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Moteur | CHÂSSIS | Service LA COMPÉTENCE EN MATIÈRE DE PIÈCES DÉTACHÉES BROCHURE TECHNIQUE COMPOSANTS DE COMMANDE DE SOUPAPES 1.HISTOIRE CONTENU 1. Histoire 2. La distribution par soupapes 3 4 4.5Vanne hydraulique 28 4.5.1 Vanne à tiroir 28 4.5.2Clapet central 30 5. Maintenance et service 32 2.1 Exigences 4 2.2Types 4 2.3Jeu aux soupapes 5 2.4Rattrapage du jeu aux soupapes 6 5.1 Remplacement de poussoirs mécaniques 32 5.2Remplacement de poussoirs hydrauliques 33 5.3Remplacement du linguet avec élément d’appui hydraulique 33 5.4 Remplacement du culbuteur avec appui enclipsable hydraulique 33 5.5Notice explicative générale pour les garages 34 14 5.6 Conseils de purge des éléments hydrauliques du rattrapage du jeu aux soupapes dans le moteur 35 16 5.7 Recommandations de remplacement des variateurs d’arbres à cames 35 17 6. Diagnostic de dommage /évaluation des dommages 3. Construction et mode d’action des compo sants de distribution par soupapes 7 3.1 Poussoirs 7 3.1.1 Poussoirs mécaniques 7 3.1.2 Poussoirs hydrauliques 8 3.2 Linguets avec élément d’appui 3.3Culbuteurs avec appui enclipsable 12 3.4Culbuteurs à appui multiple avec appuis enclipsables 3.5Système de distribution à soupapes OHV 3.6Éléments à commande électromagnétique de rattrapage de jeu aux soupapes 10 4 .Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 20 4.1 Informations générales 4.2Vue d’ensemble des différentes technologies de déphasage de l’arbre à cames 20 20 4.3 Composants et fonction des com posants du système de déphasage de l’arbre à cames 21 4.4 Variateurs d’arbre à cames 22 4.4.1 Variateurs de pistons axiaux 22 4.4.2 Variateurs à palettes 24 4.4.3 Différences entre les variateurs à chaîne et à courroie 25 36 6.1 Évaluation générale des dommages 36 6.1.1 Bruits pendant la phase de chauffage 36 6.1.2 Bruits du moteur chaud 36 6.1.3 Bruit de « pompage » 36 6.2Saleté résiduelle 37 6.3Évaluation de dommages sur les composants de distribution par soupapes 37 6.3.1 Évaluation de dommages sur les poussoirs 38 6.3.2Évaluation de dommages sur les linguets 39 Les débuts historiques de l’évolution des composants hydrauliques de rattrapage de jeu aux soupapes remontent au début des années 1930, date à laquelle la première idée vit le jour et où les premiers brevets furent déposés aux États-Unis. Dès la fin des années 1950, 80 % de la totalité des moteurs de voitures particulières étaient équipés en série d’un rattrapage hydraulique du jeu aux soupapes. En Europe à cette époque, on construisait des moteurs à haut régime de relativement petit volume pour des raisons économiques. En République fédérale d’Allemagne, la première construction en série démarra en 1971. Dès 1987, un grand nombre de types de véhicules allemands, anglais, suédois et japonais était équipé de composants hydrauliques de rattrapage de jeu aux soupapes. Ce nombre augmente continuellement et, depuis 1989, les voitures particulières françaises et italiennes sont elles aussi équipées de cette technologie avancée. Les ingénieurs et techniciens travaillant au développement de nouveaux moteurs se voient confrontés à des exigences croissantes, en particulier celles concernant : la protection de l’environnement les émissions de bruit la fiabilité la rentabilité l’importance de la maintenance les performances Toutes ces exigences déterminent la marche à suivre lors du montage du système de distribution et de ses éléments, et ce, indépendamment du type de moteur (OHV, OHC). Dans ce cas précis, il importe d’exclure le jeu aux soupapes et de maintenir les critères de performance stables tout au long de la vie du moteur. Dans un système de distribution mécanique en particulier, les allongements dus à la dilatation thermique et l’usure des éléments de la distribution par soupapes modifient le jeu de la marche de manière incontrôlée. Il s’ensuit que les temps d’ouverture et de fermeture des soupapes des systèmes de distribution divergent des critères optimaux fixés. Les composants hydrauliques de rattrapage de jeu aux soupapes RUVILLE sont conformes aux exigences des systèmes de distribution des moteurs modernes. Grâce à eux, le moteur : est peu polluant La construction optimisée du moteur permet d’obtenir des temps d’ouverture et de fermeture des soupapes – et donc des émissions de gaz – quasiment constants pendant toute la durée de vie et dans tous les états de marche du moteur. est silencieux Le bruit du jeu des soupapes est évité et le niveau de bruit du moteur baisse. a une longue durée de vie L’usure est amoindrie par l’adhérence permanente entre les éléments de la distribution par soupapes qui maintient constamment basse la vitesse à laquelle la soupape touche le piston. est rentable Pas de rattrapage du jeu aux soupapes lors de la première monte. ne requiert pas de maintenance Pas de rattrapage du jeu aux soupapes pendant toute la durée de vie du moteur. a un régime fixe La construction légère spécifique de RUVILLE assure durablement de hauts régimes du moteur. 6.3.3 Évaluation de dommages sur le variateur d’arbre à cames 42 4.4.4 Différences entre le réglage de l’admission et de l’échappement 26 Brochure Technique Composants de commande de soupape | 3 2.La distribution par soupapes Un moteur à combustion interne doit être alimenté cycliquement en air frais, et les gaz qu’il produit doivent être évacués en même temps. Dans un moteur à quatre temps, l’aspiration d’air frais et l’évacuation de gaz d’échappement est appelée renouvellement des gaz. Au cours de plusieurs cycles de renouvellements des gaz, les éléments de commande des cylindres (canaux d’admission et d’échappement) s’ouvrent et se ferment. Les soupapes (d’admission et d’échappement) ont des tâches bien définies. Elles doivent dégager une section de passage maximale, s’ouvrir et se fermer rapidement, avoir une forme propice au passage des flux afin de maintenir la perte de pression aussi basse que possible, présenter une bonne étanchéité en position fermée, être extrêmement stables. 2.1 Exigences La distribution par soupapes est soumise à d’importantes forces d’accélération et de ralentissement. Les forces d’inertie qui en résultent augmentent avec le régime et soumettent la mécanique à des sollicitations extrêmes. En outre, les soupapes d’échappement doivent résister aux températures très élevées des gaz d’échappement. Pour pouvoir fonctionner sans failles dans de telles conditions, Overhead Valves : les arbres à cames latéraux et soupapes en tête sont situés en dessous de la ligne de démarcation entre l’extrémité et le bloc du cylindre. On désigne la distribution par soupapes de ces types de moteur également sous le terme d’Overhead-Valves (OHV). les composants de distribution par soupapes sont soumis à des exigences précises. Ils doivent par exemple présenter une très grande stabilité (sur toute la durée de vie du moteur), fonctionner sans accrocs, assurer une dissipation thermique suffisante au niveau des soupapes (en particulier des soupapes d’échappement). De plus, il est important que les composants de distribution par soupapes n’envoient pas d’impulsions dans le système et qu’il n’y ait pas de perte de contact entre les éléments reliés par adhérence. 2.2 Types Il existe différents types de commandes de soupapes. Tous ont en commun d’être entraînés par l’arbre à cames. Les commandes de soupapes se distinguent selon le nombre de soupapes qu’elles actionnent, et le nombre et la position des arbres à cames qui les entraînent. Les arbres à cames peuvent être montés en deux endroits dans le moteur ; suivant le cas on les désigne sous le terme soit d’arbres à cames en tête, soit d’arbres à cames latéraux et soupapes en tête. Overhead Camshaft : les arbres à cames en tête Double Overhead Camshaft : dans le cas d’une sont situés au dessus de la ligne de démarcation construction à deux arbres à cames, on parle de entre l’extrémité et le bloc du cylindre. S’il y a Double Overhead Camshaft (DOHC). un seul arbre à cames, on désigne ce type de construction sous le terme d’Overhead Camshaft (OHC). 