Au Coin du Tricar

Voiturette Léon Bollée


portraits de Léon Bollée et Amédée Bollée

 
 
Lors de sa présentation en 1896, la voiturette Bollée faisait sensation entre autres par son aspect inhabituellement bas et long. Le centre de gravité n'est placé qu'à 40 cm au-dessus du sol, ce qui, en combinaison avec un triangle de base assez grand (1,10 m x 1,25 m, la longueur totale étant de 2,50 m) donne au véhicule une bonne stabilité. La disposition des deux places en tandem réduit la voie et permet au véhicule de passer par des endroits étroits. 
 

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On a souvent critiqué la position très exposée du passager assis en avant au cas d'un choque frontal ("tue-belle-mère"). Mais l'occupant d'un sidecar – à l'époque un simple fauteuil monté sur une armature métallique – n'était guère plus à envier dans une situation extrême, autant plus qu'une moto attelée était moins stable que ce tricycle-tandem. La sécurité n'était définitivement pas une préoccupation majeure pour nos ancêtres.

 
La partie-cycle
 
Le châssis
 
Après avoir ôté le fauteuil et le siège du conducteur ainsi que les deux boîtes en dessous et les tôles enveloppant le châssis, on voit l'ossature et les organes de la voiturette. Le châssis est composé de tubes en acier étirés à froid de 38 mm de diamètre et de 4 mm d'épaisseur. Il est formé par deux longerons parallèles, réunis par 3 traverses: à la longue traverse en avant qui dépasse les longerons, sont fixés les roues et le mécanisme de direction, à celle du milieu, les transmissions intermédiaires. Tous les tubes formant ce rectangle sont reliés par raccords manchonnés. Le châssis pèse environ 35 kg pour un poids total de la voiturette de 210 kg. Les trois roues sont montées sur des roulements à billes et munies de pneus démontables. Le diamètre de la roue d'arrière et de 0,75 m, les deux roues d'avant mésurent 0,80 m.
 
La direction 

La direction de la voiturette est à essieu brisé. Les fusées sont montées sur des roulements à billes et pivotent dans une douille en forme d'un tube vertical assez long (C, D), comparable au tube de direction d'un vélo.
 
 
La douille est terminée en haut par une tête munie d'une tige qui est articulée au milieu comme un coude. L'extrémité de la tige prend la forme d'une crémaillère qui engrène sur un petit pignon solidaire avec l'axe du volant qui est monté sur une avance en tube. En tournant le petit volant en bois le conducteur repousse ou amène la tige articulée et fait pivoter directement la fusée droite dont le mouvement est transféré à la fusée gauche au moyen d'une tige. Celle-ci est articulée à ses extrémités sur le bras de chaque fusée qui est venu de fonte avec elle.
 
 
Sur les dessins ci-dessus on voit les différentes positions du quadrilatère formé par la tige de direction, les bras des fusées et l'essieu avant ainsi que les positions correspondantes de la tige articulée actionnant la direction.
 
La suspension
 
À l'origine, le cadre de la voiturette Léon Bollée reposait directement sur les deux roues directrices. Pour le millésime 1899, la voiturette fut dotée d'une suspension à lames dissimulée par l'avant, afin que le véhicule conserve son aspect habituel.
 


 
La suspension fait appel à un ressort "à pincettes" qui à première vue semble consister en deux ressorts "droits" (ou "à œil droit") opposés. Mais il n'y a pas d'œil enroulé, car les maitresses-feuilles sont réunies de chaque bout par un seul œil soudé. Ce double ressort est disposé transversalement sur un nouvel essieu fortement courbé afin d'abaisser le patin qui soutient le ressort et de conserver la faible hauteur du véhicule. L'introduction d'un essieu était nécessaire, parce que sur les modèles non suspendus c'est la traverse avant du châssis qui fait office d'essieu. Comme résultat, le châssis repose maintenant sur ce ressort et non plus directement sur les roues. Pour empêcher tout mouvement anormal, l'essieu est en plus muni de deux leviers, reliés par deux bielles à la partie inférieure des flèches du tendeur du bâti. Ces bielles sont articulées aux deux extrémités et se prêtent ainsi aux mouvements relatifs verticaux des deux ensembles avant et arrière (dessin en haut, vue de côté).
Grâce à un kit de transformation vendu au prix de 175 fr., il était possible de munir d'une suspension toutes les voiturettes en tandem du type Bollée.
 
