Moteur bicylindre boxer Citroën
Le moteur bicylindre boxer Citroën connu également sous le nom de « moteur de Citroën 2 CV » est un moteur thermique automobile à combustion interne, essence quatre-temps, avec deux cylindres à plat de type boxer (flat-twin), bloc-moteur en alliage d'aluminium, cylindres en fonte munis d'ailettes de refroidissement, refroidi par air forcé, doté d’un vilebrequin à deux paliers, avec arbre à cames central sous le vilebrequin (avec culbuteurs et tiges de culbuteurs), entraîné par une distribution par pignons, culasses en aluminium munies d'ailettes de refroidissement et à chambres hémisphériques, deux soupapes en tête par culasse, développé puis produit par Citroën à la fin des années 1940 pour équiper la Citroën 2 CV. De conception simple, il a disparu avec les dernières 2 CV en 1990, l'investissement nécessaire pour le mettre aux normes anti-pollution ayant été jugé excessif[1]. Près de dix millions de voitures ont été propulsées par ce petit moteur.
Choix de conception
Lorsque le projet d'une voiture pour tous a été lancé dans les années 1930, le choix d'un moteur devait être en accord avec la philosophie de l'ensemble : simple, robuste, fiable, économique.
La décision d'adopter une puissance administrative de 2 CV est une contrainte sévère sur la conception : d'entrée elle limite la cylindrée à moins de 500 cm3, ce qui restreint le nombre de cylindres à deux, en raison des frottements.
L'utilisation par tout temps pose certains problèmes pour le refroidissement liquide (gel de l'eau à basse température), de plus ce système consomme plus d'énergie du fait de la présence d'une pompe à eau (pertes mécaniques). Le refroidissement par air est donc aussi moins coûteux à l'entretien. L'efficacité du refroidissement est meilleure si les cylindres sont séparés, en l'occurrence opposés.
Au début du projet, les premiers prototypes de la TPV en essai sur les pistes du centre de La Ferté-Vidame, sont mus par des moteurs empruntés à des motocyclettes. Ce choix temporaire a certainement influencé les ingénieurs de Citroën, en particulier Walter Becchia qui a dressé les plans du moteur définitif qui aurait été inspiré de la propre moto BMW R12 du designer Flaminio Bertoni. Cependant le moteur de la moto est à soupapes latérales et refroidissement par air, alors que celui, définitif, de la TPV, était à soupapes en tête et refroidissement liquide, 325 cm3 et 8 ch à 3 200 tr/min.
La TPV nommée officiellement « 2 CV » lors de son homologation le , a été produite à 250 exemplaires de la présérie, jamais vendus du fait de la déclaration de la guerre. Ces TPV ont toutes été détruites à cinq exemplaires près, un premier retrouvé au centre d'essais de La Ferté-Vidame en 1968, restauré une première fois par Citroën et peint en vert kaki, puis repeint dans les années 1990 en un gris plus conforme à l'origine, trois autres exemplaires conservés dans un grenier du centre d'essais Citroën de La Ferté-Vidame et redécouverts en 1994 et depuis conservés en l'état par Citroën, et une camouflée en pick up chez Michelin.
Les premières 2 CV sortent finalement en 1949 avec carrosserie acier (en aluminium sur les TPV/2 CV de 1939), et avec un moteur à « refroidissement par air forcé » de 375 cm3, développant 9 ch. L'auto ne va pas vite (65 km/h) mais rencontre le succès populaire attendu. La puissance sera progressivement augmentée, soit en modifiant le taux de compression, soit la cylindrée, ou encore la carburation.
Avec une cylindrée à 602 cm3, la puissance administrative passe à 3 CV[2]. Toutefois, même avec ce moteur 602 cm3 développant 29 ch DIN, la 2 CV garde, y compris officiellement, son nom d'origine. La dernière évolution de ce moteur concernera les Visa et LNA qui afficheront 3 et 4 CV avec un moteur de 652 cm3 pour 35 ch DIN, et avec des améliorations techniques significatives (allumage électronique intégral, cylindres en aluminium revêtus de Nicasil, vilebrequin sur trois paliers, circuit de graissage optimisé) qui ont permis une réduction de la consommation spécifique de carburant.
