MOTEUR / BOITE
En 1952 Ken Richardson fut chargé de réaliser une Triumph sportive, et la question du moteur fut aisément résolue car l'usine Triumph produisait déjà un moteur pour les tracteurs Massey Ferguson.
On dispose ainsi sur la TR4 d'un moteur lourd et robuste, un 4 cylindres "wet liner" de 2 litres et une centaine de chevaux. Quant à la boite, il s'agit d'une boite 4 vitesses synchronisées, avec ou sans overdrive selon les options de l'époque.
Voici le moteur et la boîte tels que j'en ai pris possession. il apparait vite que le moteur est bloqué, je suis donc parti pour une réfection complète, ce qui est une approche plutôt raisonnable puisque je ne connais pas l'historique du moulin.
DEMONTAGE
Le moteur a été stocké sur le flanc, et il repose ainsi depuis 2 ans.
Sur le cliché, on distingue le filtre à huile (1), la pompe à essence mécanique (2) avec ses durites sectionnées, le delco (3) avec la bobine, et la pompe à eau (4).
Commençons le démontage. Une fois la culasse enlevée il est facile de constater que c'est le piston 4 qui est bloqué. Après 15 jours pendant lesquels le cylindre n°4 servait d'aquarium à gazole, il ne bouge toujours pas. Vu le prix raisonnable des ensembles chemises / pistons, pas d'hésitations, on sort tout. Commençons par démonter le carter et nous attaquer au vilebrequin.
Les joints avant et arrière du vilo sont démontés. Côté boite il n'y a pas de joint spi, encore un système un peu archaique qui d'ailleurs n'est pas tout à fait étanche, mais n'est-ce pas là la réputation des TR qui ne perdent pas d'huile mais "marquent leur territoire" ?
Côté distribution, le démontage ne pose pas de problème. Il s'agit d'une distribution à l'ancienne par chaine.
Les bielles sont démontées une à une, et les pistons peuvent être libérés.
Ils sont en bon état, à l'exception du récalcitrant n°4. Il est vraiment en piteux état.
Une bonne chose, le vilebrequin tourne sans acoups ni jeu. Il est retiré et stocké avant de l'envoyer avec le reste pour rectification. Sur ce cliché on voit l'arbre à cames et les chemises, que nous allons pouvoir enlever.
les chemises sont censées partir sans problèmes, mais c'est sans compter le calcaire et la rouille qui les ont collé au bloc. Les chasser est une opération assez fastidieuse qui nécessite une cale en bois dur et un lourd maillet, et pas mal d'aller-retours car la chemise ne dépasse que de quelques centimètres du bloc et cela ne donne pas beaucoup de course pour taper. Sur le cliché on voit une chemise sortie, mais les autres qui se font prier.
Les chemises sont sorties. Le circuit de refroidissement était très encombré, vraiment une belle accumulation de boue.
Un gros travail de nettoyage /grattage se présente afin d'obtenir un bloc intérieurement propre. Ceci est essentiel, d'une part afin de garantir une bonne circulation du liquide de refroidissement, mais surtout afin d'offrir une surface de contact propre lorsqu'on va présenter les nouvelles chemises sur leur embase.
Ce gros plan montre les embases sur lesquelles s'emboiteront les chemises. Un simple joint métallique assurera l'étanchéité, et si celle-ci n'est pas assurée c'est le mélange eau / huile tant redouté du joint de culasse pêté, sauf que là c'est le joint d'embase, même si le résultat est le même.
Autant le vilebrequin et ses portées étaient très propres, autant l'arbre à cames raclait quand on le tournait à la main. Une fois sorti il présentait une dent d'entrainement de l'allumeur cassée. Celle-ci ou un autre débris se sont promenés du côté d'une des portées de l'AAC dans le bloc, car elle présente une rayure assez effrayante. En conclusion les portées seront changées, ainsi que l'AAC.
Une fois tout démonté, cela fait pas mal de pièces répertoriées, à nettoyer / contrôler !
Côté culasse, les soupapes sont démontées et seront remplacées
Il y a beaucoup de corrosion sur les deux premières chambres de combustion, et les sièges de soupape ont été pas mal touché. L'atelier de rectification verra quoi faire avec cela.
