Audi S2 230 ch (1993) (AEep1,35) - PerfectPower - 15/04/2017 - 59 - 12

I) Présentation

 

Séance n° 12

 

Date: Sa 15/04/2017

Lieu: Wervicq-Sud (59)

Voiture: Audi S2 - PerfectPower

 

Photos (0)

 

 

 

II) Fiche Voiture PerfectPower

 

 

Infos +:

Modèle 1993

Config AEep1,35 - 274 600 km - SP 98 Excellium Total Access Rungis

Masse Voiture saisie = 1495 kg (1/2 plein)

Masse additionnelle saisie = 162 kg (deux personne à bord + 10 kg outils)

 

Remarque 1: La fiche d'origine de cette voiture est disponible en Base de données Autos.

 

Remarque 2: Voici le détail de la config AEep1,35 de cette Audi S2:

- Boite à air d'Audi RS2 avec filtre KN

- Ligne inox gros diamètre (2*60 puis 1*80 au lieu de 2*50 + 1*60) décata sur mesure (faite par PRO-INOX)

- Echangeur Wagner "RS2 Evo"

- Pression de turbo réglée à 1,35 bar

- Kit Innovate MTX-L Lambda LSU 4.9

 

 

 

III) Pesée sur la balance PerfectPower

 

Date: Sa 13/08/2016

Lieu: Wervicq-Sud (59)

Matériel: Balance « Intercomp SW500 » de PerfectPower (balance professionnelle 4 plateaux certification NIST -précision 0,1 %-) 

 

 

 

Poids mesuré avec le plein (DIN) = 1515 kg (3341 lbs)

 

Répartition des masses:

AV / Total = (981 + 1048) / 3341 = 60,7% 

AV-G / AV = 981 / (981 + 1048) = 48,3%

AR-G / AR = 664 / (664 + 648) = 50,6%

G / Total = (981 + 664) / 3341 = 49,2%

 

Remarque 1: Cette Audi S2 pesait à l'origine 1562 kg (vérifiés sur la balance "Longacre" du club JSO le 30 Juin 2010), mais elle a subi un "semi-vidage" lui ayant fait gagner 1562 - 1515 = 47 kg, ce qui n’est pas négligeable sur les performances (et la consommation!), même pour une voiture de plus de 1T5! 

 

Remarque 2: Ce « semi-vidage » de 47 kg correspond à:

- Roue de secours enlevée (remplacée par bombe AC): - 19 kg mesurés

- Ligne inox décatalysée (2 catalyseurs d’origine): - 20 kg estimés

- Boite à air remplacée par filtre conique en admission directe + broutilles (caches inutiles + durites de clim enlevées): - 3 kg estimés

- Radiateur de clim enlevé: - 5 kg mesurés

Soit un total de 47 kg de gain de poids mesuré / estimé correspondant exactement à la déduction des deux mesures faites sur balance!

 

Remarque 3: En réalité, il faut rajouter à cette pesée:

- 3 kg pour tenir compte de la boite à air de RS2 (estimée à 3kg) montée en séance 8

- 3 kg pour tenir compte de l'échangeur Wagner "RS2 Evo" (pesé à 9,5 kg soit 3,6 -arrondis par défaut à 3- de + que l'échangeur d'origine pesé à 5,9 kg) monté en séance 10

Le poids réel de mon Audi S2 s'établit donc à 1515 + 3 + 3 = 1521 kg avec le plein pour cette séance 12. 

 

Remarque 4: La répartition des masses est correcte, et typique de cette architecture Coupé 4 roues motrices moteur AV. Deux remarques toutefois:

- L'équilibre longitudinal est correct même si l'on aurait pu espérer descendre sous les 60% de masse sur l'avant, comme les Subaru Impreza STI.

- L'équilibre latéral global est correct, et concernant l'équilibre latéral essieu par essieu, l'arrière est très bien équilibré, en revanche l'avant n'est pas parfaitement équilibré avec un avant-droit un poil lourd (51,7%).

