Difficulté
Voir aussi  Rénovation du radiateur
 Rénovation du thermostat

Une fois n’est pas coutume : cet article étant particulièrement long, je l’ai divisé en chapitres :

 Introduction
 Principes de fonctionnement
 Procédure de dépose
 Dépose en images
 Vue d’ensemble
 Constats
 Rénovation
 Repose
 Le résultat final en vidéo !

Introduction

Tout au long de l’hiver 2014-2015, j’ai constaté que le démarrage «à froid» de la W115 ne se faisait jamais dès le premier tour de clé, malgré une batterie pleinement chargée, un démarreur neuf, et un nouveau contacteur d’allumage. Il m’a toujours fallu aider le démarrage à froid par un ajout de Start-Pilote dans le manchon du filtre à air. Ces difficultés étaient encore plus vraies avec des conditions météos peu favorables (froid et humidité). En revanche, je n’ai jamais rencontré de problème avec le carburateur, une fois le moteur chaud.

La rénovation du carburateur n’était initialement pas une priorité. Bernard et moi avons profité de la dépose du radiateur et du thermostat pour nous occuper de lui. Et moi pour tenter d’en comprendre son fonctionnement, en particulier celui du starter automatique, source probable de mes soucis de démarrage à froid.

Dans la nomenclature Mercedes-Benz, le carburateur fait partie du groupe 07 «Carburateur et système d’injection».

Le manuel d’atelier explique que Mercedes-Benz a équipé les W115 avec des carburateurs produits par deux fournisseurs différents :

Solex,
Zenith-Stromberg, plus communément appelé Stromberg.

Concernant ce dernier, 3 modèles ont été installés dans les W115 :

Stromberg 175 CDS : avec tirette de starter manuelle,
Stromberg 175 CDT : avec starter automatique,
Stromberg 175 CDT – version USA : avec adaptations anti-pollution spécifiques pour le marché nord-américain.

Ces 3 variantes sont toutes issues d’une conception identique.
Le terme «175 CD» est à lire ainsi :

175 = 1,75 = 1 virgule 3/4 de pouces =  45 mm de diamètre pour le tube d’aspiration
CD = «Constant Depression» = Dépression Constante, technologie permettant de conserver une dépression sensiblement constante en terme de vitesse d’air et de dépression régnant au niveau du gicleur.

Chaque version du Stromberg 175 CD (S et T) a connu des évolutions et améliorations tout au long de la vie commerciale de la W115. Autant dire qu’aujourd’hui, c’est une chance que de trouver sur le marché de l’occasion un carburateur complet et strictement identique à celui monté d’origine !

Visuellement, ils sont tous très proches, et c’est un peu jouer au jeu des 7 erreurs que d’essayer de les distinguer ! Il suffit de lancer une recherche sur Google Images pour s’en rendre compte très rapidement.

(C) Google Images

(C) Google Images

Enfin, pour corser la recherche de pièces, il est à noter que Zenith-Stromberg a aussi produit des 175 CD pour une multitude de constructeurs automobiles, chaque fois avec des variantes et adaptations spécifiques : Volvo, Saab, Jaguar, MG, Spitfire, Rover, etc.

Principes de fonctionnement

Le fonctionnement de ce carburateur est sans doute l’élément de la W115 le plus difficile à expliquer.

Pour le lecteur pressé, j’ai rédigé une version simplifiée dans le paragraphe suivant 🙂
Pour le lecteur curieux, j’ai tenté une version détaillée… tenté, car le néophyte que je suis a probablement laissé quelques coquilles ou imprécisions. Vos commentaires et vos propositions d’améliorations sont donc bienvenus !

Fonctionnement – version simplifiée

Le carburateur mélange de l’air avec de l’essence dans une proportion très précise, dite stœchiométrique.  Par un phénomène de dépression, ce mélange est aspiré dans le collecteur d’admission à destination des cylindres. Quel que soit le régime du moteur, et donc du besoin en quantité d’essence à un instant T, la proportion du mélange est constante (dans le monde théorique : 17 grammes d’air pour 1 gramme d’essence).

