un spécialiste comme France Hélice.
Parce que dans un tel cas la vox populi ...

Voyez la photo en pièce jointe. J'y observe que la distance, sur une pale, d'un bord à l'autre, projeté sur l'axe de l'arbre d'hélice est égale - peu ou prou - à la longueur du moyeu : soit 90mm (mesurés jadis).
Sur la deuxième image, je fais une mesure d'angle sur une pale, et j'obtiens une valeur de 64,5° par pale.
Je calcule donc le pas suivant : p=90*360/64,5= 505mm ! Ramené en pouces, ça fait 20 pouces.
Modulo les approximations de mesures, mon hélice serait une LH 20/20 ! C'est énorme. Si c'est bien cela, elle était déjà surdimensionnée même pour l'ancien moteur : ce qui n'est pas impossible dans le contexte de construction amateur, fin de chantier ric rac, etc.

Un pas de 20 pouces, ça fait du 16 noeuds à 1000 tr/min d'hélice (donc 2100 tr/min moteur) avant de compter le glissement. Je ne sais pas à combien on estime le glissement (30%, 40 % ?), mais même en retranchant disons 6 noeuds, on arrive toujours à 10 noeuds soit encore 2 noeuds au-dessus de la vitesse de carène (2,4*sqrt(11,4)=8.1).

Donc sauf à croire qu'il s'imaginait pouvoir partir au planning ;) , soit je me trompe dans mes mesures/calculs, soit dès le départ cette hélice n'était pas appropriée.

Je continue mes petites explorations calculatoires - plus dans un but auto-pédagogique qu'autre chose - avec le calcul d'hélice suivant la méthode de Cyril Grandpierre. Je l'ai trouvée résumée ici : jean.dahec.free.fr[...]ce.html

En rentrant ma longueur à la flottaison, le ratio de mon inverseur, et les propriétés de mon moteur, j'obtiens différentes valeurs plus ou moins théoriques. Voir mon joli tableau en pièce jointe.

Pour le diamètre, il me semble que 20 pouces soit effectivement le bon choix. D'après mes humbles calculs, je pourrais opter pour 20 ou pour 21 pouces. Mais à 21 pouces, ce serait plus optimisé pour les régimes moyens-bas : vitesse de carène atteinte (théoriquement) pour 2500 tr/min. Alors que 20 pouces m'emmènent vers des régimes un peu plus élevés (et donc meilleur usage de la puissance du moteur) : vitesse de carène atteinte pour 3000 tr/min. En plus 21 pouces, ça commencerait sans doute à interférer avec ma crapaudine.

Pour le pas, ça se complique, mais d'après mon tableau, et en imaginant que j'ai fixé le diamètre à 20 pouces (colonnes de droite dans le tableau), il semblerait que le bon choix soit un pas de 12 pouces. Avec 11 pouces, il faudrait vraiment que j'aille dans les hauts régimes pour atteindre la vitesse de carène (vers les 3500 tr/min). Avec 13 pouces, je resterais trop dans les régimes moyens-bas. Avec un pas de 12 j'atteindrais théoriquement ma vitesse de carène vers les 2650 tr/min - c'est à dire à peu de chose prêt au couple maxi du moteur.

Resterait à savoir si les 46cv que le moteur rend disponibles à 2650 tours seraient assez pour pousser les 18 tonnes d'eau que mon canote déplace - car la méthode de Cyril Grandpierre, du moins celle que j'essaye de suivre jusque là, ne tient pas compte du déplacement mais seulement de la longueur à la flottaison. La réponse serait sans doute positive dans la mesure où Caroff préconisait une motorisation de 50cv dans les plans d'origine.

Bien sûr ces calculs ouvrent sur de nouvelles questions : est-ce qu'avec un 20/12 j'ai encore une réserve de puissance pour faire face à un vent contraire par exemple, ou à un mauvais clapot ? Quelle serait la consommation de gasole ? Est-ce que je peux "rouler" en mode éco à 6,5 noeuds sans encrasser le moteur alors sous-chargé ?