 

 

 

IV) Résultats PerfectPower

 

Date: Sa 15/04/2017

Lieu: Wervicq-Sud (59)

Logiciel / Smartphone: PerfectPower Androïd 4.2 / LG G4

 

Remarques: 

- La pression de turbo annoncée dans ce bilan est mesurée avec un manomètre personnel, branché sur le tuyau amenant la pression d’admission du collecteur d’admission au calculateur. 

- Cette pression est mesurée en 2ème, et c’est la valeur maximale prise après la charge du turbo en écrasant l’accélérateur à 2000 rpm. 

ATTENTION: Même pour les mesures en 3ème (donnant systématiquement une pression légèrement supérieure d'environ 50 mbar), la pression annoncée l’est pour des mesures en 2ème.

- Un robinet de pression de turbo a été monté le 19 Avril 2015 afin de permettre un réglage de la pression de turbo sur une gamme de valeurs extrêmement large (de 0,5 à + de 1,5 bar -valeur maxi testée-).

Bien sûr, la gestion électronique a été adaptée (suppression de l'électrovanne de turbo -N75-, désactivation du boost control), et la richesse a été contrôlée à différentes pressions (résultat: elle est remarquablement bonne et constante, preuve de l'excellence de la gestion Motronic d'origine). 

 

0) Montage Kit Innovate MTX-L Lambda LSU 4.9

 

La troisième pièce de ma prépa "S2 RS2" est le montage d'un kit Innovate MTX-L Lambda LSU 4.9, qui est un kit autonome de mesure du rapport air / carburant (appelé AFR, pour "Air / Fuel Ratio") disposant de sa propre sonde lambda (une sonde large bande BOSCH LSU 4.9) et de son propre afficheur digital 52 mm. Particularité de ce kit: il est 100% numérique, et c'est le plus précis et rapide du marché.

 

L'intérêt de ce kit dans mon cas est déjà de pouvoir vérifier en permanence la bonne richesse du mélange en toutes circonstances (pleines charges, charges partielles, bas régimes, hauts régimes, etc...), mais aussi de vérifier les évolutions de celle-ci lorsque je vais monter toutes les autres pièces de ma prépa "S2 RS2", en particulier le passage graduel à l'éthanol prévu dans la foulée du montage de ce kit (voir bilan de la séance 13), en sachant que j'ai prévu de conserver l'excellente gestion Motronic d'origine le plus longtemps possible...

Je vais ainsi pouvoir vérifier en permanence le comportement de cette gestion Motronic, en particulier dans mon passage à l'éthanol puisque qu'il parait que cette gestion "n'aime pas trop l'éthanol"! Autrement dit, elle devrait rapidement se mettre en défaut sitôt la richesse mesurée différente de plus d'un certain seuil pré-programmé par Audi pour ce modèle "S2 230 ch"...

Sachant que les seuils des gestions "sensibles" sont généralement situés à 10%, cela correspondrait à un mélange SP 98 / E85 (éthanol dosé à 85%, en sachant que le SP 98 est déjà dosé à 5% en éthanol) dosé à environ 30% en E85 ==> Je testerai donc en premier un mélange SP 98 / E85 dosé à "seulement" 20% de E85 (voir bilan de la séance 13).

 

Mais revenons à ce fameux kit Lambda Innovate! En lui-même, ce kit ne sert qu'à mesurer une valeur capitale (l'AFR) pour le bon fonctionnement du moteur, mais puisqu'il n'est pas relié à la gestion électronique de la voiture, il ne peut évidemment rien apporter en performances...

Mais qu'en est-il lorsque nous choisissons justement de le relier à la gestion électronique de la voiture comme nous l'avons fait, en usant d'artifices (montage de la sonde LSU 4.9 en lieu et place de celle d'origine, mais conservation de celle-ci pour le chauffage et ainsi éviter une mise en défaut de la gestion, ET bien sûr récupération de l'info lambda -simulée bande étroite 0-1 V- de la sonde LSU 4.9!)?

Eh bien le miracle a bien eu lieu, d'une façon certes indirecte mais absolument indiscutable, comme vous allez le découvrir dans le comparatif un peu plus bas! 