Fonctionnement – version détaillée

Présentation du 175 CDT : vue du dessus

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Stromberg 175 CDT

 Cercle rose : corps et couvercle du carburateur. Le couvercle est surmonté d’un réservoir d’huile – sur cette photo, ce dernier est maintenu par une bride en plastique car le filetage était cassé. C’est un élément que j’ai remplacé en urgence par le biais de M Fayaud, bien avant d’entreprendre la présente rénovation.
Cercle vert : éléments composant le starter automatique,
 Flèche rouge : durites d’essence (arrivée et retour)
 Flèche verte : arrivée d’air filtré et réchauffé par le filtre à air,
 Flèche violette : durites de circulation d’eau chaude en liaison avec le thermostat,
 Flèche jaune : tringlerie associée à la pédale d’accélérateur, actionnant le papillon du carburateur,
 Flèche blanche : suspension du carburateur, lui permettant de fonctionner dans une position quasi-constante,
 Flèche orange : collecteur d’admission,
 Flèche marron : reniflard, également appelé «système de ventilation»”. Le reniflard récupère les vapeurs et les gaz non «brulés» par le moteur, et les retourne vers l’arrivée d’air du carburateur. On a tous le droit à une deuxième chance, pas vrai ? 🙂

Présentation du 175 CDT : vue du dessous

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Stromberg 175 CDT

Cercle vert : éléments composant le starter automatique, et en premier plan une biellette de liaison,
Cercle rouge : cuve à niveau constant = micro réservoir d’essence du carburateur,
Flèche blanche : suspension du carburateur,
Flèche bleue : vis de réglage de richesse : visser ou dévisser cette vis permet de modifier la proportion d’essence dans le corps du carburateur,
Flèche beige : tôle écran = protection thermique, et aussi protection contre les fuites d’essence résiduelles. La tôle empêche que des projections éventuelles ne tombent sur le collecteur d’échappement très chaud, ce qui pourrait générer un départ de feu.

Fonctionnement en marche normale

L’appuie sur la pédale d’accélérateur ouvre un papillon. Ceci génère une dépression, produite par la différence de pression entre l’intérieur du bloc moteur et l’extérieur.

  1. La dépression génère trois réactions synchrones :
    1. Un piston, prolongée d’une aiguille conique, remonte brutalement vers le haut, où il est amorti par un amortisseur à bain d’huile. En se soulevant, l’aiguille conique s’extrait de l’orifice du gicleur, libérant une quantité d’essence plus ou moins grande, mais toujours proportionnelle à la quantité d’air aspiré. Le mélange stœchiométrique est ainsi toujours théoriquement respecté.
    2. Le gicleur, libéré de l’aiguille conique, aspire l’essence d’une cuve via un tube d’aspiration (celui qui a donné son nom au modèle ; le «75» de 175 CD). L’essence remonte dans le corps du carburateur pour y être mélangé avec de l’air.
    3. Une petite membrane couplée à la cuve aspire un nouveau flux d’essence en provenance du réservoir et la rempli à nouveau :
      1. Deux flotteurs sont disposés à l’intérieur de cette cuve (garantie d’un fonctionnement optimal, quelle que soit l’inclinaison de la voiture),
      2. Ils sont couplés à une soupape à pointeau, empêchant une arrivée d’essence intempestive. Tout le surplus est retourné vers le réservoir de la W115.

L’illustration ci-dessous, francisée par mes soins, est extraite de l’excellent site anglophone «how a car works». Elle permet de se faire une première idée de l’intérieur du carburateur.