4 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Commande des soupapes OHV Vue de détail (1) : Représentation d’une commande culbutée des soupapes en tête OHV avec arbre à cames latéral. Ce type de construction requiert un grand nombre de pièces de transmission entre la levée de came et la soupape – poussoir, tige de culbuteur, culbuteur, palier de culbuteur. Le développement des moteurs, visant à les rendre plus performants, plus compacts et plus légers, a toujours été accompagné d’une augmentation de régime. La commande culbutée des soupapes en tête OHV, présentant une rigidité générale médiocre, toucha rapidement aux limites de son régime. Il fallut donc réduire le nombre des pièces mobiles de la distribution par soupapes. de chaque type de construction – performance, couple de rotation, volume du cylindre, matériaux d’emballage, coûts de fabrication etc. – évaluer les avantages et les inconvénients et opter pour le type de construction dans lequel tous les systèmes de distribution par soupapes auront leur raison d’être, de l’entraînement culbuté à la distribution par soupapes OHC compacte. 2.3 Jeu aux soupapes Lorsque les soupapes sont en position fermée, le système de distribution par soupapes doit présenter un jeu défini : le jeu aux soupapes. Ce jeu sert à rattraper les changements de longueurs ou de dimensions des pièces causées par l’usure ou les variations de température, comme p. ex. variations de température dans les différentes parties du moteur (p. ex. dans la tête du cylindre), emploi de différents matériaux présentant des coefficients de dilatation thermique différents, usure des points de contact entre l’arbre à cames et la soupape, usure des points de contact entre la soupape et le siège de soupape. Vue de détail (2) : L’arbre à cames a été transféré dans la tête du cylindre, permettant ainsi de supprimer la tige de culbuteur. Commande des soupapes OHC Vue de détail (3) : Une distribution par soupapes OHC n’a pas de poussoir, l’arbre à cames est placé bien plus haut et la levée de came est directement transmise par un culbuteur ou un linguet. 1 Vue de détail (4) : Cet entraînement par linguet correspond à la construction la plus rigide d’entraînement culbuté. Vue de détail (5) : Les commandes de soupapes OHC, dont les soupapes sont actionnées directement par un poussoir, sont adaptées aux régimes les plus élevés. Plus besoin de culbuteur ou de linguet. 2 3 5 4 Tous ces types de construction de systèmes de distribution à soupapes [Vues de détails (1) à (5)] sont utilisés aujourd’hui dans les moteurs fabriqués en grande série. Les ingénieurs doivent tenir compte des exigences particulières Commande des soupapes OHV/OHC Brochure Technique Composants de commande de soupape | 5 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 2.4 Rattrapage du jeu aux soupapes Hier comme aujourd’hui, la distribution par soupapes mécanique lors de la première monte, et par la suite le jeu aux soupapes lors des intervalles de maintenances définis, devaient être ajustés au moyen de vis de réglage ou de pastilles de réglage. Parallèlement à ce type d’opération, le rattrapage hydraulique du jeu aux soupapes s’est établi. Il Les conséquences d’un jeu aux soupapes trop petit ou trop grand vont des bruits dans le système de distribution à la panne de moteur. Autre point important, la pollution environnementale causée par une augmentation des taux d’émissions. Les effets possibles d’un jeu aux soupapes trop petit ou trop grand sont les suivants : permet d’obtenir une variabilité réduite de recoupement des courbes de levée de tous les cycles de marche, et donc un taux constant d’émissions réduites, sur la durée de vie entière du moteur. Jeu aux soupapes trop petit Jeu aux soupapes trop grand La soupape s’ouvre plus tôt et se ferme plus tard Le raccourcissement du temps de fermeture ne laisse pas échapper assez de chaleur de la tête de soupape vers le siège de soupape. La tête de la soupape d’échappement chauffe, une chaleur extrême peut casser la soupape. Panne de moteur La soupape s’ouvre plus tard et se ferme plus tôt Il en résulte des temps d’ouverture raccourcis et des sections d’ouvertures plus petites. Le mélange de carburant ne remplit pas complètement le cylindre, le moteur est moins performant. Augmentation du taux d’émissions La soupape ne se ferme pas complètement La soupape d’admission ou d’échappement risque de ne pas se fermer complètement quand le moteur est chaud. La soupape d’échappement aspire les gaz d’échappement et des flammes sont rabattues dans le circuit d’aspiration au niveau de la soupape d’admission. Perte de gaz et de puissance, le moteur est moins performant. Augmentation du taux d’émissions Le flux permanent de gaz d’échappement brûlants met les soupapes en surchauffe et grille les têtes et les sièges de soupapes. 3.1 Poussoirs 3.1.1 Poussoirs mécaniques La distribution par soupapes par poussoir est un type de distribution par soupapes à entraînement direct. Il n’y a pas d’élément de transmission entre la soupape et l’arbre à cames. La levée de came est transmise à la soupape directement par le fond du poussoir. Les entraînements directs se caractérisent par une très bonne rigidité en même temps que de petites masses propulsées. Ils ont donc un bon comportement à régime élevé. Les poussoirs appuient directement sur la came, c.-à-d. qu’une usure par friction se produit entre le fond du godet et la came. Une combinaison appropriée de matériaux peut aider à limiter cette usure. Pour réduire encore l’usure, la came est fraisée en biais et le poussoir correspondant est monté légèrement décalé si bien que le poussoir tourne selon un angle défini à chaque actionnement. Caractéristiques du poussoir mécanique : godet en acier actionnement direct de la soupape ajustage mécanique du jeu aux soupapes a 2 1 3 a b 1 4 5 6 Poussoir mécanique avec pastille d’ajustage en bas C a Commande des soupapes par poussoir 1.Rainure de levée 2.Pastille d’ajustage 3.Coupelle 4.Fond extérieur du godet Caractéristiques La pastille d’ajustage est posée sans fixation dans le godet disponible en plusieurs épaisseurs disponible au choix dans le matériau et le traitement thermique désiré responsable du jeu aux soupapes de par son épaisseur (a). Poussoir mécanique avec pastille d’ajustage en haut B Sollicitation mécanique élevée de la soupape bruits dans le système de distribution la queue de soupape se tord Panne de moteur Vous trouverez des informations complémentaires concernant le rattrapage du jeu aux soupapes sur les poussoirs, linguets et culbuteurs au chapitre 3 « Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes ». A 7 5.Coupelle 6.Pastille d’ajustage 7.Coupelle Poussoir mécanique avec épaisseur de fond échelonnée Caractéristiques jeu de base (b) entre le cercle de base de la came et le fond extérieur du godet défini par l’épaisseur de la pastille d’ajustage la masse très réduite du poussoir permet de réduire les forces agissant sur les ressorts de soupapes et la puissance perdue par frottement grande surface de contact à la came Caractéristiques le jeu aux soupapes est réglé par l’épaisseur du fond du godet (a) masse extrêmement réduite du poussoir réduction des forces agissant sur les ressorts de soupapes (et donc de la puissance perdue par frottement) grande surface de contact à la came fabrication très bon marché Sollicitation mécanique extrêmement élevée de la soupape Bruits dans le système de distribution 6 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Brochure Technique Composants de commande de soupape | 7 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 3.1.2 Poussoirs hydrauliques Rattrapage hydraulique du jeu aux soupapes pour poussoir Caractéristiques la soupape n’est pas actionnée directement très grande rigidité de la distribution par soupapes le jeu aux soupapes est automatiquement rattrapé pas de maintenance sur toute la durée de vie distribution par soupapes très silencieuse émissions de gaz d’échappement réduites, uniformément réparties sur toute la durée de vie Huile sous pression moteur Huile sous haute pression Poussoir hydraulique 1 2 3 A.Poussoir à système anti-désamorçage L’huile ne peut pas sortir du réservoir extérieur pendant l’arrêt moteur – meilleur comportement au démarrage répété. A B D.Poussoir 3CF (3CF = cylindrical cam contact face) surface de contact cylindrique avec les cames – rotation sécurisée alimentation en huile simplifiée ouverture et fermeture accélérées réduction de 80% du débit d’huile grâce au guidage du poussoir faible pression de contact avec la came caractéristique de levée de la soupape plus efficace pour un diamètre de poussoir plus petit, et donc… masse réduite du poussoir, rigidité extrême, réduction de la puissance perdue par frottement a 4 5 c 6 1.Bol externe 2.Piston 3.Bol interne 4.Clapet hémisphérique 7 B.Poussoir avec aspiration par le bas La réserve d’huile peut être mieux exploitée – meilleur comportement au démarrage répété. C.Poussoir à labyrinthe combinaison d’anti-désamorçage et d’aspiration par le bas comportement au démarrage répété nettement amélioré b Le poussoir est sollicité par les forces du moteur agissant sur les ressorts de soupapes et les forces exercées par les masses. L’écart entre le piston et le bol interne est raccourci, une quantité réduite d’huile est pressée hors de la chambre de haute pression par la fente de passage d’huile (a) et renvoyée à la chambre de compensation (b). Le jeu aux soupapes est réduit en fin de phase de descente. Une quantité réduite de mélange air-huile est pressée par le trou d’huile et/ou la fente de guidage (c). 