Description détaillée
Constitution mécanique
Le bloc-moteur est en aluminium. Il s'ouvre en deux parties quasiment symétriques. Le vilebrequin à deux paliers est constitué de cinq pièces en acier frettées, et incluant les bielles (liées par la tête aux manetons). De ce fait, l'embiellage est indémontable. La culasse hémisphérique est en alliage léger, soupapes en tête disposés en « V ».
Les deux cylindres, en fonte, sont rapportés au carter, et sont maintenus avec leur culasse par trois goujons. N'ayant pas de circuit d'eau à isoler, il n'y a pas de joint de culasse. Un dispositif à reniflard maintient la pression interne du moteur à une valeur inférieure à la pression atmosphérique, ce qui participe à l'étanchéité de l'ensemble.
Son alésage étant de diamètre toujours supérieur à la course des pistons, à l'exception du 375 cm3, il entre dans la catégorie des moteurs dits super-carrés.
Distribution
La distribution est obtenue par arbre à cames en bas moteur, entraîné par des pignons. Il est synchronisé au vilebrequin par un engrenage avec rattrapage de jeu. Les soupapes (deux par cylindre) sont commandées via des poussoirs puis des tiges agissant sur les culbuteurs.
Alimentation
L'alimentation se fait par carburateur à l'essence ordinaire, puis au « Super » pour les 602, et au « sans plomb » (au plus tard en 1987 selon les versions)
Refroidissement et lubrification
Le moteur est lubrifié par circulation forcée d'huile. La pompe est en bout d'arbre à cames et un radiateur d'huile frontal extérieur vient compléter le dispositif de refroidissement.
Le refroidissement est direct[3] à air pulsé par une turbine de six à neuf pales en nylon placée directement en bout d'arbre moteur ; des carénages en tôles dirigent l'air sur les ailettes des cylindres. L'évacuation de l'air chaud peut se faire, directement à l'extérieur par des manchons souples dans les ailes AV, ou bien dans l'habitacle grâce à deux boites de dérivations commandées par tirettes. C'est la solution retenue pour le chauffage. Les gaines de raccordement étaient en feutre puis plus tard en mousse renforcés de carton.
Échappement
La ligne d'échappement diffère selon les modèles et contribue pour beaucoup au bruit si caractéristique des 2 CV. Sur les premiers modèles avec le 375 et le 425, la ligne d'échappement est très courte et se termine sous la boîte de vitesses par un pot (appelé « deux-en-un ») relié directement aux sorties des cylindres.
Sur les modèles plus récents, elle se prolonge jusqu'à l'arrière du véhicule, en passant par un pot de détente latéral à gauche, réduisant le bruit. La sortie finale est devant la roue arrière gauche pour les fourgonnettes (2 CV et Acadiane) et les Méhari, mais reportée à l'arrière du véhicule pour les autres modèles. Les dernières 2 CV d'exportation pour l'Allemagne ont été munies de catalyseurs type moto (un par cylindre) pour satisfaire aux normes en vigueur dans ce pays.
Allumage
L'allumage, dit jumostatique, est dans l'esprit de la simplicité annoncée. Alors qu'un multicylindre exige un dispositif de distribution de l'allumage, pour ce moteur, il a été employé un allumage simultané des deux bougies. Une étincelle est commandée à chaque tour du vilebrequin dans les deux chambres de combustion, un cylindre étant alors au point mort haut de compression, déclenchant le temps moteur, l'autre en opposition de phase, tombant en fin d'échappement. Ceci simplifie la commande qui s'apparente à celle d'un monocylindre. En l'occurrence, elle est assurée par une came à deux bossages en bout de l'arbre à cames et agissant sur un rupteur. La bobine à deux sorties haute tension est alors raccordée aux deux bougies.
Un système de commande par rupteur n'avait pas une grande durée de vie. On devait alors remplacer le rupteur et surtout le condensateur tous les 20 000 km environ, le tout se trouvant derrière le ventilateur et nécessitant un peu moins d'une heure de travail.
Aujourd'hui, de nombreux fournisseurs proposent des dispositifs électroniques — tels le système Thomson que Citroën avait monté sur le bloc 652 cm3, monté sur la Visa et la LNA (voir tableau plus bas), sans toutefois rendre le dispositif disponible pour les modèles précédents — assurant la gestion de l'allumage, soit en remplaçant globalement le dispositif à rupteur et condensateur, soit en assistant la génération d'étincelle. L'une ou l'autre des solutions apportant une plus grande fiabilité de fonctionnement et augmente la tension d'allumage.