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(c) www.howacarworks.com

L’illustration ci-dessous est extraite du manuel d’atelier, simplifiée et colorisée par mes soins, avec mise en évidence des 3 fluides présents. On distingue aussi le papillon, dont l’inclinaison est commandée par la pédale d’accélérateur :

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(C) Mercedes-Benz

Rouge : flux d’air
Bleu : flux d’essence
Jaune : bain d’huile pour l’amortisseur

La vidéo ci-dessous montre le carburateur en fonctionnement. La manchette en caoutchouc du filtre à air a été retirée, ce qui permet de filmer le piston (et de discerner l’aiguille conique) en pleine action.

Procédure de dépose

La procédure de dépose ne présente aucune difficulté.
Elle est détaillée dans le manuel d’atelier : (mes remarques additionnelles sont en rouge)

  1. Retirer la manchette en caoutchouc et le tube de reniflard,
  2. Déposer les colliers de serrage et les durites d’essence (arrivée et refoulement) – ne pas tirer sur les durites, mais utiliser un tournevis plat pour les dégager en poussant sur l’extrémité,
  3. Déposer les colliers de serrage puis les durites de chauffage du starter – si le radiateur n’a pas été vidangé : attention aux écoulement d’eau ! Prévoir un tube métallique permettant de relier ensemble les deux durites après dépose. Ceci permettra de limiter les écoulements d’eau.
  4. Déconnecter la broche électrique présente sur le starter automatique, et décrocher la tige d’accélérateur,
  5. Dévisser les 4 écrous hexagonaux de liaison avec la suspension du carburateur – attention à ne pas les égarer, ils ont un profil spécifique.

Dépose en images

Cercle orange : manchon de filtre à air déposé,
Flèches bleues : durites d’arrivée et de retour d’essence déposées,
Flèches rouges : durites d’arrivée et de retour d’eau chaude de starter automatique déposées,
Flèche blanche : broche électrique de starter automatique déposée.

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Stromberg 175 CDT

La dépose de la suspension et de la tôle écran n’ont pas posé de problèmes ou de résistances particulières.

Après plus de 100.000 km parcourus, la tôle écran a bien fait son travail !

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Réf : 1150710055

Vue d’ensemble

Quelques explications en images, avec le carburateur déposé…

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Stromberg 175 CDT

Flèches bleues : arrivée et retour d’essence (des flèches en relief sont visibles sur les embouchures de durites pour éviter toute erreur sur le sens de circulation).
 Flèches rouges : circuit d’eau chaude en liaison avec le thermostat. Il n’y a pas de sens de circulation prédéfini. L’eau chaude dilate un ressort bilame à l’intérieur du starter automatique. Ainsi : si le moteur est déjà chaud, le starter ne se déclenche pas.
Flèche violette : fenêtre permettant de régler la richesse du starter automatique, en agissant sur la proportion du mélange lorsque le moteur est froid.
Flèche orange : levier de commande de papillon, couplé à l’accélérateur. L’appuie sur la pédale d’accélérateur entraine l’ouverture du papillon, et génère une dépression dans le corps du carburateur.
Flèches vertes : tuyau reliant le corps du carburateur au starter automatique. Les dépressions du corps du carburateur sont transmises au starter automatique avec ce tuyau. Il est relié à la membrane du starter, qui est prolongée d’un axe métallique, qui va à son tour agir sur la richesse du mélange.
Flèche blanche : broche électrique. Le courant électrique agit aussi sur le ressort bilame du starter automatique.