  

Sinon, je vais maintenant vous livrer une petite information qui intéressera certainement les possesseurs d'Audi S2 désireux de la préparer: nous avions en fait décidé de monter également à cette séance une downpipe d'Audi RS2, une pièce qui est généralement montée lors d'une prépa "S2 RS2"... 

Sauf qu'en comparant visuellement la downpipe d'Audi S2 déjà montée sur ma voiture et celle de RS2 que nous nous apprêtions à monter, nous étions un peu perplexes sur la réelle supériorité de dimensions de cette dernière... nous avons alors décidé de mesurer leurs dimensions en plusieurs points (bride de turbo, conduit après bride, double sortie en bas), et là, très mauvaise surprise: les deux sont de dimensions quasi identique!!!

Les voici:

Diamètre intérieur bride de turbo (le plus important, et de loin): EGALITE, 58 mm pour les deux!!!

Diamètre extérieur bride de turbo: EGALITE, 70 mm (22,0 cm de circonférence) pour les deux!!! 

Diamètre extérieur conduit après bride: 70 mm (22,0 cm de tour) RS2, 65 mm (20,5 cm de tour) S2

Diamètre extérieur double sortie en bas: 56 mm (17,5 cm de tour) pour les deux!!!

Comme vous pouvez le constater, les dimensions de la bride du turbo sont absolument identiques, ce que nous avons même pu vérifier en constatant que la référence Audi était EXACTEMENT la même, les dimensions de la double sortie en bas sont également EXACTEMENT les mêmes, seul le conduit après bride de la downpipe RS2 est un peu plus gros (70 mm contre 65), enfin plus exactement le conduit après bride de la downpipe de S2 (65 mm) se rétrécit légèrement par rapport à la bride (70 mm), tandis que celui de RS2 conserve exactement la même dimension (70 mm).

Mais au final, en sachant que la bride de turbo est de loin la partie la plus importante de la downpipe dans la capacité d'évacuation des gaz d'échappement, et qu'une différence de diamètre maximale de 5 mm entre deux downpipes (hors bride) ne doit vraiment pas changer gros chose sans compter que la géométrie des deux downpipes est rigoureusement identique, il devenait évident que nous n'allions pas perdre de temps à monter cette downpipe de RS2 -inintéressante dans le cas de ma "prépa S2 RS2"-, qui finira donc sur le bon coin! 

 

Pour finir, je tiens à remercier Max, l'ami mécano du Nord auquel j'ai confié toutes les opérations de ma prépa "S2 RS2", et qui a encore une fois réalisé un excellent travail à l'occasion de cette séance de mécanique!

 

Voici des photos prises pendant le montage du kit Lambda Innovate (et de la downpipe d'Audi RS2 qui a finalement été annulé en cours de route!), incluant une petite photo "bonus" montrant l'état d'un filtre à pollen quand on oublie de le changer (il a peut-être bien l'âge de la voiture, soit 24 ans!).

 

 

1) Puissance (en 3)

 

 

 

Remarque 1: Cette pression de turbo de 1,35 bar est obtenue en desserrant le robinet d'un tour et demi depuis sa position fermée. 

 

Remarque 2: Comme expliqué dans le bilan de la séance 11, j'ai décidé à partir de cette séance 12 de ne plus réaliser que des mesures en 3ème avec mon Audi S2, afin de respecter la gamme standard nouvellement définie de durée de mesure de puissance de 10 à 15 secondes. 

Bien entendu, comme expliqué dans le bilan de la séance 11, je suis également revenu définitivement à mon régime mini standard de 2000 rpm en moteur essence.

 

Remarque 3: Je n'ai réalisé que deux mesures (au lieu de quatre) pour cette séance 12 en 3ème, car la configuration de mon Audi S2 est exactement la même qu'en séance 11 réalisée la veille, et aussi parce que nous savons désormais la régularité parfaite aussi bien de PerfectPower que de mon Audi S2 (voir bilan de... toutes les précédentes séances!). Le but des mesures en 3ème de cette séance 12 était surtout de voir si le raccordement du kit Lambda Innovate sur la gestion Motronic d'origine a eu un impact sur les performances du moteur: eh bien nous n'avons pas été déçus, comme vous pourrez le lire dans le comparatif ci-dessous!