La culasse, le vilo, le bloc, les bielles, l'embrayage, le volant moteur sont envoyés chez le rectificateur afin qu'il contrôle la culasse, réusine les sièges de soupape si nécessaire, installe les nouvelles portées d'AAC, contrôle les bielles, équilibre le vilo / volant / embrayage, etc...
REMONTAGE
Plutôt de bonnes nouvelles du côté de l'atelier de rectif, la culasse est bonne, le vilo est bon, et en fin de compte je récupère l'ensemble prêt à être remonté après un bon nettoyage.
Sur la table, tout est prêt pour commencer le remontage : nouvelles chemises, nouveaux pistons, bielles avec de nouvelles bagues, nouveaux segments, pochettes de joints etc
Avant de remonter le vilebrequin, la première chose à faire est de centrer le joint arrière (côté boite). Il ne s'agit pas d'un joint spi mais d'un joint à nervures en aluminium en deux parties. Sur le cliché on voit l'arrière du bloc avec le chapeau de vilebrequin monté à blanc pour positionner le joint et le boulonner après l'avoir enduit de pâte à joint.
Ce joint étant réputé pour fuir pas mal, une alternative populaire est d'installer un joint spi disponible chez les revendeurs, mais cela nécessite un réusinage du vilebrequin. Il y a pas mal de littérature sur les forums à propos des origines des fuites de ce joint, et il n'y a pas vraiment de réponse "définitive". Pour certains, cela peut être dû à un mauvais centrage, pour d'autres c'est essentiellement dû à l'étanchéité du chapeau lui-même, réalisée à l'aide de bout de feutres imprégnés de pâte à joint et insérés dans un inserstice ménagé dans le chapeau (voir plus bas). Pour ma part, j'opte pour la simplicité en gardant le joint alu d'origine, qui est en bon état.
Une fois le joint boulonné, le chapeau peut être retiré pour placer le vilebrequin
Les chapeaux de palier sont positionnés. Côté volant moteur on a donc le joint d'étanchéité en aluminium. De plus, afin d'assurer l'étanchéité latérale, le chapeau comporte de chaque côté une rigole qui doit maintenant être remplie de morceaux de feutres imprégnés de pâte à joint fluide. J'emploie à ce propos le produit Wellseal qui sera également utilisé pour les joint d'embase des chemises. Sur ce sujet également la littérature des forums est assez fournie, et l'information la plus pertinente que j'en ai retirée est que si cette étanchéité est mal réalisée de grosses fuites d'huile pourront en résulter. La méthode des bouts de feutre est assez archaique et des professionels recommendent à la place de remplir préalablement la rigole du chapeau de pâte à joint. Une fois sec, le chapeau pourra être positionné et le silicone se comportera alors comme une lèvre assurant l'étanchéité requise. Pour ma part, je n'ai pas d'opinion, j'ai suivi la procédure standard avec les bouts de feutres.
Côté distribution, le même principe est appliqué avec des pièces en liège en forme de "T".
On peut maintenant installer les chemises. Elles reposent dans le bloc sur des joints d'embase (un joint en forme de 8 pour 2 chemises). En jouant sur l'épaisseur des joints (les joints acier dont je dispose sont plus fins que ceux en cuivre), on peut régler la hauteur des chemises qui doivent dépasser de la surface du bloc dans des proportions définies dans le manuel d'atelier. Lors de l'insertion définitive des chemises le joint d'embase est imprégné de Wellseal, ce serait dommage d'avoir de l'eau qui rentre par un joint d'embase mal scellé.
Une fois l'écartement des segments contrôlé, ils sont installés sur les pistons. Les ensembles bielle/piston sont pesés et apariés. Les bielles font environ 1kg et les pistons environ 500g, et dans mon cas j'arrive à moins de 6g d'écart sur les quatre ensembles.
Les ensembles bielle-piston sont insérés dans les cylindres.Les boulons ne sont pas auto-bloquants, on utilise pour ce faire des freins à languette (tab washer). Une fois la crépine de la pompe à huile installée, on peut boulonner le carter.
On poursuit avec l'installation de la distribution. D'abord la plaque moteur.
l'arbre à cames est installé, son jeu en bout est contrôlé. Puis le pignon côté AAC, le pignon en sortie d'arbre moteur en contrôlant l'alignement des pignons. Dans mon cas les pignons sont déjà marqués donc il n'est pas nécessaire de régler la distribution. Enfin le tendeur est positionné et sera tendu lorsqu'on mettra en place le capot.