 
Le moteur
 
Le moteur de la voiturette fut construit par le frère de Léon Bollée, Amédée. Il s'agit d'un monocylindre à quatre-temps disposé horizontalement au côté gauche du véhicule. Les mesures internes sont : alésage x course 75 x 145 mm, soit 650,26 cm³; la puissance est de 2 CV ½ environ à 1200 t /min. Il y avait aussi une version plus puissante de ce monocylindre avec 882 cm³ et 4 CV, destinée à un modèle à trois places, sur lequel le siège avant fut substitué par une banquette pour deux personnes.

Même une version à deux moteurs, placés de chaque côté du cadre, a vu le jour en 1899.
 

 
Les moteurs sont identiques à la version plus récente du moteur Bollée, sur lequel la soupape d'échappement est placée en haut du cylindre horizontal (voir plus loin dans le texte). Afin d'assurer la synchronisation de la marche des deux propulseurs, condition indispensable pour la conduite du véhicule, ceux-ci sont reliés par un arbre moteur comun. On peut donc considérer les deux moteurs comme  un seul moteur à deux cylindres séparés. Chacun des deux cylindres est muni d'un carburateur et d'une boîte d'échappement. La mise en marche se fait par une manivelle montée non plus sur l'arbre moteur, mais sur l'arbre intermédiaire, c'est-à-dire l'arbre secondaire de la boîte de vitesses. Le volant et le régulateur se trouvent protégés à l'intérieur de la tôlerie. Le réservoir à essence du carburateur est placé sur le garde-boue arrière, tandis que celui du brûleur reste à sa place habituelle sur le dossier arrière. Les réservoirs possèdent le tuyau de carburant en double pour alimenter deux moteurs. La voiturette Bollée à deux moteurs était dotée de deux sabots de frein au lieu d'un.
 
Sur le dessin ci-dessus, le carter moteur est représenté en coupe pour montrer le vilebrequin ("manivelle") sur lequel est articulée la bielle muni d'un piston à 4 segments. L'arbre moteur est solidaire avec un grand volant extérieur situé de l'autre côté du véhicule. Le vilebrequin est équilibré par un contrepoids qui corrige les à-coups que l'éloignement du volant pourrait occasioner à l'arbre principal. Sur le haut du carter moteur se trouve une porte qui ferme à coulisse. Elle permet de visiter le carter afin de contrôler l'état et la quantité de l'huile dont le niveau doit atteindre la tête de bielle et de s'assurer qu'il n'y a pas de goupilles ou d'écrous perdus dans l'intérieur. Sous le carter se trouve un petit bouchon pour la vidange de l'huile usagée.
Comme d'ordinaire, le graissage se fait par barbotage. L'huile est introduite dans le cylindre par un graisseur "goutte à goutte" (de marque Henry) placé sur le cylindre, près du carter. Le corps du graisseur se compose d'un cylindre en verre épais qui est monté entre deux plaques rondes en cuivre. Le débit est réglable au moyen de l'écrou moleté sur lequel repose le bouton supérieur du graisseur et doit être d'environ 15 gouttes à la minute. À côté du graisseur se trouve un bouchon à essence.

  
 
Le cylindre et la culasse rapportée sont refroidis à l'air. La culasse porte dans une chambre les deux soupapes superposées. Comme d'ordinaire, la soupape d'admission est automatique et celle d'échappement est commandée. Sur les premiers moteurs, la soupape d'admission était placée en haut et la soupape d'échappement au-dessous de celle-ci, comme le montrent les dessins reproduits ici. Dans les moteurs plus récents, on a inversé les soupapes en plaçant celle d'échappement avec toute sa commande en haut et celle d'admission en bas, sans autre changement. Cette modification donne un meilleur accès à la soupape d'échappement et son mécanisme de commande.
 