 

Remarque 4: Un constat est frappant: mis à part la légère différence de Cmax entre les deux mesures (434,8 Nm mesure 1 et 447,9 Nm mesure 2 soit 13,1 Nm / 3,0% d'écart) uniquement due à la dispersion de pression de turbo (surtout avec une pression aussi forte de 1,35 bar ET un réglage 100% mécanique de la pression de turbo), la régularité de ces deux mesures en 3ème est meilleure que ce que j'observais avant sur des mesures en 3ème avec mon Audi S2!

Sans même parler des chiffres bruts, les courbes sont en effet remarquablement régulières et recollent bien l'une sur l'autre sur les phases de charge turbo (2000-3500 rpm) et une fois la pression de turbo "égalisée" (5000-7000 rpm), et il est certain que si la pression de turbo maxi avait été la même sur ces deux mesures, elles recolleraient également l'une sur l'autre sur la plage 3500-5000 rpm! 

Alors qu'avant, les courbes en 3ème n'étaient pas aussi régulières (elles avaient tendance à osciller légèrement) et leur forme pouvait différer légèrement d'une mesure à l'autre!

De toute évidence, l'utilisation par la gestion Motronic d'origine de la nouvelle sonde lambda LSU 4.9 en remplacement de l'ancienne sonde lambda d'origine (dans un état catastrophique!) a accompli des miracles... que le comparatif à venir va mettre en évidence!

 

2) Comparatif des résultats sonde lambda d'origine / sonde lambda LSU 4.9

 

Objectif du comparatif

 

Comparer les résultats avec:

- La sonde lambda d'origine (naturellement raccordée à la gestion Motronic d'origine) en séance 11

- La sonde lambda LSU 4.9 du kit Innovate MTX-L (que nous avons raccordée à la gestion Motronic d'origine à la place de la sonde lambda d'origine) en séance 12

 

Note 1: Comme expliqué au chapitre 0, le raccordement de la sonde lambda LSU 4.9 du kit Innovate MTX-L à la gestion Motronic d'origine à la place de la sonde lambda d'origine a nécessité quelques artifices, pour deux raisons:

- La sonde lambda LSU 4.9 est une sonde large bande (0-5 V), alors que la sonde lambda d'origine est une sonde bande étroite (0-1 V)

- La sonde d'origine doit être conservée (mais pas obligatoirement montée sur l'échappement) car elle dispose de son propre système de chauffage qui doit impérativement être piloté par la gestion Motronic d'origine, sinon celle-ci se mettra en défaut

Nous avons pu réaliser cela ainsi:

- Le kit Innovate MTX-L (100% numérique) dispose d'un système de conversion de l'info large bande en info bande étroite, que nous avons utilisé pour récupérer l'info large bande de la sonde lambda LSU 4.9 ensuite convertie en info bande étroite puis envoyée à la gestion Motronic via le cablage de la sonde lambda d'origine

- Nous avons tout simplement conservé la sonde lambda d'origine -qui ne sert plus à rien si ce n'est à empêcher la gestion Motronic de se mettre en défaut!- en la fixant sur la barre anti-rapprochement (sa place sur l'échappement a bien sûr été prise par la sonde lambda LSU 4.9, c'était le but de la manoeuvre!)

 

Note 2: Il est essentiel de préciser que la sonde lambda d'origine était dans un état catastrophique, recouverte d'un dépôt blanchâtre et partiellement bouchée: elle n'avait probablement jamais été changée (dans ce cas, elle a vécu 24 ans et accompli près de 275 000 km!), et il est évident que si l'info lambda était "affaiblie", cela ne pouvait que dégrader le fonctionnement moteur! 

 

Note 3: La config de mon Audi S2 (AEep1,35) ainsi que le carburant utilisé (SP 98 Excellium Total Access Rungis) sont évidemment rigoureusement les mêmes pour ces deux séances 11 et 12.

