Conception du moteur Renault Megane 2

Généralités sur les moteurs

Les véhicules Renault Megane 2 sont équipés de moteurs K4J (1,4 L), K4M (1,6 L), F4R (2,0 L) et d'un moteur diesel K9K dCi (1,5 L). Cet article examine les particularités de conception des moteurs K4J (1,4 L), K4M (1,6 L) et F4R (2,0 L).

Caractéristiques générales : moteurs à essence, à quatre temps, à quatre cylindres, en ligne, à seize soupapes — à double arbre à cames en tête. Les moteurs sont montés transversalement dans le compartiment moteur. Leur conception est similaire. Les principales différences concernent les dimensions des pièces.

Agencement du groupe motopropulseur

Groupe motopropulseur avec moteur K4M, vue de face — **Fig. 1. Groupe motopropulseur avec moteur K4M (vue de face) :**
1 — bouchon de remplissage d'huile ; 2 — cache supérieur de la courroie de distribution ; 3 — tube d'admission ; 4 — alternateur ;
5 — support de fixation de l'alternateur ; 6 — filtre à huile ; 7 — jauge de niveau d'huile ; 8 — support du compresseur de climatisation ;
9 — carter d'huile inférieur ; 10 — boîtier papillon ; 11 — récepteur ; 12 — anneau de levage ;
13 — faisceau des injecteurs ; 14 — répartiteur d'eau ; 15 — jauge de niveau d'huile de boîte de vitesses ;
16 — mécanisme de sélection des vitesses ; 17 — manchon du système de refroidissement ; 18 — capteur de cliquetis ;
19 — bouchon du trou de calage au PMH ; 20 — carter arrière de boîte de vitesses ; 21 — bouchon de remplissage de boîte de vitesses

Groupe motopropulseur avec moteur K4M, vue arrière — **Fig. 2. Groupe motopropulseur avec moteur K4M (vue arrière) :**
1 — boîtier papillon ; 2 — récepteur ; 3 — répartiteur d'eau ; 4 — guide de jauge de niveau d'huile de boîte de vitesses ;
5 — mécanisme de sélection des vitesses ; 6 — carter arrière de boîte de vitesses ; 7 — cache supérieur de la courroie de distribution ; 8 — écran thermique supérieur du collecteur d'échappement ;
9 — cache inférieur de la courroie de distribution ; 10 — sonde à oxygène de commande ; 11 — poulie de courroie d'accessoires ;
12 — collecteur d'échappement ; 13 — carter d'huile inférieur

Moteur F4R, vue de face — **Fig. 3. Moteur F4R (vue de face) :**
1 — courroie d'accessoires ; 2 — pompe de direction assistée ; 3 — courroie de distribution ; 4 — bouchon de remplissage d'huile ;
5 — capteur de pression absolue d'air ; 6 — capteur de température d'air ; 7 — récepteur ; 8 — tubulure d'admission ;
9 — rampe d'injection avec injecteurs ; 10 — couvre-culasse ; 11 — jauge de niveau d'huile ;
12 — culasse ; 13 — thermostat ; 14 — capteur de cliquetis ; 15 — guide de jauge de niveau d'huile ;
16 — volant moteur ; 17 — bloc-cylindres ; 18 — bouchon ; 19 — carter d'huile ; 20 — échangeur de chaleur ; 21 — filtre à huile ;
22 — tube d'alimentation de la pompe à liquide de refroidissement ; 23 — capteur de pression d'huile ; 24 — support d'accessoires ;
25 — compresseur de climatisation ; 26 — alternateur

Moteur F4R, vue de droite — **Fig. 4. Moteur F4R (vue de droite) :**
1 — cache supérieur de la distribution ; 2 — boîtier papillon ; 3 — capteur de pression absolue d'air ; 4 — récepteur ;
5 — courroie de distribution ; 6 — bouchon de remplissage d'huile ; 7 — déphaseur ; 8 — cache inférieur de la distribution ;
9 — rampe d'injection ; 10 — poulie de pompe de direction assistée ; 11 — poulie d'alternateur ; 12 — embrayage électromagnétique du compresseur de climatisation ;
13 — galet d'appui ; 14 — galet tendeur ; 15 — courroie d'accessoires ; 16 — carter d'huile ;
17 — poulie d'accessoires ; 18 — bloc-cylindres ; 19 — collecteur d'échappement

Ordre d'allumage : 1-3-4-2, à partir du volant moteur.

