Modifier la culasse d'un 2T , quoi de plus simple en apparence mais le sujet n'est pas si détaillé que cela dans les ouvrages moteur et pages web. Outre le taux de compression , on y évoque aussi la zone de squish qui repousse les limites d'apparition de la détonation.
Le prof GP Blair propose même un calcul de la vitesse d'éjection de la masse gazeuse de la zone avec squish vers le centre de la chambre de combustion (dôme) et y associe des préconisions. Le squish augmente la turbulence et donc la vitesse de combustion ce qui se traduit par une avance moindre.
Le taux de compression intervient dans le rendement de cycle du moteur et voici un gain qui semble facilement à notre portée.

Mais bien qu'une pièce simple , la culasse peut amener son lot de désagréments comme tout autre excès ailleurs
- taux de compression = agit sur la pression sur piston et équipage mobile , sur la température modifiant la résistance de matériaux et leurs formes dimensionelles
- avance = agit sur la pression maxi de combustion et température
- les 2 peuvent conduire à des combustion anormales (détonation) variables avec le carburant

La société TSR Software propose des logiciels spécifiques qui vous sauveront grandement la mise :
- Compress : taux de compression , squish et octane
- Head volume : dimensions culasse
- Squish : vitesse de squish
pour +/- $­­150 , somme raisonnable pour ne pas détruire son moteur...

Ne modifiant aucun moteur , l'investissement n'en valait pas la chandelle , par contre MOTA m'a servi à une approche un peu similaire : corrélation éventuelle entre taux de compression , avance à l'allumage et carburant ?
Les fichiers moteur les plus récents sont ajoutés à la collection MOTA pour une résultat satisfaisant à mes yeux :
- voir le fichier "Allumage_squish.xls" en zone de téléchargement
Pour ma part , j'ai choisi d'observé la pression maxi de combustion comme indice de besoin en octane.

Du moteur de 4 bar de PME à celui 12.5 (jamais vu au-dessus) , la pression maxi de combustion suit naturellement la PME (on l'aurait deviné!). Par contre , aucune corrélation pour l'avance à l'allumage au régime de Puissance maxi avec l'augmentation des performances. Une très légère tendance peut âtre trouvée pour le taux de compression corrigé (sur volume cylindre après fermeture échappement).



En ajoutant par recoupement et estimation personnelle , le type de carburant utilisé par chaque moteur je pense que la limite pour du SP98 est d'environ 75-80 bar de pression maxi de combustion que l'on ne peut pas mesurer mais qui va permettre un calcul inverse :
- avance fonction du taux de compression
- taux de compression fonction de l'avance

Une chose intéressante , avec du SP98 , aucun moteur ne semble développer plus de 10.5 bar de PME donc pour plus de puissance , il faudra plus de tour mais est ce toujours raisonnable ?

Mais quelle valeur donner à l'avance ? On peut conserver celle d'origine ou modifier légèrement le point de calage initial comme cela est bien souvent notre cas.
Pour les plus intrépides ayant investi dans un allumage programmable ou modifiable , voici les indications de l'excellent site www.kartweb.com à la section technique :
guide de programmation (en anglais : Ignition_Curve_Analysis_Guide.doc)

L’auteur indique de mémoire que les différentes phases sont :
- Démarrage 200tmn : 3-6° pour profiter de la compression au maxi et de la forte température qui permet une inflammation du carburant.
- Ralenti 1600tmn : passage à l’avance de marche en charge jusqu'à 75% du régime de Pmax ~ 22 à 27° (et voir plus avec des essences compét) à tester par palier.
- Régime de puissance : jusqu'à 110% du régime de Pmax , ~ 8° à Pmax et 3-5° à 110% pour faire chuter la puissance et protéger le moteur des sur régimes. La chute sera beaucoup moins sévère avec les essences compét et très détaillée sur les derniers 1000 t/mn.

Quelques liens vers des pages comportant des courbes d'allumage :
http://www.bdkraceeng.com/Bike2.html
http://www.bdkraceeng.com/Bike5.html
http://www.rg500.net/HTML/marc02/index.html
http://www.vortex-performance.com.au/ice_1.htm
http://www.hpi.be/Reparation_and_Tuning_of_CDI-units.htm
http://www.hpi.be/TuneBox.htm
http://www.factorypipe.com/fire/raddefault.html (gestion avance en accélération et v=cste)
http://eindiancompanies.com/cdi/digital/index.htm (bientôt d'Inde!)
http://www.iane.co.uk/html/BPSdetail.html
http://www.starlane.it/I-GrandPrix.htm $­­$­­$­­ !
http://w1.183.telia.com/~u18322446/tekinfo/tekinfoeng.html courbes PVL

De toute façon , avec un modèle programmable , tout pourra être testé mais c'est comme avec le simulateur MOTA , on arrive vite à des tonnes de combinaisons !

