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Atelier mécanique 2020 :
Rénovation d'une BMW 2002 - 1er chapitre
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Bonjour à tous.
Cette année 2020 aura été une année difficile y compris pour les
activités de notre club. En effet, toutes les balades qui avaient été
programmées ont été suspendues et malheureusement ne pourront
finalement pas être organisées.
Dernièrement le RMCH a essayé de relancer les activités du club en vous
proposant une liste d’anciens roadbooks qui sont disponibles sur simple
demande.
La journée atelier « MRD » qui était prévue cette année a aussi été
suspendue. Cependant, pour remplacer cette journée, nous allons vous
proposer le sujet suivant :
Un membre « actif » de notre club (JP Melon) vient d’entreprendre la
restauration complète d’une BMW 2002 TII. La caisse est pratiquement
terminée (peinture à faire) et Jean Pierre nous a confié la remise en
état du moteur de sa voiture. Avec son accord, nous allons vous
présenter en détail, semaine par semaine, les différentes étapes de la
restauration de ce moteur. Sur le site du RMCH, nous publierons des
articles accompagnés de plusieurs photos, expliquant et présentant les
différentes pièces sélectionnées et commandées ainsi que les travaux et
usinages réalisés.
Seuls les aspects techniques seront examinés, mais ni les aspects financier et commercial ne seront abordés.
BMW 2002 – Rappel historique
La BMW 2002 est apparue sur le marché en janvier
1968. Elle est basée sur la caisse de la 1600-2 et a été dotée d’un
moteur 4 cylindres de 1990cc développant une puissance de 100cv.
Fin 1968, BMW a sorti une version plus sportive, la 2002 TI, toujours
équipée du même moteur mais doté de 2 carburateurs Weber 40DCOE qui
développait une puissance de 120cv.
En 1971, la version à carburateurs Weber a été remplacée par la version
2002 TII, équipée d’une injection mécanique et développant 130cv.
Finalement, la dernière version a été la 2002 Turbo, équipée fu même
type d’injection mécanique adaptée au montage d’un turbocompresseur KKK.
Les adversaires
A sa sortie, la BMW 2002 TII avait comme adversaires
dans la catégorie des berlines sportives 2 fameux numéros : l’Escort
2000RS et la Kadett GTE.
L’Escort 2000RS disposait d’un moteur de 2000cc, bloc en fonte et
culasse en fonte avec 1 arbre à cames en tête commandé par une courroie
de distribution, admission côté gauche et échappement côté droit (cross
flow).
La Kadett GTE disposait elle d’un moteur 1900cc puis 2000cc, bloc en
fonte et culasse en fonte avec 1 arbre à cames en tête commandé par une
chaîne double, admission et échappement du côté droit.
La 2002TII disposait d’un moteur 2000cc, bloc en fonte et culasse en
aluminium avec 1 arbre à cames en tête commandé par une chaîne double,
admission du côté gauche et échappement du côté droit, distributeur en
bout d’arbre à cames.
Injection mécanique
L’injection mécanique existait déjà avant que BMW ne l’installe sur sa
2002. En effet, Mercedes utilise des pompes d’injection mécaniques en
ligne sur ses Pagodes230/250/280 SL et aussi 300 SL (portes papillons)
entre autres.
Ces pompes d’injection, au niveau conception et fonctionnement, sont
directement dérivées des pompes d’injection diesel en ligne. Les jeux
de fonctionnement internes ont été adaptés pour pouvoir injecter de
l’essence en remplacement du diesel. L’essence est injectée par des
injecteurs (1 par cylindre) dans le collecteur d’admission en amont des
soupapes d’admission. Ces pompes d’injection étaient réalisées par
Bosch. Leur seul inconvénient est qu’elles étaient assez volumineuses
et encombrantes.
Une pompe d’injection mécanique plus compacte a été étudiée et réalisée
par la firme FAG KUGELFISCHER. Cette pompe permettait de réaliser la
gestion de l’essence injectée, en prenant en compte les informations
suivantes : la position du papillon, le régime moteur, la température
d’eau et aussi dans certains cas la pression atmosphérique. Toutes ces
données étaient prises en compte par une came mécanique
particulièrement complexe. Après quelques années, la fabrication de
cette pompe KUGELFISCHER a été reprise par Bosch. Elle était
particulièrement efficace sur les moteurs à caractère sportif. On est
en présence de l’équipement qui est à l’origine des injections modernes
qui ont suivi (par ex K ou L- Jectronic Bosch) ainsi que des injections
électroniques modernes actuelles.
Dans les années 70/80, ces pompes Kugelfischer/Bosch ont été montées sur différents véhicules :
BMW 2002/ Ford Capri 2600RS/ Peugeot 504TI/Porsche 911/Lancia
Le fonctionnement de ces pompes était le suivant : une pompe électrique
puise l’essence dans le réservoir et via un filtre et un régulateur de
pression, envoie l’essence sous une pression de 3 bars dans la pompe
mécanique Kugelfischer. Les petits pistons de la pompe (1 par cylindre)
compriment l’essence sous 30 bars environ et cette pression ouvre les
injecteurs mécaniques et l’essence est injectée dans chaque cylindre.