5.Ressort de soupape 6.Bouchon de valve 7.Ressort de rappel Phase de descente (levée de came) Poussoir à système anti-désamorçage C Poussoir avec aspiration par le bas Huile sous pression moteur D 8 9 10 11 12 13 14 15 Poussoir à labyrinthe 8 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Poussoir 3CF d Phase de rattrapage (cercle de base) Le ressort de rappel écarte le piston et le bol interne jusqu’à ce que le jeu aux soupapes soit rattrapé. Le clapet anti-retour à bille s’ouvre par pression différentielle entre la chambre de haute pression et la chambre de compensation (piston). L’huile s’écoule de la chambre de compensation (10) à la chambre de haute pression (d) en passant par le débord d’huile, la chambre de compensation (9) et le clapet anti-retour à bille. Le clapet anti-retour à bille se ferme ; l’adhérence est rétablie dans la commande des soupapes. 8.Débord d’huile 12.Fente de guidage 9.Chambre de 13.Chambre de haute pression compensation (piston) 14.Rainure d’alimentation 10.Chambre de compen-en huile sation (bol externe) 15.Perforation d’entrée 11.Fente de passage d’huile Brochure Technique Composants de commande de soupape | 9 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 3.2 Linguets avec élément d’appui Les linguets sont réalisés de préférence en tôle emboutie. C’est souvent un roulement à rouleaux qui établit le contact avec la came (linguet à rouleau). Mais il existe aussi des linguets en acier coulé fabriqués selon le procédé du moulage à modèle perdu. Comparés aux poussoirs, les leviers courts génèrent de moindres forces d’inertie. Des versions dont la masse est moins importante, plus réduite du côté de la soupape, sont possibles. La rigidité des linguets à rouleau est cependant nettement inférieure à celle des poussoirs. Les divers types de constructions de commandes de soupapes exigent différentes formes de cames. Comparées aux cames d’une distribution par soupapes à poussoir, les cames d’une distribution par soupapes à linguet à rouleau ont un rayon plus important au niveau de la pointe ainsi que des flans concaves et produisent une levée de came plus courte en relation avec la transmission. L’arbre à cames se trouve au dessus du rouleau, placé lui-même de préférence au milieu entre la soupape et l’élément d’appui. Cet arrangement rend le linguet intéressant pour les moteurs diesel à 4 soupapes. Sur ces moteurs, les soupapes sont disposées soit parallèlement, soit sous un angle réduit les unes par rapport aux autres, de sorte qu’un écart suffisamment grand ne se produit que lors de l’emploi de linguets. Caractéristiques du linguet contact du linguet à la came, de préférence par roulement à rouleaux très faible frottement de la commande des soupapes tête de cylindre simple à monter alimentation en huile de la tête de cylindre facile ne tient que peu de place Caractéristiques moulé en tôle d’acier on peut choisir librement la hauteur des patins de guidage sur la soupape en option avec injecteur d’huile en option avec pince de sécurité simplifiant le montage de la tête du cylindre très grande part de portance de la surface au niveau de la calotte et de l’appui de la soupape très bon marché Huile sous pression moteur Huile sous haute pression 2 3 1 a b 5 6 4 7 8 Phase de descente (levée de came) Linguet en tôle Caractéristiques géométrie de levier complexe très résistant très rigide, en fonction du modèle couple d’inertie de la masse, en fonction du modèle Linguet moulé Caractéristiques sécurisé contre le désassemblage par un écrou polygonal étayage des forces transversales élevées 1 2 1.Arbres à cames 5 2.Linguet à rouleau 3 3.Ressort de soupape 4.Soupape 5.Élément d’appui 4 hydraulique Linguet avec élément d’appui Rattrapage hydraulique du jeu aux soupapes avec linguet L’élément d’appui hydraulique (10) est sollicité par la force agissant sur les ressorts de soupapes et la force d’inertie qui raccourcit l’écart entre le piston (5) et le carter (6). Une petite quantité d’huile est pressée hors de la chambre de haute pression par une fente de passage d’huile et reconduite dans la chambre de compensation par la rainure de récupération d’huile de fuite et le trou d’huile. En fin de phase de descente, un léger jeu se produit dans la commande des soupapes. Une petite quantité de mélange huile-air est pressée par le trou de mise à l’air (8) et la fente de passage d’huile. Élément d’appui hydraulique 10 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Le ressort de rappel écarte le piston (5) et le carter (6) jusqu’à ce que le jeu aux soupapes soit rattrapé. Le clapet anti-retour s’ouvre par différence de pression entre la chambre de haute pression et la chambre de compensation. L’huile s’écoule de la chambre de compensation par le clapet anti-retour dans la chambre de haute pression. Le clapet anti-retour se ferme et l’adhérence de la commande des soupapes est rétablie. 1.Rouleau de came 2.Injecteur d’huile (en option) 3.Pince de sécurité (en option) 4.Patin de guidage 5.Piston 6.Carter 7.Écrou de retenue (écrou polygonal) 8.Trou de fuite /de mise à l’air a.Linguet en tôle avec rouleau de came b.Élément d’appui Huile sous pression moteur 2 3 1 a b 5 6 8 4 7 Phase de rattrapage (cercle de base) Brochure Technique Composants de commande de soupape | 11 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 3.3 Culbuteurs avec appui enclipsable Dans les commandes de soupapes à culbuteur, l’arbre à cames est placé latéralement à l’une des extrémités du culbuteur. La levée de came est transmise au culbuteur par appui direct de la came ou par un rouleau (culbuteur à rouleau). Pour réduire autant que possible la puissance perdue par frottement, on utilise des rouleaux de came sur roulements à aiguilles. À l’autre extrémité du culbuteur se trouve un élément hydraulique de rattrapage du jeu aux soupapes (p. ex. un poussoir hydraulique) ou une vis de réglage permettant l’ajustage mécanique du jeu aux soupapes. La soupape d’admission ou d’échappement est actionnée par cette extrémité du culbuteur. Le point de contact entre l’élément de rattrapage (appui enclipsable) et la soupape doit toujours se trouver sur l’extrémité de la tige de soupape. Le culbuteur effectuant un mouvement de pivot, la surface de contact de l’appui enclipsable avec l’élément d’actionnement de la soupape présente une forme légèrement bombée (coussinet). Il en résulte une très petite surface d’appui qui permet d’exercer comparativement une grande pression de surface sur l’extrémité de la soupape. Si elle est destinée à supporter des taux de pression très élevés, on emploie des appuis enclipsables avec un pied pivotant ou un patin. Le pied pivotant (ou le patin) est relié à l’appui enclipsable par une rotule et appuie donc toujours sur l’extrémité de la tige de soupape. La surface de contact est agrandie et la surface de pression diminue à l’extrémité de la tige de soupape. 