Chez Maucour, une LH 20/12 (en 45% de recouvrement, au lieu des 55% actuels, je tirerais un peu moins d'eau sous voile, et ça devrait pas empêcher un potentiel alternateur d'arbre de tourner) est à 1259 euros. Ça fait réfléchir.

Loin de moi l'idée de croire que mes petits calculs de geek remplacent le travail d'un hélicier. On peut quand même s'amuser n'est-ce pas.

De toute façon, soif ou pas soif, si on avance à 4,4 noeuds au régime du ralenti c'est que le pas est trop long. Si la mesure de ton pas (20") est à peu près juste, en passant à un pas de 12" cette vitesse au ralenti passerait à 2,6 noeuds ce qui est correct voire encore un peu rapide.

Je relance le feuilleton.
Je viens de changer l'inverseur, avec l'aide d'un ami (c'est lourd) - passant d'un 2.1:1 à un 2.9:1.
Premiers tests, à quai, bateau amarré :
gaz à fond en marche avant, 1510 tr/min au moteur et 520 tr/min à l'hélice
Pour des raisons techniques, les tests en mer ne sont pas possibles dans l'immédiat. On ne peut pas donc déduire grand chose.
Une observation néanmoins :
dans cette configuration (gaz à fond, ratio 2.9, bateau amarré), j'obtiens le même nb de tr/min à l'hélice que dans la configuration (gaz à fond, ratio 2.1, bateau libre). Il est probable que, dans cette même configuration mais bateau libre, je gagne encore des tr/min (l'hélice étant moins chargée par une eau déjà en mouvement autour d'elle). J'aurai donc gagné en puissance.

Je n'échapperai sans doute pas à un changement/modification de l'hélice. Mais le changement d'inverseur était je pense une étape nécessaire.

Bonsoir,

j’ai deux om mercedes 616 sur mon voilier.J’ai le pb inverse de toi : à 2000 tours je rame à 4,5 kn, le pas des helices est super faible..et le ratio inverseur (un hurth 250 qui poeut fonctionner dans les deux sens en supra divergent) est de 2,75 et je consomme près de 8/h avec les deux moteurs par contre a 4000 trs je suis à plus de 10 kn…
Je voulais faire le contraire de toi avoir plus de pas pour moins consommer à 6 kn, mais en fait le boat a été conçu comme un motor sailer avec un moteur qui a besoin de la puissance en haut pour aller vite..et aussi de couple hélice pour manœuvrer.
Conclusion , c’est étudié pour et par respect pour les ingénieurs j’ai abandonné et je m’apprête a faire le plus possible de voile ! …on me suggère de rajouter du rake (?!?) au pales, je connais pas le pas des hélices, il est seulement écrit 42-08,

Avec une coque quasi propre, je peux maintenant vous faire un dernier retour sur le sujet.
Les conditions initiales du problème, je ne les rappelle pas, elles sont au début du fil. En résumé, le moteur ne prenait pas ses tours du fait d'un problème de dimmensionnement moteur/inverseur/hélice/bateau.

Ce qui a été fait :
- changement de l'inverseur d'un 2.1:1 vers un 2.91:1
- réduction du diamètre de l'hélice de 5 cm, passant de 61 cm à 56 cm (le pas est resté inchangé du fait que le materiau ne permet pas de tordre les pales, qui casseraient). Je précise que la modification du diamètre s'est faite en 2 fois, par tâtonnement : d'abord enlever 1.6 cm de rayon, puis test, puis re-enlever 9 mm (avec montage/démontage de l'hélice à flot, en hiver...)

Résultat sur mer plate et carène quasi-propre :
- vitesse maxi 7 noeuds à 2100 tours/min
- vitesse de croisière 5,5 noeuds à 1500 tours/min

Echange standard de l'inverseur avec La salle des moteurs (Cannes)
Réduction du diamètre d'hélice par La Compagnie Marine Hydraulique (Marseille)

Fin de l'histoire