C’est particulièrement efficace parce que l’essence sous une pression
de 30 bars est pulvérisée en gouttelettes particulièrement fines et le
mélange avec l’air est vraiment homogène et permet d’obtenir des
rendements moteur intéressants.
Le moteur de Jean Pierre
Le moteur que Jean Pierre nous a amené, fonctionne
apparemment sans problème particulier, peut-être un peu de consommation
d’huile, pas de problème de pression d’huile ni de température d’eau.
Pas de bruit de fonctionnement particulier ni de fuite d’huile
importante visible de l’extérieur. Le kilométrage pourrait être de
l’ordre de 160000 km.
On va démonter le moteur et voir dans quel état il est.
Comment procéder ?
Le moteur a été apporté complet avec tous les accessoires.
Démontage du moteur
Le démontage se fait de la manière suivante :
1- Alternateur, démarreur, embrayage, collecteur d’admission et d’échappement.
2- Installation du moteur sur le pied support moteur qui permet de le retourner pour faciliter le démontage
3- Démontage du volant moteur
4- Dépose de la pompe et des éléments du système d’injection
5- Dépose de la culasse complète (pas de désassemblage de la culasse à ce moment)
6- Dépose du carter moteur inférieur
7- Désassemblage du bas moteur dans l’ordre suivant :
1- Dépose du carter de la poulie avant du vilebrequin
2- Dépose du tendeur de chaîne et du carter de distribution
3- Dépose de la pompe à huile/chaîne de distribution
4- Dépose des 4 bielles pistons
5- Dépose du carter porte bourrage arrière
6- Dépose du vilebrequin
Le démontage du moteur n’a pas présenté de problèmes particuliers
excepté quelques vis récalcitrantes. Pendant le démontage, après un
coup d’œil rapide, nous n’avons pas vu de pièces fortement abîmées ou
cassées. Cependant, on s’est rendu compte rapidement que le moteur a
déjà été ouvert précédemment
Désassemblage de la culasse
Il s’agit d’une culasse en aluminium avec chambres de combustion en
creux dont la forme est assez complexe. Culasse avec 1 arbre à cames en
tête, 4 soupapes d’admission et 4 soupapes d’échappement dont
l’ouverture est commandée par des culbuteurs qui pivotent sur 2 axes
creux (huile de lubrification) qui sont insérés sur la longueur de la
culasse, 1 axe pour les 4 culbuteurs coté admission et l’autre côté
échappement.
Pour démonter la culasse, la première opération est de lâcher
complètement les réglages des jeux de soupapes de manière à faire
passer les culbuteurs de chaque soupape à coté des soupapes
correspondantes et en faisant tourner l’arbre à cames, cela permet de
retirer les 2 axes des culbuteurs. On peut ensuite retirer les 8
culbuteurs ainsi que les 8 ressorts de soupapes (en comprimant les
cuvettes supérieures des ressorts de manière à dégager les clavettes de
fixation des cuvettes supérieures). On peut ensuite retirer aisément
les 8 soupapes et les bourrages de queues de soupapes.
Nettoyage des pièces
Le moteur étant entièrement démonté, toutes les pièces sont mises à
nettoyer dans la machine à laver de l’atelier. Après lavage, elles vont
être examinées et mesurées sous toutes les coutures.
Contrôles dimensionnels
Comme nous l’avons indiqué lors des journées atelier des années
précédentes, la première et la plus importante étape de la remise en
état d’un moteur est la suivante : toutes les pièces moteur, et plus
particulièrement les pièces soumises à contrainte et usure, après
nettoyage, vont être mesurées avec précision. Toutes les cotes des
pièces mesurées vont être reprises dans ce que nous appelons un «
Dossier technique » qui va être complété et étoffé au fur et à mesure
de la progression de la rénovation du moteur. Ce dossier technique va
permettre de connaître l’état du moteur à son arrivée, les travaux
réalisés et les pièces remplacées, et l’état du moteur lorsqu’il quitte
l’atelier.
Pièces mesurées et contrôlées
Vous trouverez ci-après la liste des pièces mesurées et contrôlées :
Culasse : arbres à cames/culbuteurs/ axes de culbuteurs/soupapes/guides
soupapes/ressorts/clavettes de soupapes/sièges de soupapes/logements
des paliers d’arbres à cames dans la culasse/pignon d’arbre à
cames/distributeur/injecteurs…..
Bas moteur : bloc moteur, alésages des cylindres/ ligne arbre du
bloc/pistons/bielles/vilebrequin/pompe huile/ chaîne de
distribution/patin et tendeur de chaîne/pompe à eau/thermostat/volant
moteur/embrayage/pompe d’injection…..
La prochaine étape :
Mesures et contrôle des pièces, choix des travaux à réaliser et des pièces à changer.
A bientôt pour le prochain épisode.
Luc et Greg
 
  
  
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