1.Culbuteur 2.Appui hydraulique enclipsable 3.Arbre à cames 4.Soupape 5.Ressort de soupape a b 1 Caractéristiques le corps (a) du culbuteur est réalisé de préférence en aluminium Y sont intégrés : un rouleau de came sur roulement à aiguilles (1) un appui hydraulique enclipsable (b) Le frottement imposé par le culbuteur à la distribution par soupapes est très réduit. De plus, il ne tient que peu de place car toutes les soupapes peuvent être actionnées par un arbre à cames Culbuteur Caractéristiques est relié par pivotement à l’appui enclipsable au moyen d‘une rotule/calotte le patin (c) est en acier durci les pressions de surface sont très réduites au contact de la soupape 5 4 Linguet avec élément d’appui 2 3 2 a 3 b 4 5 6 7 1 Huile sous pression moteur Huile sous haute pression Phase de descente (levée de came) c Appui hydraulique enclipsable avec patin Caractéristiques espace de montage court poids léger (masse réduite à mettre en mouvement) très bon marché Le ressort de rappel écarte le piston (4) et le carter (5) jusqu’à ce que le jeu aux soupapes soit rattrapé. Le clapet anti-retour à bille s’ouvre par différence de pression entre la chambre de haute pression et la chambre de compensation. L’huile s’écoule de la chambre de compensation par le clapet anti-retour à bille dans la chambre de haute pression. Le clapet anti-retour à bille se ferme et l’adhérence de la commande des soupapes est rétablie. 2 3 b 4 5 Huile sous pression moteur a 4 4 1 Appui hydraulique enclipsable sans patin Caractéristiques générales des appuis enclipsables hydrauliques 1 Rattrapage hydraulique du jeu aux soupapes du culbuteur L’appui hydraulique enclipsable (9) est sollicité par la force agissant sur les ressorts de soupapes et la force d’inertie qui raccourcit l’écart entre le piston (4) et le carter (5). Une petite quantité d’huile est pressée de la chambre de haute pression par une fente de passage d’huile et reconduite dans la chambre de compensation par la rainure de récupération d’huile de fuite et le trou d’huile. En fin de phase de descente, un léger jeu se produit dans la commande des soupapes. Une petite quantité de mélange huile-air est pressée par le trou de mise à l’air et la fente de passage d’huile. rattrapent automatiquement le jeu aux soupapes sans maintenance très silencieux émissions de gaz d’échappement réduites, uniformément réparties sur toute la durée de vie l’alimentation en huile des appuis enclipsables se fait par l’axe du culbuteur, à partir duquel des perforations conduisent aux appuis enclipsables 12 | Brochure Technique Composants de commande de soupape 1.Rouleau de came 2.Conduite d’huile 3.Rondelle d’appui 4.Piston 5.Carter 6.Bague de maintien en tôle ou en plastique 7.Patin a.Culbuteur b.Appui enclipsable Phase de rattrapage (cercle de base) Brochure Technique Composants de commande de soupape | 13 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 3.4Culbuteurs à appui multiple avec appuis enclipsables Dans les commandes de soupapes à culbuteur à appui multiple, l’arbre à cames est positionné au dessus du culbuteur à appui multiple et peut actionner plusieurs soupapes en même temps. L’actionnement se fait au moyen de deux cames qui agissent sur deux ou trois appuis enclipsables au moyen de deux rouleaux situés dans le culbuteur (culbuteur à appui multiple à rouleau). Pour la version à deux appuis enclipsables, on parle d’un double culbuteur à appui multiple, en présence de trois appuis enclipsables d’un triple culbuteur à appui multiple. Ce principe est utilisé pour les moteurs diesel multi-soupapes. Même quand ceux-ci présentent une position des soupapes modifiée dans les chambres de combustion, il est possible d’actionner toutes les soupapes au moyen d’un seul arbre à cames. En même temps, cet arrangement laisse assez de place aux injecteurs. Caractéristiques du culbuteur à appui multiple à rouleaux Le corps du culbuteur à appui multiple est réalisé de préférence en aluminium. Y sont intégrés : galets de came à roulement à aiguilles appuis hydrauliques enclipsables séparément pour chaque soupape rattrapent automatiquement le jeu aux soupapes sans maintenance très silencieux émissions de gaz d’échappement réduites uniformément réparties sur toute la durée de vie extrêmement résistant à la vitesse de rotation peu de puissance perdue par frottement Commande des soupapes par culbuteur à appui multiple Rattrapage hydraulique du jeu aux soupapes du culbuteur à appui multiple L’appui hydraulique enclipsable est sollicité par la force agissant sur les ressorts de soupapes et la force d’inertie qui raccourcit l’écart entre le piston et le carter. Une petite quantité d’huile est pressée de la chambre de haute pression par une fente de passage d’huile et reconduite dans la chambre de compensation par la rainure de récupération d’huile de fuite et le trou d’huile. En fin de phase de descente, un léger jeu se produit dans la commande des soupapes. Une petite quantité de mélange huile-air est pressée par le trou de mise à l’air et la fente de passage d’huile. Huile sous pression moteur Huile sous haute pression a 2 3 4 b 5 1 a 1.Triple culbuteur à appui multiple a)Corps b)Appui enclipsable Phase de levée de came (vue frontale) Le ressort de rappel écarte le piston et le carter jusqu’à ce que le jeu aux soupapes soit rattrapé. Le clapet anti-retour à bille s’ouvre par différence de pression entre la chambre de haute pression et la chambre de compensation. L’huile s’écoule de la chambre de compensation par le clapet anti-retour à bille dans la chambre de haute pression. Le clapet anti-retour à bille se ferme et l’adhérence de la commandes des soupapes est rétablie. b Culbuteur à appui multiple à rouleaux Huile sous pression moteur a b 4 4 1 2 2.Double culbuteur à appui multiple a)Corps b)Appui enclipsable a b 1.Rouleau de came 2.Conduite d’huile 3.Piston de l’appui enclipsable 4.Carter de l’appui enclipsable 5.Patin de l’appui enclipsable a.Triple culbuteur à appui multiple à rouleaux b.Appui enclipsable Phase de cercle de base (vue latérale) Culbuteur à appui multiple à rouleaux 14 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Brochure Technique Composants de commande de soupape | 15 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 3.5 Système de distribution à soupapes OHV Dans les moteurs dont l’arbre à cames est situé latéralement, l’écart entre les cames et le culbuteur est relativement grand. Dans ce cas, une tige transmet le mouvement de levée au culbuteur. Les tiges de poussoir sont utilisées en combinaison avec des éléments coulissants spéciaux à déplacement linéaire ou poussoirs. Ceux-ci établissent le contact avec la came au moyen d’une surface d’appui (tête de poussoir plate ou sphérique) ou d’un rouleau (poussoir à rouleau) et ils ont pour tâche de guider la tige de culbuteur. Poussoir hydraulique à rouleau 3.6Éléments à commande électromagnétique de rattrapage du jeu aux soupapes Éléments de commande de soupapes pour moteur OHV Caractéristiques dispose d’un système interne spécial d’alimentation en huile (version labyrinthe) améliore les propriétés de fonctionnement exceptionnel en cas d’urgence, même quand l’alimentation en huile sous pression n’est pas optimale rattrape automatiquement le jeu aux soupapes sans maintenance très silencieux émissions de gaz d’échappement réduites uniformément réparties sur toute la durée de vie 1 2 5 6 8 4 7 3 Caractéristiques livré en unité de montage culbuteur/ support de culbuteur le culbuteur est pivotant le culbuteur (b) est monté sur le support de culbuteur (c) au moyen d’un roulement à aiguilles (6) mouvement occasionnant peu de frottement b 9 1 1 c Culbuteur avec support de culbuteur 1.Poussoir hydraulique 6.Sécurité à rouleau anti-désamorçage 2.Culbuteur 7.Tige de culbuteur 3.Rouleau de came 8.Support du roulement 4.Carter de culbuteur 5.Piston 9.Roulement à aiguilles 16 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Dès le début du 20e siècle, les ingénieurs en construction de moteurs automobiles et en thermodynamique ont essayé de transmettre différentes courbes de levée à une soupape – un grand nombre de brevets en témoigne. Le renforcement des consignes concernant les émissions de gaz d’échappement et les exigences de réduction de consommation en carburant alliées au plaisir accru de la conduite qui se traduit en termes de puissance, moment de force et comportement en conduite demandent une grande souplesse de la distribution par soupapes. Aujourd’hui, les systèmes de commande électromagnétique sont réalisés à l’aide d’éléments coulissants correspondants comme les culbuteurs, linguets ou poussoirs à commande électromagnétique. La commande électromagnétique est utilisée pour effectuer différentes courbes de levées des soupapes par rapport à leur point de marche, c. à d. pour ajuster la levée optimale de chaque soupape. La condition préalable est que pour chaque alternative de levée de soupape il existe une came comme élément de levée correspondant – à moins que l’alternative ne soit la levée nulle, donc la désactivation de la soupape. Ce faisant, l’élément associé à la soupape prend appui sur le