 
La soupape d'admission (C, D) est fermée à l'extérieur et ainsi protégée contre les impuretés par un chapeau métallique (A) qui s'enfonce dans la cavité d'un grand écrou (B, E). Lors du montage de la soupape, il faut veiller à que l'ouverture dans le support (C, D) de la soupape soit orientée vers le tube d'admission pour éviter que la partie fermée du support bloque le passage des gaz.
 
La soupape d'échappement est commandée par une tige et une succession des tringles (ci-dessous). Le mécanisme est entraîné par un petit pignon A solidaire avec le vilebrequin. Ce pignon engrène avec une roue dentée C ayant le double numéro de dents que lui (relation 1 : 2) et qui tourne par conséquent avec la moitié de la vitesse de l'arbre moteur. Une came D solidaire avec la roue C repousse pendant le cycle d'échappement un galet I à l'extrémite d'un levier IKM, articulé sur un point fixe K, de telle sorte que le galet repoussé vers le haut retire le levier KM dans la position pointillée KM'. Ce levier transmet son mouvement à la tige MN qui le réunit à un second levier NLP, articulé sur le point fixe L. Ce second levier prend par conséquent la position pointillée N'LP en repoussant un poussoir qui à son tour lève la soupape d'échappement S de son siège.
 
 
Le cycle d'échappement achevé, un fort ressort à boudin terminé par un crochet qui pénètre dans un trou que porte sa tige dans le bas, ramène la soupape sur son siège. Le poussoir est également ramené en sa position d'origine par un ressort à boudin qui lui est propre.

 
 
Le moteur Bollée est muni d'un régulateur centrifuge pour éviter qu'il s'emballe quand il est débrayé. En l'occurrence, ce dispositif est indispensable car le moteur de la Bollée marche à un régime constant, prédéterminé par le constructeur. Le chauffeur n'y peut guère intervenir, d'abord, parce que l'allumage à tube incandescent est invariable, contrairement à l'allumage électrique qui permet de retarder le déclenchement de l'étincelle afin de réduire le régime moteur. Ensuite, le carburateur Phénix ne dispose pas d'un papillon permettant de réduire la quantité du mélange air/essence admis dans le cylindre. Ce carburateur permet seulement de régler l'alimentation en air, ce qui n'est pas suffisant pour empêcher un sur-régime du moteur en marche à vide. 
Comme la plupart des anciens régulateurs, celui du moteur Bollée agit sur le mécanisme de commande de la soupape d'échappement en l'empêchant d'ouvrir la soupape. Par conséquent, la vitesse chute jusqu'à ce que le mécanisme reprenne son travail. C'est une régulation selon le principe "tout ou rien". Lorsque le moteur dépasse son régime normal, le régulateur intervient et le moteur passe ainsi par des alternatives d'alimentation complète ou d'alimentation nulle, ce qui provoque des vibrations désagréables.
 

 
La pièce maîtresse du régulateur est renfermée dans la boîte ronde nickelée ("casserole") qui se trouve au centre du volant moteur. Il s'agit de deux masses ("boules") en cuivre montées autour de l'arbre principal sur deux bras articulés au point O et déplaçables en symétrie (ci-contre). Avec le moteur en marche, la force centrifuge a pour effet que les bras s'écartent à l'encontre de l'action d'un double ressort à boudin qui les relie entre eux et dont la tension est réglable par vis. Quand le moteur atteint la vitesse maximale prévue par le constructeur, les masses B passent à la position B' et leurs bras articulés exercent une force de levier sur une pièce ronde K qui tourne avec l'arbre moteur. Tirée par la force des deux leviers, la pièce K se déplace et passe en K' en actionnant un levier F dont l'extrémité engage dans une gorge pratiquée dans cette pièce. En basculant autour du point fixe P, ce levier repousse la tige E dont l'autre extrémité, à l'intérieur du carter moteur, porte un culbuteur R (dont la forme ressemble à un couteau) qui commande le mécanisme qui intervient lors de l'ouverture de la soupape d'échappement. Pour comprendre la fonction de ce mécanisme, il faut d'abord préciser que le dessin montrant la commande de la soupape d'échappement est simplifié; le mécanisme qui y manque est représenté, de manière également très schématique, sur le dessin ci-dessous, à gauche. 