 

Comparaison des résultats Séance 11 (sonde lambda d'origine) / Séance 12 (sonde lambda LSU 4.9)

 

  

Aucun doute possible: le fonctionnement moteur pleine charge a été nettement amélioré avec la nouvelle sonde lambda LSU 4.9! En effet:

 

- Le moteur marche mieux (plus fort ET de façon plus régulière) sur la quasi totalité des régimes! En effet, bien qu'il s'agisse de mesures moyennées qui tendent déjà à éliminer "naturellement" les éventuelles dispersions de mesure, on voit clairement que les courbes rouges (sonde lambda LSU 4.9) sont largement au dessus des courbes blanches (sonde lambda d'origine) de 2000 à 5600 rpm, ET que leur forme est plus régulière! On constate par contre qu'elles se superposent de 5600 à 6300 rpm, et qu'au delà de 6300 rpm ce sont les courbes blanches (sonde lambda d'origine) qui prennent l'ascendant, mais on ne s'offusquera aucunement de cette légère baisse de puissance au delà des 6300 rpm, le comportement moteur "correct" étant assurément celui avec la nouvelle sonde lambda LSU 4.9, et il est globalement bien meilleur sur la quasi-totalité des régimes comme dit!

 

- La Pmax est inchangée (292 ch arrondis dans les deux cas), mais son régime d'obtention est diminué (5518 rpm contre 5793) grâce au comportement moteur plus plein.

 

- Le Cmax est augmenté de 16,4 Nm (440,7 Nm contre 424,3) soit 3,9% ce qui est déjà beaucoup, mais encore plus impressionnant, son régime d'obtention est diminué de... 345 rpm (3538 rpm contre 3883)! Ce qui traduit une charge de turbo à la fois plus forte ET plus rapide, clairement mise en évidence par les courbes!

 

- L'allure comparée des courbes traduit tout cela de façon limpide, mais on remarquera en particulier que le plus gros du gain est obtenu... lors de la charge du turbo (2000-3500 rpm)! Jugez par vous-même:

A 2000 rpm, on a 262 Nm avec la sonde lambda LSU 4.9 contre seulement 218 Nm avec la sonde lambda d'origine, soit un gain à peine croyable de + 20%!!!

A 2500 rpm, ces chiffres passent à respectivement 347 Nm contre 313, soit encore + 11%!!!

A 3000 rpm, 417 Nm contre 389, soit une avance encore respectable de + 7%!

Et enfin à 3500 rpm, on a déjà atteint la valeur maxi de 441 Nm avec la sonde lambda LSU 4.9 quand on n'est "que" à 419 Nm (soit + 5%!) et encore en phase de charge turbo avec la sonde lambda d'origine!

Pour être parfaitement honnête, ce constat de progression dans la phase de charge turbo est tellement spectaculaire que je me suis demandé si cela ne pouvait pas venir d'autre chose, car nous avions démonté / remonté quelques éléments du circuit de suralimentation dans notre montage du kit Lambda Innovate et peut-être l'un d'eux avant était mal monté et était responsable d'une minime fuite de suralimentation, mais non vraiment aucun doute possible, je sais que tout était bien monté, sinon je m'en serais aperçu depuis longtemps!

J'ai également pensé à une éventuelle différence importante de masse totale entre les deux séances 11 et 12 qui expliquerait une charge turbo plus forte et plus rapide à cette séance 12, mais non seulement je sais très bien que même en mesurant à cinq personnes à bord (je l'ai déjà fait!) les écarts en Cmax / régime de Cmax ne seraient pas aussi importants que ceux constatés dans le cas présent, mais surtout cette hypothèse est à exclure car la somme "masse voiture + masse additionnelle" est quasi identique dans les deux cas: 1521 + 147 = 1668 kg en séance 11 et 1495 + 162 = 1657 kg en séance 12! Et elle est même légèrement inférieure (- 11 kg) en séance 12, ce qui tendrait au contraire à diminuer légèrement la force et la vitesse de charge turbo, mais c'est évidemment purement anecdotique car cet écart est absolument négligeable devant la masse totale! Par contre cela invalide bien sûr définitivement cette hypothèse...