Système d'alimentation : injection séquentielle multipoint.

Le moteur, la boîte de vitesses et l'embrayage forment un groupe motopropulseur fixé sur trois supports caoutchouc-métal.

Système de distribution variable (moteur F4R)

Déphaseur sur moteur F4R — **Fig. 5. Déphaseur (indiqué par une flèche)** monté sur le nez de l'arbre à cames d'admission

Électrovanne de déphaseur — **Fig. 6. Électrovanne du déphaseur** du moteur F4R

Principe de fonctionnement du déphaseur : le système assure le réglage optimal de la distribution à chaque instant de fonctionnement du moteur afin d'augmenter ses performances et sa dynamique en modifiant la position de l'arbre à cames d'admission. Le système est piloté par le calculateur de gestion moteur (ECU).

Modes de fonctionnement du déphaseur :

À un régime inférieur à 1450 tr/min — aucune tension n'est appliquée à l'électrovanne (fermée).
Entre 1450 et 4300 tr/min et pédale d'accélérateur enfoncée à fond — l'ECU applique une tension (vanne ouverte).
Au-dessus de 4300 tr/min — l'alimentation de la vanne est coupée.

Important ! Les éléments du système de distribution variable (électrovanne et mécanisme de modification de position de l'arbre) sont des pièces de précision. En réparation, seul le remplacement des éléments en ensemble est autorisé.

Bloc-cylindres et vilebrequin

Le bloc-cylindres est coulé en fonte, les cylindres sont alésés directement dans le bloc. Dans la partie inférieure se trouvent cinq paliers de tourillons principaux avec chapeaux démontables. Les chapeaux ne sont pas interchangeables.

Le vilebrequin possède cinq tourillons principaux et quatre manetons. Les coussinets de paliers et de bielles sont en acier, minces.

Le volant moteur est en fonte, monté sur le panier d'embrayage et fixé par six boulons. Sur les véhicules à boîte automatique, un disque menant de convertisseur remplace le volant.

Culasse et mécanisme de soupapes

**Fig. 8. Culasse du moteur K4M :** 1 — soupapes d'admission, 2 — soupapes d'échappement

La culasse est en alliage d'aluminium, commune aux quatre cylindres. Elle est fixée par dix vis. Un joint métallique sans retrait est installé entre le bloc et la culasse.

Les soupapes sont en acier, disposées en V, deux d'admission et deux d'échappement par cylindre. La tête de soupape d'admission est plus grande que celle d'échappement.

Cames de l'arbre à cames — Les cames sont emmanchées sur l'arbre tubulaire

Les arbres à cames — l'un commande les soupapes d'admission, l'autre les soupapes d'échappement. Chaque arbre comporte huit cames. Les paliers (six par arbre) sont démontables.

Particularité : la poulie d'arbre à cames n'est pas fixée par clavette ou goupille, mais uniquement par friction lors du serrage de l'écrou.

Mécanisme de soupapes — Une extrémité du levier s'appuie sur la tête sphérique du poussoir hydraulique, l'autre agit sur l'extrémité de la queue de soupape

**Fig. 11. Levier de soupape :** 1 — surface sphérique (contact avec poussoir hydraulique), 2 — galet, 3 — surface de contact avec la soupape

Les poussoirs hydrauliques assurent automatiquement un contact sans jeu entre la came et le galet du levier, compensant l'usure des pièces.

Système de lubrification

Pompe à huile K4M — **Fig. 13. Pompe à huile du moteur K4M :** 1 — pignon mené, 2 — corps de pompe, 3 — couvercle avec crépine

La lubrification est combinée. Sous pression, l'huile est amenée aux paliers principaux et de bielles, aux paliers d'arbres à cames et aux poussoirs hydrauliques.

La pompe à huile est à engrenages, située dans le carter, entraînée par chaîne depuis le vilebrequin.