On complète avec l'installation du capot (avec un nouveau joint spi en sortie d'arbre), et du support de poulie. L'hélice ne sera pas remontée car j'ai prévu d'installer un ventilateur électrique.
Le circuit de poulie entrainera la dynamo et la pompe à eau qui vient d'être remontée.
On poursuit le remontage des périphériques avec l'installation de l'arbre de l'allumeur qui est entrainé par l'arbre à cames et qui dessert également la pompe à huile. Son jeu en bout est contrôlé.
La culasse a été resurfacée, les sièges réusinés. De nouvelles soupapes seront installées.
Bien que la culasse en soit initialement dispensée, l'atelier de rectification m'a procuré des joints de queue de soupape. Je vais ainsi pouvoir installer un kit d'apport d'huile direct dans la culasse sans risque de consommation excessive d'huile.
Les ressorts de soupape sont installés, doubles côté admission, triples côté échappement.
La culasse peut être installée sur le bloc.
La rampe de culbuteurs est remise en place, et le jeu des culbuteurs réglé.
La préparation du moteur est quasi-terminée. Le reste des périphériques sera installé une fois le moteur remis dans la caisse, sinon ils risquent de gêner pendant le positionnement. On voit sur la photo le flexible du kit d'apport d'huile directement vers les culbuteurs.
L'ensemble volant moteur / mécanisme d'embrayage a été équilibré par l'atelier de rectification. La couronne de démarreur a été contrôlée, les dents au PMH ne sont pas trop marquées, inutile de faire une rotation.
BOITE DE VITESSE
Je ne sais pas du tout ce que vaut la boite de vitesse, la voiture étant déjà démontée lorsque je l'ai achetée. Je n'ai d'autre choix que d'attendre de pouvoir essayer la voiture. Comme il y a une fragilité sur les TR4 avec les joints spi de queue de boite qui fuient, je vais le changer de façon préventive (d'autant qu'avec les années d'immobilisation il doit être cuit). Ce sera également l'occasion de contrôler la fourchette et son mécanisme. La première étape est donc de sortir la fourchette et son axe.
J'avais eu le même problème sur l'autre TR4 en démontant la fourchette : la clavette est cassé dans l'axe, pas d'autre solution pour la sortir que de forer.
La fautive après 1h de jurons !
L'ensemble est sorti. L'axe de fourchette est mort, mais la fourchette est en bon état.
En effet le joint spi a perdu sa souplesse, il est cuit. Le sortir de son emplacement est également une grosse source de frustration, pas tellement d'autre solution que de le découper en tentant de ne pas entamer la gorge en acier tendre, ce qui est loin d'être évident.
Une fois le nouveau joint spi installé dans son couvercle, celui-ci est prêt à être remis en place. Pour ne pas risquer d'abimer le nouveau join spi avec les dents de l'arbre de transmission, je l'emballe dans du plastique étirable huilé.
Voici la cloche de nouveau complète, avec mécanisme, nouvel arbre, nouvelle clavette.
Moteur et boite sont à nouveau réaccouplés, prêts à être douillètement installés dans la baie moteur, après tant d'années.
PERIPHERIQUES
La remise en place dans la baie moteur ne pose pas trop de problèmes si on s'est bien préparé, car ça passe quand même assez juste (à ce sujet, avoir deux copains pour aider n'est pas du luxe). Le truc est de bien incliner l'ensemble pour faire rentrer la boite (le levier de vitesse est bien gênant), l'idéal est donc de surélever l'arrière de la voiture (ce qui n'est pas le cas sur ce cliché, hélas).
Une autre option, et je pense la meilleure, est d'installer la boite d'abord, ainsi le moteur rentre plus facilement
dans la boie moteur, sans avoir besoin de l'incliner autant.
La récompense : une baie moteur qui reprend vie !
Mais il faut attendre encore un peu avant de démarrer le moteur.