Bref, nous ne pouvons donc que constater avec stupéfaction que c'est bien le remplacement de la sonde lambda d'origine par une sonde lambda LSU 4.9 qui est responsable en intégralité du constat réalisé ici! 

 

Conclusion

 

Aucun doute possible: le fonctionnement moteur pleine charge a été nettement amélioré avec la nouvelle sonde lambda LSU 4.9, comme nous venons de la démontrer!

 

Mais de toute évidence, ce n'est pas la sonde lambda LSU 4.9 en elle-même qui est responsable de cela, puisqu'aussi précise qu'elle soit, elle ne fait que transmettre l'info lambda (certes capitale!) au calculateur, qui réagit ensuite en ajustant correctement et en permanence le mélange air-essence pour le meilleur fonctionnement possible, et il parvient évidemment à le faire très bien avec la sonde d'origine, même si moins précise que cette LSU 4.9!

 

C'est donc bien l'état catastrophique de la sonde lambda d'origine que nous avons vérifié au démontage qui est le responsable de la nette amélioration du fonctionnement moteur pleine charge avec la sonde lambda LSU 4.9, et cette info est particulièrement intéressante, jugez plutôt:

 

EN théorie, sur les anciennes gestions électroniques (disons avant 2000), l'info lambda n'est pas prise en compte à pleine charge, par "crainte" d'une casse moteur si la sonde lambda est défectueuse mais sans que le calculateur s'en aperçoive... du moins c'était ce que l'on m'avait appris dans les années 90, et cela concernait des gestions électroniques bien précises comme la Siemens Fenix 5 équipant les Mégane I Coupé 2.0 16V (1996-1999), voiture que j'ai possédée... 

Mais ce que l'expérience m'a appris, c'est que les politiques constructeur concernant les stratégies implantées dans les gestions électroniques sont extrêmement diverses, non seulement entre les différents constructeurs, mais aussi dans le temps au sein d'un même constructeur! 

Car dans le cas présent, force est de constater que la gestion Bosch Motronic d'origine équipant mon Audi S2 (modèle 230 ch, produit de 1993 à 1996) est particulièrement évoluée et ne suit pas du tout cette règle censée avoir cours dans les années 90, car elle corrige assurément la richesse du mélange à pleine charge, et c'est un enseignement que PerfectPower nous a apporté!!!

 

Et une seconde preuve de cela nous a été apportée en réalisant le scénario suivant, rendu possible grâce au kit Lambda Innovate monté à cette séance 12:

- Faire deux logs de richesse pleine charge en 3ème de 2000 à 7000 rpm, et bien sûr l'essence SP 98 présente à ce moment dans le réservoir

- Aller aussitôt après cette séance 12 faire un mélange SP 98 / E85 dosé à 20% en E85, ce qui modifie déjà radicalement la richesse d'environ 7%... 

- Refaire deux logs de richesse pleine charge en 3ème de 2000 à 7000 rpm avec ce mélange...

- Et bien sûr comparer les résultats!

ET que croyez vous qu'il arriva: en prenant des repères de richesse bien précis à hauts régimes (5000-7000 rpm, zone la plus critique), nous avons constaté que la richesse était identique dans les deux cas, l'AFR se stabilisant autour de 12,1 (soit une richesse de 1,21, je préfère parler en richesse, c'est plus parlant pour moi que l'AFR) dans cette zone dans les deux cas!

 

Vous trouverez sinon les résultats (également spectaculaires, décidément...) des mesures de puissance avec ce mélange SP 98 / E85 dosé à 20% en E85 dans le bilan de la séance 13. 

 

Un mot pour terminer cette conclusion: effectivement, les sensations de conduite m'avaient montré que le fonctionnement moteur était un peu plus régulier, un peu plus "rond" une fois la sonde lambda LSU 4.9 montée, mais j'étais quand même loin d'imaginer une telle différence de performances pleine charge sur l'ensemble de la plage 2000-7000 rpm!