La gestion du squish (jeu entre tête de piston et extérieur de la culasse qui chasse les gaz compressés vers le centre de la chambre de combustion et crée une intense turbulence) et la position de l'électrode de bougie semble jouer sur la distance à parcourir par la flamme pour tout brûler.
La meilleure performance moteur (surtout les 4T) semble atteinte lorsque le pic de pression de combustion se produit vers les 7-10° après PMH. A l'inverse , en connaissant la vitesse de flamme fonction de la turbulence de squish , on pourra estimer une avance optimum et la durée de combustion requise par les simulateurs. En recoupant les infos des livres 2 et 4T des livres de GP Blair , une corrélation entre vitesse moyenne de piston et le ratio (vitesse de squish + vitesse naturelle (11m/s)) et la vitesse moyenne réelle relevée à partir des graphe de pression sur moteur :



On observe dans les moteurs des vitesses moyennes de combustion de l'ordre de 3.5 fois la vitesse cumulée de flamme + squish à de grandes vitesses moyennes de piston :
125 Blair et Ducati 916 = (11+23=34) * 3.5 ~120m/s

Le prof. G Blair a mis au point une méthode de calcul de la vitesse d'éjection vers le centre en la nommant MSV : Maximum Squish Velocity - Vitesse de Squish Maximum car la vitesse du piston varie pour devenir nulle au PMH par ex.



On observe que la vitesse est maxi quelques 10° avant PMH et c'est seule celle-ci qui est reprise un peu partout sur la toile. Sa vitesse doit être comprise entre 15 et 20 m/s suivant GP Blair , 15 à 30 m/s pour TRS et depuis d'autres semblent indiquer jusqu'à 50 m/s (Bimotion) !



Je n'ai quasiment trouvé aucun exemple applicatif sérieux sur le net alors que souvent exposés dans les forums !
L'Aprilia RS250 modifié sur le forum de AF1 racing a troqué sa culasse plate et bougie décentrée par une version plus conventionnelle ou le jeu piston / culasse n'est plus que de 0.75mm et la largeur de l'anneau de squish de 6mm (diamètre intérieur = 56-2*6=44 mm) ce qui donne un ratio de surface squishée et non squishée de 0.383.
La vitesse de squish au régime de puissance maxi atteint ~25 m/s. A ce régime , le "remplissage" (CE: Charging Efficiency pour les 2T) en air est de 0.962 (valeur MOTA) fois la cylindrée soit 125 * 0.962 = 120cc. Mr Blair considère lui , que le calcul commence à la fermeture échappement ou le cylindre de notre Suzuki contiendrait 62.6cc d'air à pression atmosphérique.
A la réception de son livre sur les 4T , je me suis empressé de sauter au chapitre squish pour confirmer que le calcul vaut aussi pour les 4T mais que le calcul commence au PMB (180° avant PMH). Ce qui m'amène personnellement à corriger la vitesse de squish par le ratio de la masse d'air emprisonnée :
- 24.9 * 0.962 ~ 23.9 m/s

Pour un moteur de kart (genre VORTEX de 30Hp @ 14000tmn) sans boite , le régime moteur oscille entre celui du couple maxi (12000 tmn - pour sortir fort des virages) et des sommets (pour moi ex-enduriste!) pour la vitesse de pointe (17-18000 tmn - pour vaincre la résistance de l'air et frottement pneumatique). La culasse comprend un anneau de squish de 9mm soit un ratio de surface squishée de 0.6 et un jeu squish de 1mm. Dans ce cas ci , au régime de puissance maxi (14000) , la vitesse de squish est d'environ 37.7m/s mais le "remplissage" (CE) est de 0.814 se qui corrige celle-ci à 37.7 * 0.814 = 30.7m/s.
A la vitesse de pointe , le "remplissage" (CE) a chuté à 0.48 et corrige la vitesse de squish excessive de 45.7 à 22m/s.
La turbulence est donc intense au couple maxi ou la charge moteur est très forte afin de limiter la détonation. A très haut régimes , elle reste aussi d'un bon niveau et reste favorable.

Les routières plus ou moins sages auront des valeurs de ratio de surface à mi chemin mais des vitesses assez comparables (~25m/s?).
Ici s'arrétent mes maigres connaissances et je vous laisse à vos calculs pour vous faire votre idée...