cercle de base de la came. La mise hors circuit du cylindre, ou arrêt de soupape, est utilisée surtout sur les moteurs à gros cylindres (à 8, 10 ou 12 cylindres p.ex.). Le but de ce procédé est de minimiser le renouvellement des pertes en gaz (pertes par aspiration et évacuation) ou de transférer le point de marche. En raison des ordres d’allumage équidistants (réguliers), les mécanismes d’entraînement courants V8 et V12 sont « à commande électromagnétique » sur les moteurs R4 ou R6. Des tests effectués sur un moteur V8 en marche stationnaire ont montré que l’emploi d’un débranchement du cylindre pendant les cycles de marche courants permet de réaliser entre 8 % et 15 % d’économies de carburant. Pour fermer une soupape, on renonce à une deuxième came de levée par poussoir. Dans ce cas, l’élément récepteur de la levée de came est déconnecté de la soupape. L’élément récepteur marche à vide, on parle donc aussi d’une levée « lost-motion ». Comme il n’y a plus de contact avec le ressort de soupape, les forces d’inertie de la masse sont absorbées par un ressort d’appui supplémentaire (le ressort « lost-motion »). La partie de la distribution par soupapes pour laquelle aucune désactivation ou aucun débranchement du cylindre n’est prévu, continue d’effectuer les mouvements de levée inchangés. L’arbre à cames ne travaille plus sur le cylindre désactivé que contre les forces agissant sur les ressorts « lost-motion », plus petites d’un facteur 4 à 5 que les forces agissant sur les ressorts de soupapes correspondantes. De cette manière la puissance perdue par frottement est réduite. Poussoir mécanique à commande électromagnétique Élément d’appui à commande électromagnétique Poussoir à rouleau à commande électromagnétique Brochure Technique Composants de commande de soupape | 17 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages Fonction du poussoir à commande électromagnétique Phase du cercle de base (commande électromagnétique) Le ressort d’appui (7) appuie le poussoir extérieur (6) contre la butée du poussoir intérieur (5). Le poussoir intérieur (5) est en contact avec la came intérieure (2) ; il y a peu de jeu entre la came extérieure (1) et le poussoir extérieur (6). Sous faible pression d’huile moteur, le piston de verrouillage monté sur ressort (4) relie le poussoir extérieur (6) avec le poussoir intérieur (5). Phases de commande électromagnétique d’un poussoir mécanique électromagnétique 1 2 5 6 4 2 7 5 9 8 Phase de levée de came, verrouillée (levée maximale) La paire de cames extérieures (1) amène le poussoir extérieur (6) et le poussoir intérieur (5) verrouillés ensemble vers le bas et ouvre la soupape moteur. L’élément de rattrapage hydraulique (8) est sollicité. Une petite quantité d’huile de la chambre de haute pression est pressée par la fente de passage d’huile. 6 Phase de levée de came déverrouillée 3 4 3 4 7 Si la pression d’huile moteur est plus importante que la pression d’huile de commutation, le piston de commande (3) appuie sur le piston de verrouillage (4) et le renvoie sur le poussoir extérieur (6), le poussoir extérieur (6) est ainsi débranché du poussoir intérieur (5). L’élément de rattrapage hydraulique (8) situé dans le poussoir intérieur (5) rattrape le jeu aux soupapes. Phase de levée de came, déverrouillée (levée nulle ou levée partielle) La paire de cames extérieures (1) amène le poussoir extérieur (6) vers le bas contre le ressort d’appui (7). La soupape du moteur suit le contour de la came intérieure (2). Si toutes les soupapes moteur d’un cylindre sont désactivées [poussoir extérieur (6) déverrouillé], le cylindre est déconnecté, ce qui réduit nettement la consommation de carburant. 1 3 7 10 11 Phase de cercle de base Éléments d’appui à commande électromagnétique Phase de cercle de base (phase de commande électromagnétique) Phase de levée de came verrouillée 1.Came extérieure 2.Came intérieure 3.Piston de commande 4.Piston de verrouillage 5.Poussoir intérieur 6.Poussoir extérieur 7.Ressort d’appui 8.Élément de rattrapage 9.Plaque d’appui 10.Rainure de guidage 11.Sécurité anti-désamorçage Arrivé en phase de cercle de base, le jeu aux soupapes est mis à zéro. 18 | Brochure Technique Composants de commande de soupape 5 6 Pression d’huile moteur réduite Pression d’huile moteur Huile sous haute pression 3 4 7 7 Phase de levée de came, déverrouillée (levée partielle) 1 2 1.Piston 2.Guidage 3.Ressort de rappel 5 4.Piston de verrouillage 6 3 5.Poussoir intérieur 4 6.Poussoir extérieur 7 7.Ressort d’appui (ressort « lost-motion ») Phase de levée de came, verrouillée (levée maximale) 3 4 Poussoir à rouleau à commande électromagnétique Brochure Technique Composants de commande de soupape | 19 4.SYSTÈMES DE DÉPHASAGE DE L’ARBRE À CAMES 4.1 Informations générales La fonction de déphasage de l’arbre à cames est la modification des temps de distribution des soupapes de remplacement des gaz dans un moteur à combustion interne. Il est possible d’effectuer aussi bien un déphasage d’admission ou d’échappement de l’arbre à cames qu’une combinaison des deux. Le déphasage de l’arbre à cames réduit les émissions de gaz d’échappement ainsi que la consommation de carburant. Les angles de déphasage typiques sont situés entre 20° et 30° sur 4.3 Composants et fonction des composants du système de déphasage de l’arbre à cames l’arbre à cames et entre 40° et 60° sur le vilebrequin. Les systèmes de déphasage des arbres à cames sont appliqués sur les moteurs à transmission par courroie ou par chaîne. Différents principes compacts répondent aux exigences diverses de l’espace sous le capot. 4 2 Principe Avantages Déphasage de l’arbre à cames d’admission Réduction des émissions Réduction de la consommation de carburant Amélioration du confort (Baisse de régime en marche à vide) Augmentation de régime et de performance EO IO IC EC Déphasage de l’arbre à cames d’échappement Réduction des émissions Réduction de la consommation de carburant Amélioration du confort (Baisse de régime en marche à vide) EO IO IC EC Déphasage de l’arbre à cames indépendant des cames d’admission ou d’échappement (DOHC) Réduction des émissions Réduction de la consommation de carburant Amélioration du confort (Baisse de régime en marche à vide) Augmentation de régime et de performance Courbe de levée des soupapes de remplacement des gaz 3 EO IO IC EC EO IO IC EC Réduction des émissions Réduction de la consommation de carburant Différents principes de variateurs permettent de profiter d’avantages différents : Variateur « en retard » Variateur « en avance » Position asservie (la position du variateur est fixée sur un angle donné) Chambre reliée à la pression d’huile moteur Chambre décompressée / retour d’huile 5 4.2 Vue d’ensemble des différentes technologies de déphasage de l’arbre à cames Déphasage de l’arbre à cames synchrone des cames d‘admission ou d’échappement (DOHC/SOHC) 1.Variateur d’arbre à cames 2.Vanne hydraulique 3.Commande moteur 4.Cible de capteur et capteur de position de l’arbre à cames 5.Cible de capteur et capteur de position du vilebrequin 1 EO > Échappement ouvert IO > Admission ouverte EC > Échappement fermé IC > Admission fermée 20 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Déphasage d’arbre à cames – système asservi L’arbre à cames est continuellement déphasé au moyen d’un système asservi en circuit fermé. Le système asservi est actionné par la pression d’huile moteur : Dans la commande moteur (3) l’angle théorique du temps de distribution des soupapes de remplacement des gaz se lit sur une cartographie établissant une relation avec l’état de charge, la température et la vitesse de rotation du moteur. L’angle réel du temps de distribution des soupapes de remplacement des gaz est calculé à partir des signaux émis par les capteurs de l’arbre à cames (4) et du vilebrequin (5) dans le bloc électronique du moteur (3) et comparé avec l’angle théorique. Si les angles théorique et réel divergent, le courant de la vanne hydraulique (2) sera modifié de manière à faire couler de l’huile hors du circuit d’huile moteur jusqu’à la chambre à huile du variateur d’arbre à cames (1) devant être agrandie et à renvoyer de l’huile hors de la chambre devant être rétrécie au réservoir l’huile. En relation avec le flux du débit d’huile on obtient un déphasage plus ou moins rapide de l’arbre à cames vers le vilebrequin ou un déphasage en avance ou en retard des temps de distribution des soupapes de remplacement des gaz. Le calcul de l’angle théorique et la comparaison avec l’angle réel dans le bloc électronique du moteur (3) sont effectués continuellement et à haute fréquence. Avantages des systèmes asservis : Les variations d’angles théoriques vont extrêmement vite Un calcul d’angle d’une extrême exactitude assure la constance de l’angle théorique. Brochure Technique Composants de commande de soupape | 21 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 4.4 Variateurs d’arbre à cames Il existe actuellement deux types de principes dans les applications en séries courantes : les variateurs de pistons axiaux et les variateurs à palettes. 