En réalité, le levier IKM  (ci-dessus à droite, en rouge) n'est pas solidaire à la tige T qui commande l'ouverture de la soupape. Tout comme la tige E reliée au régulateur centrifuge, T est fixée sur ce culbuteur R, tandis que le levier IKL (ci-dessus, à gauche), qui n'est autre que le levier IKM du dessin à droite, est en fait terminé par un crochet (S), sur lequel le culbuteur R repose continuellement (les deux pièces sont séparées dans le dessin pour clarifier qu'il s'agit de deux pièces distinctes). Lorsque le galet I est repoussé par la came du pignon A, et que la branche KL prend la position pointillée, le bras coudé S du levier IKL rétracte le culbuteur R avec la tige T qui à son tour avance dans le sens de la flèche en actionnant le poussoir qui ouvre la soupape. Or, lorsque le moteur en marche à vide est sur le point de dépasser la vitesse définie, le régulateur intervient et la tige E, en prenant la position pointillé F' (sur le dessin ci-dessus, à côte du texte) déplace le culbuteur R à la position R', dans laquelle il est hors de l'atteinte du crochet S. Le levier L et son bras coudé S opèrent donc dans le vide. Le culbuteur R ne déplace plus la tige T est la soupape d'échappement demeure fermée. En conséquence, le régime du moteur chute et le régulateur laisse le ressort du rappel D ramener la tige E en arrière, et avec elle le culbuteur R reprendre contact avec le crochet S. La soupape s'ouvre donc à nouveau, jusqu'à ce que le cycle se répète.



Le schéma ci-dessus montre le mécanisme de manivelle et de bielle avec celui du régulateur en place. Une idée plus exacte de l'apparence du culbuteur R donne le dessin ci-dessous.  
 

L'accélérateur-rétardateur

Beaucoup de voiturettes Bollée étaient munies d'un accélérateur–rétardeur, proposé en accessoire et placé à gauche du siège du conducteur. Ce dispositif lui permet, dans une certaine mesure, d'accélérer ou de ralentir la marche habituelle du moteur.



Il est commandé par une petite manivelle que l'on peut fixer en de différentes positions au moyen des trous percés dans une plaque semi-circulaire et nickelée. La rotation de la manivelle est transmise par un système de leviers et tringles à la pièce ronde K du régulateur centrifuge, laquelle est disposée coulissante dans le sens axial sur l'arbre moteur (voir plus haut). En se déplaçant sur l'arbre, la pièce K tend ou détend les ressorts du régulateur. Dans le premier cas, le ressort tendu oppose une résistance additionnelle à la force centrifuge de sorte que le régulateur intervient plus tard et le moteur dépasse le régime prédéterminé. Dans le dernier cas, les deux masses s'écartent plus tôt au maximum et le régulateur empêche l'ouverture de la soupape d'échappement déjà au-dessous du régime habituel du moteur.  

Le carburateur
 
Le système d'alimentation de la voiturette Bollée se compose d'un réservoir d'essence disposé au côté droit du véhicule, opposé au moteur, d'un robinet d'arrêt et de la tuyauterie reliant le réservoir au carburateur.
 
 
La voiturette Bollée était munie du carburateur Phénix qui équipait les voitures Panhard & Levassor. Ce carburateur est presque identique au carburateur Phönix de la Daimler Motorengesellschaft, duquel il ne se différencie que par la suppression de la lanterne qui surmonte la chambre de mélange du Daimler-Phénix. L'air n'entre plus par la lanterne, mais par une ouverture latérale dans la chambre de mélange.
 
 
Il fait partie des carburateurs à pulvérisation et à niveau constant qui à la fin du XIXe siècle remplacèrent progressivement les carburateurs à léchage et à barbotage. Ils sont l'avantage d'être moins encombrants que les autres, de produire une carburation plus uniforme et de ne pas laisser de résidus gênants, car l'essence est vaporisée intégralement.  