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Stromberg 175 CDT

Flèche jaune : biellette de liaison permettant de coupler le starter automatique au levier du papillon. Au ralenti, et lorsque le starter est en fonction, il augmente l’ouverture du papillon.
Cercle jaune : le démontage a permis de constater que la biellette était cassée, et rafistolée avec du fil de fer.
Flèches roses : tuyau reliant le corps du carburateur à la membrane d’arrivée d’essence. Les dépressions existantes dans le corps du carburateur agissent sur la membrane, ce qui a pour effet d’ajouter de l’essence dans la cuve à niveau constant.
Flèches bleues : arrivée et retour d’essence (des flèches en relief sont visibles sur les embouchures de durites pour éviter toute erreur sur le sens de circulation). Le surplus d’essence retourne dans le réservoir. C’est la soupape à pointeau, couplée au flotteurs qui accepte ou refuse l’arrivée d’essence dans la cuve. C’est pour cette raison que la cuve est à niveau constant.
Flèche verte : vis de réglage de richesse. Tourner cette vis permet d’agrandir ou de réduire le diamètre du gicleur, obstrué par l’aiguille conique. Plus le diamètre est grand, plus le mélange sera «riche», c’est à dire qu’il laissera passer plus d’essence pour une même quantité d’air. Ce réglage se fait avec un moteur chaud, et avec le starter automatique inactif. Ce réglage permet de jouer sur le régime du ralenti.

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Stromberg 175 CDT

Flèche grise : cuve à niveau constant, réservoir d’essence du carburateur.
Flèche verte : idem photo précédente.
Flèches roses : idem photo précédente.

Constats

Après la dépose du carburateur, j’ai pu faire les constats suivants :

  1. La biellette de liaison entre le levier de starter automatique et le levier du papillon a été rafistolé à l’aide de fil de fer,
  2. De nombreuses traces de suintement sont présents : la dépose du carburateur sera une bonne opportunité de le nettoyer complètement, d’en remplacer les différents joints,
  3. La tôle écran qui sépare le carburateur du collecteur d’admission est fortement encrassée : un autre signe montrant l’intérêt de remplacer les différents joints,
  4. La suspension du carburateur est encrassée, un de ses joints s’est brisé lors de la dépose.

Rénovation

Ma première action en urgence – bien avant de m’attaquer à la présente rénovation complète – était le remplacement du réservoir d’huile de l’amortisseur. C’est une pièce en plastique, avec un filetage en plastique très fragile. Il ne faut surtout pas «forcer» lorsque l’on visse cette pièce, sous peine de casser le filetage. Eviter également de la visser ou dévisser sur un moteur chaud. C’est M Fayaud qui m’a dépanné.

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Réf : 0000700168

La première opération pour cette rénovation a été de lire attentivement le manuel d’atelier. Pour un néophyte en mécanique tel que moi, plusieurs lectures ont été nécessaires. Le manuel dans une main et le carburateur dans l’autre, pour comprendre pas à pas son fonctionnement.

La seconde opération a consisté dans l’octroi d’une fenêtre de temps suffisamment longue pour démarrer le démontage sans risque de devoir être interrompu, et de préparer assez de place dans l’atelier pour pouvoir le démonter avec sérénité.

L’éclaté ci-dessous donne un aperçu du nombre de pièces et de la complexité de cet élément !

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Stromberg 175 CDT

Avant démontage, et à titre d’ultime aide-mémoire, j’ai pris des photos sous des angles différents.

Toujours aidé de Bernard, nous avons alors entrepris le démontage des principaux éléments, avec 3 objectifs :

Nettoyer,
Vérifier l’état de fonctionnement,
Extraire et remplacer les joints et pièces cassées.

Les photos ci-dessous illustrent le carburateur dans des états de démontage plus ou moins avancés.

Contrôle de la cuve à niveau constant

Dépose et ouverture de la cuve

  1. Retirer la vis de richesse et le tube d’aspiration : aucune difficulté, une clé de 17 est suffisante,
  2. Retirer les 6 vis à têtes plates.
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Cuve à niveau constant

Flèche verte : canal du tube d’aspiration.
Cercle rose : soupape à pointeau, couplée au flotteurs (ronds roses) par le biais d’une languette pliée.
Flèches roses : tuyau reliant le corps du carburateur à la membrane d’arrivée d’essence. Les dépressions existantes dans le corps du carburateur agissent sur la membrane, ce qui a pour effet d’ajouter de l’essence dans la cuve à niveau constant.
Flèches bleues : arrivée et retour d’essence (des flèches en relief sont visibles sur les embouchures de durites pour éviter toute erreur sur le sens de circulation). Le surplus d’essence retourne dans le réservoir. C’est la soupape à pointeau, couplée au flotteurs qui accepte ou refuse l’arrivée d’essence dans la cuve. C’est pour cette raison que la cuve est à niveau constant.