1 2 3 4 Fonction d’un variateur de pistons axiaux La mise sous tension de l’électroaimant (7) assure que le tiroir hydraulique (8) – situé dans la partie hydraulique (6) de la vanne – régule le flux d’huile dans une des deux chambres à huile du variateur selon les besoins. Le pignon d’arbre à cames (1) et le moyeu de retenue (3) sont reliés ensemble par paire au moyen d’une rampe hélicoïdale. Le déportement axial du piston variateur (2) en tant qu’élément de raccord entre le pignon d’arbre à cames (1) et le moyeu de retenue (3) rend possible un déphasage relatif entre l’arbre à cames et le vilebrequin. L’angle typique de déphasage (C) est situé entre 20° et 30° sur l’arbre à cames et entre 40° et 60° sur le vilebrequin. Le piston variateur (2), qui sert à maintenir une position constante de l’angle, est sous pression hydraulique en marche asservie (B) ; il est sous pression d’huile aux deux extrémités. 7 Composants principaux d’un variateur de pistons axiaux 4.4.1 Variateurs de pistons axiaux Caractéristiques Les variateurs de pistons axiaux existent aussi bien pour les transmissions par chaîne que par courroie. Suivant la fonction et l’espace disponible, les conduites qui mènent huile aux chambres des variateurs sont plus ou moins bien étanchéifiées : Souvent, on emploie des joints (en acier ou en plastique) placés sur l’arbre à cames (à proximité du palier d’arbre à cames). En alternative, l’huile peut être transmise à l’arbre à cames par de simples rainures dans le roulement coulissant. Le montage du variateur de piston axial sur l’arbre à cames s’effectue au moyen d’une vis centrale. 1.Pignon d’arbre à cames 2.Piston variateur 3.Moyeu de retenue 4.Vis centrale 3 2 A.Position initiale B.Position asservie C.Angle de déphasage 1.Pignon d’arbre à cames 2.Piston variateur 3.Moyeu de retenue 4.Cible de capteur de position de l’arbre à cames 5.Joint 6.Vanne hydraulique, partie hydraulique 7.Vanne hydraulique, électroaimant 8.Poussoir hydraulique 9.Ressort I. Chambre reliée à la pression d’huile moteur II.Chambre décompressée/retour d’huile 8 9 1 6 B 4 C 5 A L’huile est acheminée par le premier palier de l’arbre à cames et l’arbre à cames. Une construction robuste, peu de fuites d’huile et une très grande exactitude de réglage caractérisent ce type de variateur. 22 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Brochure Technique Composants de commande de soupape | 23 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 4.4.2Variateurs à palettes Principaux composants du variateur à palettes Caractéristiques A A 1 Il existe des variateurs à palettes aussi bien pour les transmissions par chaîne (A) que pour les transmissions par courroie (B). Le stator (1) est relié au vilebrequin par l’entraînement de la distribution et le rotor (2) est relié à l’arbre à cames au moyen de la vis centrale. Le rotor (2) est placé entre deux butées de déphasage angulaire limité dans le stator (1). Les angles de déphasage typiques sont situés entre 20° et 30° sur l’arbre à cames et entre 40° et 60° sur le vilebrequin. En s’associant avec les segments du stator (1), les « palettes » (3) plantées et en même temps montées sur ressort dans le rotor forment des chambres à huile qui sont complètement remplies d’huile pendant la marche. La transmission du couple du stator (1) sur le rotor (2) se produit par l’intermédiaire des « palettes » (3) sous pression hydraulique. Le nombre typique de « palettes » est de 3 et 5, selon les exigences de rapidité de variation et la sollicitation du système en général. Un élément de verrouillage (4) tient l’entrée et la sortie de l’entraînement fermement reliées entre elles pendant le démarrage du moteur. Il est déverrouillé sous pression hydraulique dès que le variateur doit être déphasé par rapport à la position initiale. 4.4.3Différences entre les variateurs à chaîne et à courroie Le variateur à courroie (B) doit être étanche à cent pour cent vers l’extérieur. Ceci n’est pas nécessaire pour le variateur à chaîne (A) car la transmission par chaîne est elle-même étanchéifiée par un couvercle. L’étanchéité du variateur à courroie est assurée par des joints situés dans le variateur, par le couvercle situé à l’arrière qui sert de surface de contact avec la bague d’étanchéité, et par l’obturateur situé à l’avant qui isole le variateur après le montage de la vis centrale. 3 4 2 Il existe différentes versions de « pistes », selon les exigences de la chaîne de distribution ou de la courroie dentée. Variateur à palettes de transmission par chaîne Variateur de transmission par chaîne B B 3 1 Variateur de transmission par courroie 2 Variateur à palettes de transmission par courroie 1.Stator (pignon d’arbre à cames) 2.Rotor (moyeu de retenue) 3.« Palettes » 4.Élément de verrouillage 24 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Brochure Technique Composants de commande de soupape | 25 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 4.4.4Différences entre le déphasage de l’admission et de l’échappement A.Position initiale Déphasage de l’admission par variateur à palettes de transmission par chaîne Variateur en position initiale (A) Le temps de distribution de la soupape est réglé sur « retard ». L’élément de verrouillage (4) est enclenché. En même temps, la pression d’huile exercée unilatéralement sur les « palettes » (3) dans la chambre d’huile (B) les maintient contre la butée finale. 1.Stator 2.Rotor 3.« Palettes » 4.Élément de verrouillage B.Position en marche asservie Chambres A. et B. I. Chambre reliée à la pression d’huile moteur II.Chambre décompressée / retour d’huile La vanne hydraulique est mise en marche sans courant. 4 Variateur en marche asservie (B) La vanne hydraulique est mise sous tension électrique. L’huile est conduite dans la deuxième chambre (A). En arrivant dans la chambre, l’huile déverrouille l’élément de verrouillage (4) et impose au rotor (2) un mouvement de déphasage. L’arbre à cames est déphasé « en avance ». B 1 A 1 3 2 Pour maintenir le système dans une position intermédiaire, la vanne hydraulique est placée en position dite asservie. Toutes les chambres à huile sont ainsi presque fermées. Seule la fuite pouvant éventuellement se produire est rattrapée. B B A A A 4 2 Déphasage de l’échappement par variateur à palettes de transmission par courroie A.Position initiale Variateur en position initiale (A) Le temps de distribution de la soupape est réglé sur « avance » ou « retard ». L’élément de verrouillage est enclenché. Le frottement de surface de l’arbre à cames freine en direction « retard ». Le ressort en spirale (7) dispose d’un couple plus important que le couple de frottement de l’arbre à cames. 