Le radiateur est testé et nettoyé. Je ne compte pas utiliser l'hélice standard mais plutot un kit électrique. Celui que j'ai acheté propose selon la pub des pattes de montage adaptées aux TR4. Ce n'est pas le cas et je dois faire des adaptations. De plus si je le monte en mode "pull" entre le radiateur et le moteur je ne pourrai plus faire tourner le villebrequin avec une clé à molette, je décide donc de le mettre en mode "push", comme sur les véhicules récents. On verra à l'usage si cela suffit pour un bon refroidissement. je suis quasi-sûr par contre que la dynamo n'arrivera pas à fournir assez de jus pour l'alimenter.
Côté admission/échappement, il y a pas mal de boulot. Il faut déjà préparer tout le circuit essence depuis la pompe à essence jusqu'aux carbus.
J'ai récupéré un 4 en 1 qui donne un look plus "racing" que le collecteur fonte d'origine. Par contre, il m'aura donné quelques tracas. Tout d'abord, impossible d'installer le collecteur si le démarreur est monté, mais impossible également d'insérer le démarreur une fois le collecteur en place. Ces deux opérations doivent donc être effectuées ensemble. D'abord enlever le démarreur et insérer le collecteur.
Ensuite glisser le démarreur et le fixer.
Enfin mettre en place le collecteur. Ouf !
On peut alors mettre les pipes d'admission. Un problème avec ce collecteur que je n'avais pas vu venir est que son épaisseur est inférieure à celle des pipes d'admissions, donc il est impossible de le fixer avec les papillons d'origine. J'ai découpé des cales en acier que j'ai soudé aux points de contact des papillons afin que ceux-ci soient utilisables.
Il y a encore un problème avec ce collecteur, c'est la chaleur : il en dégage beaucoup plus qu'un collecteur fonte, et ce n'est bon ni pour la dynamo ni pour les carbus. J'ai mis de la bande anti-chaleur, ça devrait suffire. Cela sera éventuellement complété par un apport direct d'air frais sur les filtres à air et d'une plaque anti-chaleur pour la dynamo.
Une vue d'ensemble une fois les carbus remontés.
Le 4 en 1 m'a également obligé à refaire un tube intermédiaire d'échappement, le raccordement se faisant beaucoup plus bas et avec un tube de section supérieure. Là c'est du "sur mesure" !
Du collecteur, l'échappement chemine vers l'arrière. La principale attache se situe au niveau du support arrière de boite.
Puis les chicanes s'enquillent en coutournant le pont.
DEMARRAGE ET MISE AU POINT
Après avoir réamorcé le circuit d'huile en faisant tourner le moteur au démarreur pendant un certain temps sans les bougies, il est temps de donner le premier coup de clé !
Avec un peu de persévérance on finit par y arriver :
Et c'est là que le coeur se met à palpiter, je tourne autour, j'ausculte, à l'affut du moindre symptome de circuit d'huile bouché, de cognement, de serrage imminent.
Apparamment, ça tient, pression d'huile OK, tac tac des culbus un vrai régal comparé au concert de claquements de mon autre TR4, mais d'ores et déjà un certain nombre de problèmes viennent allonger la liste déjà longue des choses à règler et décalent d'autant la date de mise sur la route (été 2010, été 2011 ? quelle importance après tout ... ) :
- jauge d'essence ne marche pas
- sonde du ventilo Revotec marche pas
- apparamment fuite radiateur dès qu'elle prend des tours
- démarreur faiblard, peut pas faire plus d'un tour
- dynamo ou boitier de régulation mal réglé, bref ça charge pas
- fuite d'huile cloche de boite (un abruti a du mal remonter le joint spi côté boite, cherchez pas c'est moi)
- carbus difficiles à régler, au moins l'un des deux a un piston mal centré. Peut-être l'occasion de les refaire ?!
Alors essayons de régler les problèmes un par un.
radiateur
Tout d'abord, le radiateur, fuite il y a, mais heureusement sur le dessus, une réparation au plomb qui a pas résisté à mon décapage.
Un rechargement au plomb et le problème est réglé, mais seulement en apparence. Les premiers tests de chauffe prolongée démontrent des fuites tout le long des soudures du radiateur. Une solution radicale va s'imposer : soit monter un radiateur moderne récupéré dans une casse, ou acheter un neuf.
radiateur électrique
Un gros plan sur la sonde thermostatique du ventilo. Elle est noyée dans un bloc epoxy intégré à un bout de tube de refroidissement et est reliée au relais de commande du ventilo. Ses 2 fils doivent se mettre en court circuit à une certaine température (réglable par molette) afin d'actionner le relais. J'ai testé le relais, il marche impec, sa connectique est bonne, par contre la sonde ne se met jamais en court circuit quelque soit la température. Je vais la changer.