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Zoom sur soupape à pointeau

Constats

Les flotteurs sont en excellents état, ainsi que la soupape à pointeau et que l’ensemble du mécanisme – à ce sujet : les deux flotteurs sont reliés par une languettes métallique commune, dont une extrémité est pliée, et entre en contact avec la soupape à pointeau (cercle rose sur photo précédente). Ne surtout pas (tenter de) redresser cette pliure qui a été réalisée en usine et qui a été ajustée au millimètre près ! Si la languette a déjà été «dépliée» – prendre contact avec moi, je fournirai les cotes du manuel d’atelier pour essayer de la remettre à l’origine.
Le joint de la cuve est fatigué – cf. photo ci-dessous avec les cotes – il sera remplacé par un neuf
Les 2 joints toriques présents sur le tube d’aspiration et sur la vis de richesse sont fortement craquelés : ils seront remplacés aussi par des joints standards (pas de photos disponibles).

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Réf : 0000714680

 

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Cuve à niveau constant : remplacement du joint

Repose

La repose a été faite dans l’ordre inverse, et avec un joint neuf.

Contrôle de la membrane et du piston

Dans un passé lointain, Paul avait connu une avarie sur le carburateur, provoqué par la déchirure inopinée de la membrane, empêchant le carburateur de fonctionner, et donc la W115 de rouler. Depuis ce temps, il avait toujours conservé dans son coffre une membrane de secours. Celle-ci étant restée «dans son jus» pendant de nombreuses années, il était donc temps de la contrôler.

Dépose

  1. Dévisser délicatement le bouchon d’huile et le retirer,
  2. Retirer les 3 vis plates du couvercle et soulever délicatement le couvercle,
  3. Retirer le ressort,
  4. Extraire délicatement le piston dans l’axe – attention à ne pas abimer l’aiguille conique !
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Ouverture du corps et dépose du piston

Flèche bleue : corps du carburateur.
Cercle bleu : point de repère. Un point de repère similaire est positionné sur le couvercle. Lors de la repose, il faut aligner les deux points de repère.
Flèche rose : couvercle
Flèche rouge : membrane
Flèche jaune : ressort

Constats

Contrairement à mes attentes, la membrane était dans en excellent état : ni trous, ni craquelures ou autres signes de risques ! Aucun remplacement à prévoir.
Le ressort était en excellent état également.
En revanche, l’aiguille conique était tordue ! Cela n’empêchait pas le carburateur de fonctionner, mais il est certain que cela en altérait le fonctionnement optimum !

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Piston et aiguille conique tordue

L’aiguille est solidaire du piston grâce à une vis, accessible via un trou dédié dans le corps du piston.

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(C) Mercedes-Benz

8. Aiguille conique, logée dans le corps du piston
10. Trou d’accès à la vis de fixation
12. Embase de l’aiguille, avec méplat permettant le serrage de la vis de fixation

Pour remplacer l’aiguille  :

  1. Déserrer la vis de fixation en passant par le trou (10),
  2. Extraire l’aiguille (8),
  3. Positionner la nouvelle aiguille, en présentant le méplat de son embase (12) en face du trou (10),
  4. Serrer la vis.

Deux modèles d’aiguilles ont équipé les 175 CD :

Aiguille fixe : l’aiguille et son embase sont solidaires.
Aiguille mobile (modèle de la W115) : l’aiguille et son embase ne sont pas solidaires, mais reliées par un ressort interne.

J’ai trouvé une aiguille mobile de remplacement chez M Fayaud.

En comparant les deux, on constate l’absence de rondelle en plastique sur l’ancienne aiguille (à droite).