1.Stator 2.Rotor 3.Joints 4.Couvercle, face arrière 5.Bague d’étanchéité 6.Obturateur avant 7.Ressort 8.Couvercle 9.Flasque B.Position asservie Le ressort en spirale (7) est placé dans le couvercle (8) et relié au centre avec le rotor (2) au moyen d’une flasque (9) se trouvant dans le système de fermeture par vis centrale. I. Chambre reliée à la pression d’huile moteur II.Chambre décompressée/retour d’huile Variateur en marche asservie (B) La vanne hydraulique est mise sous tension électrique. L’huile est conduite dans la deuxième chambre (A). En arrivant dans la chambre, l’huile déverrouille l’élément de verrouillage et impose au rotor (2) un mouvement de déphasage. L’arbre à cames est déphasé « en retard ». A B B 1 2 3 8 1 5 9 6 2 7 B A 4 P B T A P T Variateur à palettes de transmission par chaîne Variateur à palettes de transmission par courroie 26 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Brochure Technique Composants de commande de soupape | 27 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 4.5 Vanne hydraulique Caractéristiques La soupape est compacte, mais montée de manière modulaire, ce qui permet d’effectuer les modifications nécessaires pour l’adapter à chaque cas. La position et la forme de la fiche et de la bride de vissage, de même que l’alimentation (latérale ou frontale) en huile sous pression et la position des joints entre la partie hydraulique « mouillée » et la zone « sèche » de la fiche présentent une grande souplesse de représentation. La vanne hydraulique existe en deux variantes de solution à enficher : 4.5.1 Vanne à tiroir 1 B A 2 P T directement intégrée à la tête du cylindre, montée sur un carter intermédiaire. La soupape est connectée électriquement au bloc électronique du moteur. Le tiroir hydraulique est logé dans une perforation raccordée à l’alimentation en huile, à la chambre de travail du variateur d’arbre à cames ainsi qu’au retour d’huile. Le tiroir est sollicité axialement par un ressort en direction de la position initiale et poussé contre la force de ce ressort quand le courant passe par l’électro-aimant. Le flux et le retour d’huile des deux chambres se modifie. Dans la position dite asservie, toutes les conduites d’huile sont presque fermées si bien que le rotor dans le variateur d’arbre à cames est tendu de manière rigide. Principaux composants d’une vanne à tiroir 1.Électroaimant 2.Partie hydraulique La vanne hydraulique existe en version soupape proportionnelle à 4 branchements, chacun étant connecté avec : P.Pompe à huile T.Retour d’huile Chambre de travail A. du variateur d’arbre à cames Chambre de travail B. du variateur d’arbre à cames 28 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Fonctionnement d’une vanne à tiroir Lorsque l’électroaimant (1) est mis sous tension électrique, il déplace le tiroir de commande intérieur (2) contre le ressort tendu dans la partie hydraulique de la vanne et déclenche ainsi la pression d’huile entre les chambres de travail (A) et (B). La chambre de travail qui n’est pas mise sous pression d’huile est reliée au retour d’huile (T). Pour fixer une position de temps de distribution, la vanne est maintenue en position dite moyenne, dans ce cas, presque tous les branchements sont déconnectés entre eux. A.Position initiale B.Position asservie C.Angle de came 1.Électroaimant 2.Tiroir de commande 3.Arrivée chambre à huile 4.Retour T. 5.Bloc électronique du moteur 6.Connexion au capteur du vilebrequin 7.Connexion au capteur de l’arbre à cames I. Chambre reliée à la pression d’huile moteur II.Chambre décompressée/ retour d’huile 1 2 A B B C 4 P T A 7 6 5 B 3 A Brochure Technique Composants de commande de soupape | 29 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 4.5.2 Clapet central P T B A T 2 1 Composants principaux du clapet central 1.Partie hydraulique 2.Électroaimant Caractéristiques L’aimant central est positionné co-axialement devant le clapet central. Le clapet central est vissé dans l’arbre à cames. Le variateur d’arbre à cames est solidement fixé à l’arbre à cames (soudure). Les distances courtes parcourues par l’huile entre le clapet central et le variateur d’arbre à cames assurent des pertes réduites en pression d’huile et des vitesses de variation élevées. Le clapet central existe en version de soupape proportionnelle à 5 branchements, chacun étant connecté avec : Pompe à huile P. Retour d’huile T. (2x) Chambre de travail A. du variateur d’arbre à cames Chambre de travail B. du variateur d’arbre à cames Fonctionnement Lors de la mise sous tension électrique d’un électroaimant (2) monté co-axialement, celui-ci déplace le tiroir de commande intérieur contre le ressort tendu dans la partie hydraulique de la vanne et déclenche ainsi la pression d’huile entre les chambres de travail. La chambre de travail qui n’est pas mise sous pression d’huile est connectée au retour d’huile. Pour fixer une position de temps de distribution, la vanne est maintenue en position dite moyenne, dans ce cas, presque tous les branchements sont déconnectés entre eux. 30 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Brochure Technique Composants de commande de soupape | 31 5.MAINTENANCE ET SERVICE Important : Veiller à maintenir la PROPRETÉ pour éviter les disfonctionnements dus aux corps étrangers ! Les plus minuscules particules de saleté peuvent altérer le fonctionnement des composants et entraîner une panne générale ! Veiller à monter les pièces correctement (calotte sur rotule et surface d’appui de la soupape sur la tige de soupape). Les culbuteurs requérant des montages différents, veiller à la position de montage (coude). En raison de leur précision d’ajustage, ne pas démonter les composants hydrauliques de rattrapage de jeu aux soupapes. Ne remplir les moteurs qu’avec des huiles homologuées. 5.2Remplacement du poussoir hydraulique Poussoir mécanique avec pastille d’ajustage en haut Si les dimensions d’ajustage mesurées diffèrent des instructions du fabricant (jeu aux soupapes trop petit ou trop grand), remplacer la pastille d’ajustage correspondante (pas besoin de démonter l’arbre à cames !). 5.1 Remplacement du poussoir mécanique Lors de la première monte, toutes les tolérances de fabrication entre le cercle de base des cames et le siège de soupape sont rattrapées par des pastilles de réglage de différentes épaisseurs. Important : Une fois l’ajustage effectué, il doit y avoir un jeu de base défini entre le cercle de base des cames et la pastille d’ajustage. Ce jeu de base sert à compenser les changements de longueur de la distribution par soupapes : par dilatation thermique par tassement par usure Poussoir mécanique avec pastille d’ajustage en bas Si les dimensions d’ajustage mesurées diffèrent des instructions du fabricant (jeu aux soupapes trop petit ou trop grand), remplacer la pastille d’ajustage correspondante (démonter l’arbre à cames et le godet !). Important : Le remplacement de tous les composants hydrauliques doit être effectué conformément aux instructions du fabricant. Les méthodes présentées ici sont applicables à tous les types en général. Il n’y a pas deux poussoirs hydrauliques semblables ! Certaines variantes paraissent présenter les mêmes dimensions au premier abord et sont complètement différentes à l’intérieur, c.-à-d. que les poussoirs hydrauliques ne sont pas remplaçables au pied levé. Les causes en sont les suivantes : différents temps de descente de l’élément hydraulique dosage de la quantité d’huile autre spécification de l’huile autre propriété de surface du fond du godet (p.ex. durci ou nitraté) différentes pressions d’huile sorte de poussoir (poussoir laby rinthe, poussoir anti-fuites ou poussoir avec changement de direction intérieur) différentes tensions de ressort du clapet anti-retour différentes levées (longueur en mm) 5.3Remplacement du linguet avec élément d’appui hydraulique Pour éviter les réparations à répétition et des coûts élevés pour le client, toujours monter des kits linguet complets en cas de maintenance. Si une nouvelle butée est montée sans remplacement du linguet, la relation de contact entre la calotte du linguet et la tête de l’élément d’appui sera défavorable et conduira à une usure accrue. Important : La différence entre les divers éléments d’appui hydrauliques réside la plupart du temps dans le temps de descente. Monter un élément d’appui hydraulique incorrect avec un linguet peut provoquer des disfonctionnements graves de la distribution par soupapes du moteur – allant jusqu’à la panne capitale du moteur. 5.4Remplacement du culbuteur avec appui hydraulique enclipsable Les culbuteurs endommagés doivent être remplacés avec leur appui hydraulique enclipsable ! Les causes en sont les suivantes : Le logement du culbuteur est exactement adapté au diamètre extérieur de l’appui hydraulique enclipsable (gabarit). L’appui hydraulique enclipsable ne se détache que difficilement du culbuteur et « en employant la force » (p. ex. avec une pince) ce qui « déforme », et donc endommage, le logement de l’appui hydraulique enclipsable. Si les perforations ou les conduites d’arrivée d’huile sont bouchées par des dépôts d’huile ancienne, l’alimentation en huile de l’appui hydraulique enclipsable n’est plus assurée. Le rouleau de came (roulement à aiguilles) du culbuteur est soumis à une usure permanente de par son contact avec les cames de l’arbre à cames. Important : La différence entre les différents appuis hydrauliques enclipsables réside principalement dans le temps de descente. Si un appui hydraulique enclipsable incorrect est monté avec un culbuteur, il peut provoquer une panne capitale du moteur. Poussoir mécanique avec fond échelonné Si les dimensions d’ajustage mesurées diffèrent des instructions du fabricant (jeu aux soupapes trop petit ou trop grand), remplacer le godet correspondant (démonter l’arbre à cames !). 