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Atelier  mécanique  2020 : 
Rénovation d'une BMW 2002  - 1er chapitre
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

 
Moteur                      pompe2          


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