Un système encore plus « évolué » est également maintenant commercialisé, visant toujours à remplacer le système d'origine, et qui intègre en plus la prise en compte de la pression absolue dans le collecteur d'admission, visant ainsi à améliorer encore la précision du système d'allumage.
Ces modèles s'intègrent, au sein du moteur, à la place du boîtier d'allumage d'origine.
Emploi des moteurs
| Cylindrée | 375 cm3 | 425 cm3 | 435 cm3 | 602 cm3 | 652 cm3 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Puissance fiscale | 2 CV | 2 CV | 2 CV | 2 CV | 3 CV | 3 CV | 3 CV | 3 CV | 3 CV | 3 CV |
| Référence | A | A53 | A79 | A79/1 | M4 | M28/1 (AK2) | M28 (AM2), R06/627 (LN) | AM2A | V06/630 | V06/644 |
| Alésage × course (en mm) | 62 × 62 | 66 × 62 | 66 × 62 | 68,5 × 59 | 74 × 70 | 74 × 70 | 74 × 70 | 74 × 70 | 77 × 70 | 77 × 70 |
| Rapport volumétrique | 6,2 | 6,25 | 7,5 | 8,5 | 7,75 | 8,5 | 9 | 9 | 9,1 | 9,5 |
| Puissance max | 9 ch | 12, 12,5, 13,5, 15 et 18 ch | 21 ch | 26 ch SAE | 25,5 ch DIN | 28 ch DIN | 32 ch DIN | 29 ch DIN | 36 ch DIN | 34 ch DIN |
| Régime à Pmax | 3 500 tr/min | 4 000 tr/min | 5 450 tr/min | 6 750 tr/min | 4 750 tr/min | 5 000 tr/min | 5 750 tr/min | 5 750 tr/min | 5 500 tr/min | 5 500 tr/min |
| Masse | 66 kg | 66 kg | 66 kg | 66 kg | ||||||
| Carburateur | Solex 22 Z
ACI (inversé) |
Solex 26
BCI 28 CBI |
Solex 32
PICS |
Solex 34
PICS |
Solex 30 PBI
Solex 40 PICS |
Solex 34
PICS |
Solex 26-35
SCIC ou CSIC |
Solex 26-35
SCIC ou CSIC |
Solex 26-35 | Solex 26-35 |
| Années | 1949-1954 | 1954-1967 | 1967-1968 | 1968-1979 | 1961-1968 | 1968-1975 | 1968-1983 | 1983-1990 | 1978-1988 | 1983-1988 |
| Particularité(s) | Pas de filtre à huile ni de mano- contact de pression d'huile, grille de ventilateur trois branches, cache culbuteurs en tôle |
Pas de filtre à huile | Filtre à huile à partir de | Sans plomb | Allumage électronique | Allumage électronique | ||||
| Véhicules concernés | 2CV A et AU | 2 CV : AZ, AZU | Dyane 4 : AYA, AZAM | 2 CV4 : AZA2 Dyane 4 : AYA2 |
Ami 6 2CV AZAM 6 Dyane 6 : AYA3 |
2 CV : AKB, AZKA Dyane 6 : AYB |
Ami et Dyane 6 : AM2, AM3 LN |
2 CV, Acadiane |
Visa, LNA, Oltcit Spécial | Visa, LNA |
| Vitesse max | 65 km/h | 70 à 80 km/h | 95 km/h | 105 km/h | 105 km/h | 110 km/h | 125 km/h | 115 km/h | 130 km/h | 130 km/h |
Variantes
- Moteur boxer série G (4-cylindres de GS/GSA, Ami Super et Axel).
- Moteur de Visa et LNA (652 cm3).
- Montage sur les motos MF.
Notes et références
- Cependant quelques bricoleurs y sont parvenus sans difficulté en y adaptant une injection électronique en kit (Megaskirt) et un catalyseur.
- « 3 CV » étant alors le nom adopté par le public pour l'Ami 6, première à en être équipée.
- Le refroidissement par eau utilise aussi de l'air pour refroidir le radiateur. L'eau est alors une vecteur de calories puisées au cœur du moteur pour être rejetées au niveau du radiateur : l'air constitue donc la source froide.