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Réf : 0000700187

La repose a été faite dans l’ordre inverse, avec quelques points d’attention :

La rondelle en plastique de l’aiguille mobile doit affleurer le piston (cf. flèche blanche sur l’illustration Mercedes-Benz précédente).
La membrane dispose de deux ergots comme points de repère : le premier pour assurer un bon positionnement avec le piston. Le second pour assurer un bon positionnement avec le corps.

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(C) Mercedes-Benz. Flèche rouge : repères pour positionnement de la membrane avec le corps. Flèche bleue : repères pour positionnement de la membrane avec le piston

5. Membrane
6. Piston
7. Corps du carburateur
9. Axe de piston

Contrôle du starter automatique

Le starter automatique est composé de 3 éléments principaux :

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(C) Mercedes-Benz

  1. Boitier starter
  2. Joint plat
  3. Boitier ressort bilame
  4. Joint torique
  5. Couvercle

L’eau chaude – en provenance du thermostat – circule dans le couvercle (5)
Sous l’effet de la température de l’eau, le ressort bilame se contracte ou se dilate.
L’extrémité du ressort pousse un levier dans le boitier du starter (flèche rouge). Une fenêtre est disposée dans le boitier starter, de telle sorte qu’il est possible de contrôler la position du levier, sans démontage du starter.

Dépose

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Starter automatique

Cercle orange : dévisser la vis hexagonale du couvercle de starter avec une clé de 17, retirer le joint torique,
Flèches bleues : dévisser les 3 vis de fixation du boitier de ressort bilame (flèches bleues), retirer le joint plat en papier en forme de cercle,
Retirer la biellette de liaison – opération délicate : ses extrémités sont en plastique, ceci explique probablement que la mienne était cassée et rafistolée.
Retirer les 3 vis de fixation du starter : une à l’intérieur du starter, les deux autres à l’extérieur, puis retirer le joint plat en papier, en forme de η

Constats

Le joint torique du couvercle était totalement pourri,
Les deux joints en papier étaient noircis par le temps, à l’instar du joint de cuve,
L’intérieur des boitiers (ressort bilame et starter) étaient en excellent état.

Repose du starter

La repose a été faite dans l’ordre inverse de la pose, avec remplacement des joints et de la biellette de liaison sur laquelle un peu de graisse a été ajoutée. Le tout a été fourni par M Fayaud.

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Réf : 0000701376


Repose

La repose du carburateur a été faite dans l’ordre inverse,
L’amortisseur a été nettoyé et dégraissé profondément,
Les joints de l’amortisseur ont été remplacés lors de la repose,
La tôle écran a été savamment micro-billée par François, à l’instar du thermostat !

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Réf : 1150710055

L’ensemble une fois reposé, sauf la broche électrique et les durites de liaisons avec le thermostat.

Repose-002

Les durites de liaison avec le thermostat ont été remplacées par des neuves, ainsi que les colliers de serrage.

Repose-001


Résultat

Le résultat ci-dessous a été combiné avec la rénovation du thermostat et du radiateur.

Après la repose de tous ces éléments, et sur les indications de Bernard, j’ai démarré le moteur en forçant sur le démarreur. Ce n’était pas agréable d’entendre ainsi «tourner dans le vide» la W115, mais c’était une manoeuvre nécessaire pour ré-alimenter le carburateur en essence.

Dès le 4ème essai (les trois premiers ayant duré une vingtaine de secondes chacun) : la W115 a repris du poil de la bête, et les 4 cylindres ont toussoté, mais sans réussir les cycles de compressions-explosions.

Pour faciliter la reprise, Bernard et moi avons installé un Eclator sur la tête de Delco. Ce dispositif est vendu comme un «renforceur d’allumage». J’ai lu de nombreux avis à son sujet dans les forums : positifs et négatifs. Ce dispositif fera l’objet d’un article spécifique.

 La vidéo ci-dessous montre le premier re-démarrage de la W115, réussi dès le premier tour de clé, et avec son moteur froid !