 
Fonctionnement (voir aussi Motocyclettesaustral.es.tl/Le carburateur) : l'essence arrive en A, traverse un filtre en forme d'une toile métallique et, par B, pénètre dans la cuve M. Celle-ci renferme un flotteur C qui maintient un niveau constant de l'essence : dès qu'elle y a atteint le niveau de la partie supérieure de l'ajutage (gicleur) G, par lequel elle arrive dans la chambre de mélange O, le flotteur C soulève les deux contrepoids D, et la tige du flotteur n'étant plus soutenue par ceux-ci, ferme la soupape B qui interrompt l'arrivée de l'essence. Le liquide affleure donc constamment le niveau supérieur du gicleur G. Lorsqu'une aspiration se produit en J, l'air arrive par une chambre d'arrivée latérale S (sur le carburateur Daimler-Phénix, l'air entre par la lanterne), munie d'un cône, destiné à supprimer le bruit de l'aspiration, et d'une toile métallique qui retient la poussière. Cette ouverture latérale est fermée par une plaque perforée fixe, sur laquelle peut se déplacer une plaque analogue qui sert à régler à la main l'entrée de l'air et par suite la richesse du mélange carburé. Le courant de l'air qui ascend par le diffuseur (flèches) fait jaillir l'essence en l'ajutage (gicleur) G en l'emportant sous forme de gouttelettes atomisées et se brise contre le "champignon" H, ce qui facilite le mélange homogène de l'air et de l'essence aspiré ensuite par le moteur.

L'allumage  

La voiturette Bollée est dotée d'un allumage par incandescence. Dans ce procédé, un petit tube creux chauffé en rouge est disposé au fond de la chambre de combustion. Après l'échappement, il reste dans le fond de la culasse et dans ce tube un certain résidu des gaz brûlés. Après l'admission des gaz frais et pendant la compression, le mélange ne se fait guère entre les deux gas. Ce n'est que lorsque la compression atteint sa valeur maximale que les gaz frais entrent en contact avec le tube incandescent et que la combustion se produit. Sur la Bollée, le tube est en platine, un matériel cher mais bien supérieur au nickel ou à la porcelaine également employés à l'époque. Car le platine ne s'oxyde pas, ne se déforme pas au feu et, une fois chauffé au rouge, reste facilement incandescent au contact des hydrocarbures. Les rondelles d'étanchéité en amiante entre la culasse et le tube se carbonisaient vite, un problème qui fut surmonté par un nouveau porte-tube sans rondelle en amiante breveté par la société Léon Bollée en 1898 (ci-dessous, à droite).


 

Celui-ci se compose de 4 pièces : la pièce Aa qui se fixe par le pas de vis A, dans la culasse du moteur. Cette pièce porte en a un cône correspondant à l'évasement b du tube de platine B. Le tube B est appliqué, par son extrémité évasée, sur le cône a au moyen d'un écrou D qui se visse sur le pas de vis extérieur de la pièce Aa, et d'une rondelle d'acier C profilée intérieurement de façon à s'appliquer exactement sur le cône du tube de platine.
 


 

Un brûler est chargé de porter et de maintenir le tube à l'incandescence. Sur le brûler Bollée, le tube a, qui sert de support à tout l'ensemble, est garni intérieurement d'une mèche en coton, en montant pas tout à fait jusqu'au haut, occupé par un chapeau muni d'un très petit trou et entouré d'un manchon perforé. Pour la mise en marche, on chauffe extérieurement le brûler. Sur le tube e d'arrivée de l'essence se trouve une cloche à air, qui amortit les mouvements de la colonne liquide pendant la marche de la voiture. Afin de le protéger du vent, le brûler est renfermé dans un petite cage en tôle perforée ("lanterne"). Un petit réservoir d'essence pour alimenter le brûler est fixé sur le dossier arrière (voir les dessins en haut de la page). 

Malgré le danger d'incendie, le risque d'une extinction soudaine du brûleur en route et la procédure longue et fastidieuse de sa mise en train, l'allumage à incandescence avait encore de fervents partisans en 1900. Les raisons en étaient moins les qualités bien réelles de ce système que les défauts de l'allumage électrique. De fréquents courts-circuits qui se produisaient dans la pile, dans les accumulateurs ou les conducteurs, la rupture d'un fil ou l'arrêt du trembleur faisaient que l'allumage par incandescence apparaissait plus fiable et, en ce qui concerne les coûts, moins cher.