Elle est remplacée par une sonde qui déclenche à température fixe, que j'ai obtenue à bon prix sur ebay UK. Pour plus de sureté, j'installe un interrupteur manuel, ainsi qu'un voyant de contrôle au tableau de bord. Test : tout est rentré dans l'ordre.
dynamo
La dynamo est testée, elle donne bien, c'est le régulateur qui est en cause. A consulter la littérature à ce sujet, il s'avère que ces boitiers sont difficiles à régler, et en acheter un neuf risque de ne rien arranger tant les refabrications sont de qualité aléatoire. Vu le peu de rendement d'une dynamo et les besoins induits par le radiateur électrique, je décide de m'orienter vers le remplacement par un alternateur avec régulateur électronique.
Il y a pas mal de littérature sur le net concernant l'utilisation d'un alternateur. Les meilleurs sources sont l'excellent article de G.G. sur TRment VoTRe et ces très bons article du Vintage Triumph Register. La première chose est déjà de passer en masse négative. Puis de bien préparer son faisceau car la connectique va pas mal changer. Il y a là moyen de réutiliser l'ancienne control box.
Pour le choix de l'alternateur, il est aisé de se procurer à bon prix un alternateur Lucas. Par contre, son kit de fixation et son faisceau sont exagérément chers. Comme j'ai horreur d'être le pigeon de service, je décide donc de les fabriquer moi-même. Plus une plaque anti-chaleur pour l'alternateur car la région est plutot caliente (collecteur d'échappement très proche).
Sur le cliché on distingue bien l'alternateur et sa plaque anti-chaleur, la nouvelle sonde qui va activer le relais de déclenchement du ventilo électrique.
Il subsiste encore un problème : le nouvel alternateur étant plus puissant que la dynamo, il peut facilement griller l'ampèremètre monté en série sur le circuit de charge. Il y a alors lieu de mettre une résistance en parallèle pour rester dans sa gamme de courant (30A) pour le courant qui le traverse quand l'alternateur charge à fond la batterie
démarreur
Passons maintenant aux problèmes de démarreur. Un axe d'analyse que j'avais remis à plus tard était la piste identifiée par georgesgr de forum_auto.com :
"Aviez-vous bien réglé l'avance de l'allumage? Ceci ressemble à un allumage (beaucoup) trop avancé."
Eh bien, j'ai repris mon réglage d'avance, et effectivement il était erronné, car depuis le démarreur marche nickel et le moteur tourne plus rond ! Donc merci Georges et je me permets de vous citer encore :
"l'avance de l'allumage n'est qu'un paramètre secondaire. Au ralenti elle est de l'ordre de 6 à 10° (même si certains moteurs contemporains tournent avec 0° d'avance au ralenti) mais elle peut atteindre 40 - 45° à haut régime. Le paramètre primaire c'est le temps d'inflammation du mélange et de montée en pression des produits de la combustion. Ce temps est à peu prés constant. L'avance de l'allumage est réglé et corrigée en fonction du régime et de la charge de façon à obtenir le maximum de pression dans le cylindre toujours juste après le PMH. Si l'avance statique est beaucoup trop importante, la combustion se fait entièrement avant le PMH et la pression des gaz peut empêcher le démarreur de passer ce cap.".
carbus
Lors de mes essais moteur je me suis assez vite rendu compte que les carbu (Stromberg) ne fonctionnaient pas bien. Un test manuel montrait que les pistons étaient mal centrés et redescendaient assez mal. J'en ai donc profité pour tout démonter, nettoyer et remonter.
Les diaphragmes étaient en bon état, ainsi que le disque. Je n'ai donc eu besoin pour chaque carbu que du joint de cuve et des 3 petits joints d'étanchéité (O-ring).
Je profite de l'opération pour enrober le 4 en 1 de bande anti-chaleur pour préserver l'alternateur et diminuer la chaleur dans le compartiment moteur.
Les carbus remontés prêt à être synchronisés.
Ces quelques problèmes étant réglés, je peux poursuivre le remontage des périphériques.
Le clutch slave cylinder est remonté.
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Le remontage des éléments mécaniques.
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