**Fig. 14. Entraînement de la pompe à huile du moteur K4M :** 1 — poulie d'accessoires, 2 — carter avant, 3 — pignon menant, 4 — chaîne, 5 — pompe à huile, 6 — vilebrequin, 7 — bloc-cylindres

Important ! Le pignon menant de la pompe est serré entre la poulie de distribution et l'épaulement du vilebrequin. Si le boulon de poulie est desserré, le pignon peut tourner, entraînant une chute de pression d'huile.

Échangeur de chaleur — **Fig. 15. Éléments de l'échangeur (filtre à huile déposé) :** 1 — canal d'alimentation en huile du filtre, 2 — raccord de fixation, 3 — canal de retour d'huile, 4 — canal avec clapet anti-retour, 5 — tubulure d'alimentation en liquide de refroidissement, 6 — tubulure de retour

Système de ventilation du carter

Le système de ventilation du carter est fermé, à circulation forcée. Les gaz passent par un séparateur d'huile dans le couvre-culasse, sont purifiés, puis arrivent par le filtre à air, le boîtier papillon, le récepteur et la tubulure d'admission dans les cylindres.

Pannes possibles du moteur

Le moteur ne démarre pas :

Pas de pression de carburant dans la rampe : conduites bouchées, pompe défectueuse, filtre bouché, régulateur défectueux.
Système d'allumage défectueux — effectuer un diagnostic.

2. Le moteur ne développe pas toute sa puissance

Capteur de position du papillon défectueux — remplacement du boîtier papillon complet.
Pression insuffisante dans la rampe d'injection.
Filtre à air encrassé — remplacement de l'élément filtrant.
Compression insuffisante (inférieure à 10 kg/cm²) : joint de culasse percé, pistons brûlés, segments cassés, soupapes mal étanches, cylindres usés.

3. Ralenti instable

Pression de carburant insuffisante.
Prise d'air par le flexible du servofrein.
Système d'allumage défectueux.

4. Pression d'huile insuffisante à chaud

Huile de mauvaise qualité ou diluée — vidange.
Pompe à huile encrassée ou usée.
Filtre à huile bouché.
Fixation desserrée ou crépine bouchée.
Jeu excessif dans les paliers de vilebrequin.

5. Bruit de paliers principaux (sourd, métallique)

Jeu axial excessif du vilebrequin — remplacement des demi-coussinets de butée.
Pression d'huile insuffisante.
Jeu excessif entre coussinets et tourillons.

6. Bruit de paliers de bielles (plus sec)

Jeu excessif entre manetons et coussinets — remplacement des coussinets, rectification.

7. Bruit de pistons (sourd, étouffé)

Jeu excessif pistons-cylindres — remplacement des pistons, alésage et honage.
Jeu excessif entre segments et gorges.

8. Bruit excessif de la distribution

Pression d'huile trop basse.
Usure des cames — remplacement de l'arbre.

9. Bruit à froid (2–3 minutes)

Jeu excessif pistons-cylindres — si le bruit disparaît à chaud, ce n'est pas un défaut.
Fixation desserrée de la poulie de vilebrequin.

10. Bruits brefs au démarrage

Huile non conforme, viscosité trop faible.
Jeu axial excessif du vilebrequin.
Jeu excessif du palier principal avant.

11. Consommation d'huile excessive

Fuites par les joints.
Ventilation du carter bouchée.
Segments usés ou cassés.
Segments racleurs colmatés.
Joints de queue de soupape usés.
Queues de soupapes ou guides usés.

12. Surchauffe moteur

Liquide de refroidissement insuffisant.
Radiateur encrassé.
Thermostat défectueux.
Ventilateur électrique défectueux.
Bouchon de vase d'expansion défectueux.
Essence à faible indice d'octane.

13. Baisse rapide du niveau dans le vase d'expansion

Radiateur endommagé.
Flexibles ou joints endommagés.
Microfissures dans le bloc ou la culasse.

Recommandation : en cas de symptômes de panne, surtout liés à une chute de pression d'huile ou à une surchauffe, arrêter immédiatement le véhicule et effectuer un diagnostic pour éviter des dommages graves.