 
La transmission
 
La voiturette Bollée est munie d'un changement à 3 vitesses, l'embrayage et le débrayage s'effectuent en tendant et détendant la courroie de transmission finale. Les engrenages sont enfermés dans une boîte métallique permettant un graissage abondant. Pour y accéder, il suffit d'ouvrir une petite porte située dans la tôlerie.
 

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L'arbre moteur (arbre primaire) porte 3 pignons fixés sur lui, l'arbre secondaire (intermédiaire) porte 3 roues dentées à demeure et, sur une portée carrée, un tambour qui, sans être entrainé latéralement, permet à cet arbre de glisser dans son centre. Ce petit tambour, faisant office de poulie, relie l'arbre secondaire avec la grande poulie solidaire de la roue arrière par une courroie de transmission plate.
 
 

L'arbre secondaire porte en son extrémité une crémaillère qui permet de le déplacer pour amener en prise la paire d'engrenages qui donne la vitesse que l'on désire, tout en laissant le tambour et la poulie dans le même plan. Le passage des vitesses est commandé par un levier sous forme d'un tube, à l'intérieur duquel tourne un axe dont l'extrémité inférieure porte un pignon qui engrène avec la crémaillère de l'arbre secondaire (Q, ci-contre), tandis que l'extrémité supérieure est terminée par une "poignée de pelle". Le bas de celle-ci est munie d'un ergot que l'on peut insérer, en tournant la poignée, dans trois encoches (a, b, c) pratiquées dans la partie supérieure du tube. La poignée peut donc prendre trois positions, chacune desquelles correspond à une vitesse.

(agrandir le dessin ci-contre)
 
 
Les 3 paires d'engrenages correspondent ordinairement à des vitesses de 8, 16 et 24 km/h, mais les constructeurs livraient aussi des voiturettes qui, par suite de l'augmentation de la poulie réceptrice et par diminution du tambour motrice, fournissaient 10, 20 et 30 km/h. Les machines de course étaient capables de circuler à 12, 24 et 36 km/h et, à l'aide de l'accélérateur (voir plus haut), atteignaient même 50 km/h (ces valeurs sont valables pour le moteur de 2 ½ CV).
 
Très insolite est l'embrayage par déplacement de l'essieu arrière de la voiturette Bollée. Lorsque le levier à poignée de pelle est déplacé en avant, il repousse la roue motrice en arrière, la courroie se tend et l'embrayage est embrayé. Le mouvement du levier en arrière, par contre, entraîne la roue en avant et la courroie se détend (débrayage). Le levier se déplace sur un secteur cranté qui permet de l'arrêter dans une position quiconque afin que le conducteur ne doive pas faire un effort constant sur lui (ci-dessous, à gauche).
 

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Un bras A, qui est solidaire avec le levier de commande, en transmet le mouvement à la roue arrière. Celle-ci est montée au-dessous des longerons du châssis sur deux leviers M ("grande menotte") et m ("petite menotte") dont le point d'articulation est situé au-dessus des longerons (à l'endroit, où est dessinée, de chaque côté, une tête de boulon, ci-dessus, à droite). Le levier de commande est relié au grand levier M par une barre, de sorte que même un mouvement minimal sur le secteur est transmis dans le sens inverse sur la roue d'arrière.

 
 
Les Freins
 
 
Le frein de service est également commandé par le levier à poignée de pelle. Pour freiner, on l'amène en arrière, au-delà de la position de débrayage, afin de pousser la roue motrice en avant, jusqu'à ce que la grande poulie entre en contact avec un sabot de caoutchouc R (ci-dessus, à gauche) qui est solidaire du châssis.
Le frein de service est épaulé par un frein auxiliaire qui permet de caler le volant moteur. Si, à ce moment, la courroie est tendue à fond, la roue motrice ne pourra pas tourner sans entraîner avec elle le moteur, qui fera frein. Toutefois, compte tenu de la construction particulière du frein d'arrière, il est pratiquement impossible d'utiliser les deux freins à la fois. Car en actionnant le frein sur la roue arrière, on détend la courroie de transmission et débraye. 
Le frein auxiliaire est commandé par une pédale placée à la portée du pied droit du conducteur.  









 
  Chapitre créé le 26 novembre 2018
 
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