32 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Brochure Technique Composants de commande de soupape | 33 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 5.5 Notice explicative générale pour les garages Cette notice contient des explications générales à observer par les garages lors du montage de la distribution par soupapes. Parallèlement, les instructions du fabricant devront être prises en compte dans tous les cas. les dimensions et l’ordre des rainures à huile. De manière générale, n’utiliser que les éléments hydrauliques indiqués dans les listes ou les catalogues de pièces détachées. Attention : veiller à ce que les poussoirs hydrauliques de dimensions standard ne soient pas montés dans des perforations surdimensionnées de la tête de cylindre ! Remplacement après 120.000 km Lors de la révision d’un moteur ayant marché plus de 120.000 km, les composants hydrauliques de rattrapage Remplissage des composants hydrauliques Les éléments de rattrapage hydrauliques vendus sur le marché des pièces de rechange sont partiellement remplis de jeu aux soupapes doivent en général être remplacés. En raison de leur taux de tolérance serré, la limite d’usure des composants hydrauliques est en général déjà dépassée au terme de cette durée de marche. en usine avec le volume d’huile requis ou avec une quantité d’huile suffisante pour la phase d’admission. En présence d’éléments de rattrapage partiellement remplis, la hauteur du piston hydraulique se règle automatiquement à la dimension requise lors du premier démarrage du moteur révisé. Durant ce bref laps de temps, le système se purge de lui-même, mais provoque, contrairement à un élément de rattrapage suffisamment rempli, des cliquetis dans la zone de la tête de cylindre qui durent jusqu’à ce que le niveau d’huile requis soit atteint au terme d’un cycle d’huile moteur. Les éléments hydrauliques étant livrés en position de transport, ils s’abaissent seulement après le montage et la sollicitation par l’arbre à cames à leur position individuelle de montage. Durant ce laps de temps, l’arbre à cames ne doit pas être tourné. Habituellement, à température ambiante, la phase de descente dure entre 2 et 10 minutes. Ensuite, l’arbre à cames peut être tourné ou le moteur démarré. Remplacement toujours en kit En cas de défectuosité d’un ou de plusieurs composants hydrauliques de rattrapage de jeu aux soupapes, toujours effectuer le remplacement d’un kit complet. Le remplacement de quelques composants isolés ne garantit plus la levée uniforme des soupapes, en raison des différentes pressions de l’huile de fuite. Cela peut entraîner des pannes de fermeture de la soupape et griller le siège de soupape. Pour éviter les réparations à répétition et des coûts élevés pour le client, toujours monter un kit linguet complet en cas de réparation. Nouvel arbre à cames – nouveaux poussoirs hydrauliques Le remplacement des poussoirs hydrauliques doit toujours être accompagné du remplacement de l’arbre à cames et inversement. Compte tenu de la surface de portance du fond du poussoir et de la piste de came, une combinaison de composants neufs avec des composants déjà usagés ne garantirait pas une longue durée de vie. Choix des composants hydrauliques Les principaux critères de sélection des composants hydrauliques sont toujours la longueur de montage effective (qui ne correspond pas obligatoirement à la longueur totale du composant hydraulique), le diamètre extérieur ainsi que Instructions générales de montage vider l’huile moteur nettoyer le système de lubrification, surtout les conduites d’huile allant vers les composants hydrauliques, éventuellement démonter et nettoyer le carter d’huile et le filtre à huile monter un nouveau filtre à huile rectifier le niveau d’huile et vérifier l’alimentation en huile compléter la tête de cylindre attendre la fin de la phase de descente des éléments hydrauliques jusqu’à ce que l’arbre à cames puisse être tourné ou le moteur démarré. 34 | Brochure Technique Composants de commande de soupape 5.6Conseils de purge des éléments hydrauliques du rattrapage du jeu aux soupapes dans le moteur 5.7Recommandations de remplacement des variateurs d’arbres à cames Dans certaines conditions de marche (démarrages répétés / démarrage à froid / première monte du moteur) des bruits peuvent se produire dans la distribution par soupapes. Une purge rapide des chambres à haute pression et compensatrice est possible en observant les recommandations suivantes : Faire tourner le moteur pendant env. 4 minutes à un régime constant d’env. 2.500 tr/min ou en changeant de régime (entre 2.000 et 3.000 tr/min). Pige de calage Certains variateurs d’arbre à cames sont équipés d’une pige de calage. Lors du montage, veiller à ce que la pige soit alignée à la perforation correspondante dans l’arbre à cames, sinon, le variateur se renverse. Le variateur ne fonctionne pas et la courroie ou la chaîne ne sont pas correctement guidées. Faire ensuite tourner le moteur à vide pendant env. 30 secondes. Si la distribution par soupapes ne fait plus de bruit, l’élément hydraulique est purgé. Si la distribution par soupapes fait encore du bruit, répéter les deux premières étapes. Bague d’étanchéité Lors du remplacement du variateur d’arbre à cames, remplacer impérativement aussi la bague d’étanchéité, qui isole le point de jonction entre l’arbre à cames et le bloc moteur. Vis centrale (a) Lors du remplacement du variateur d’arbre à cames, remplacer aussi la vis centrale, qui relie le variateur avec l’arbre à cames. Le couple de serrage, variable selon le constructeur automobile, doit être impérativement observé pour éviter une déformation plastique de la vis. Il est donc interdit de la réutiliser. Dans 90 % des cas, le problème est résolu dès le premier cycle de marche. Dans certains cas exceptionnels, il se peut que le cycle de marche ci-dessus doive être répété 5 ou 6 fois. Si après la 5e fois on entend encore nettement des bruits provenant de la distribution par soupapes, il est recommandable de remplacer les éléments concernés et d’effectuer des vérifications supplémentaires. Vis de fermeture (b) Lors du remplacement du variateur d’arbre à cames, remplacer aussi la vis de fermeture, qui isole le variateur vers l’extérieur. Elle est équipée d’un joint qui peut avoir été endommagé lors du desserrage de la vis. a b Brochure Technique Composants de commande de soupape | 35 6.DIAGNOSTIC DE DOMMAGES/ ÉVALUATION DE DOMMAGES 6.1 Évaluation générale de dommages 6.1.2 Bruits du moteur chaud 6.2 Saleté résiduelle Des processus d’usure abrasive et adhésive se produisent chez des partenaires de frottement métalliques dans des conditions de frottement mixtes. Ces deux mécanismes d’usure ainsi que l’usure par fatigue, qui conduit à une corrosion de type pitting à la surface, entraînent souvent une panne générale des partenaires de frottement. L’usure peut également provenir des types de corrosion les plus divers. Les bruits du moteur chaud sont souvent dus à une alimentation insuffisante en huile. Les causes possibles sont les suivantes : le piston hydraulique est coincé par de l’huile encrassée le niveau d’huile moteur est trop haut ou trop bas, ce qui fait mousser l’huile il y a des fuites côté aspiration de la pompe d’huile la pression d’huile est trop basse suite à des fuites dans les conduites d’huile Lors de la vérification de pièces faisant objet de réclamations, on constate souvent la présence en grandes quantités de particules de saleté résiduelle. Ces particules de saleté résiduelle, p. ex. l’aluminium, proviennent de l’usinage de la tête de cylindre. Abrasion signifie en général érosion ou grattage L’adhésion peut survenir quand les corps sont en contact direct. L’usure est déterminée par de nombreux paramètres : matériaux (association de matériaux, traitement thermique, revêtement) géométrie de contact (macrogéométrie / microgéométrie, exactitude de la forme, rugosité, part de portance) sollicitation (forces, couples, pression hertzienne) disposition cinématique (vitesse relative, vitesse hydrodynamique, pression de surface) lubrification (huile, viscosité, quantité, part d’additifs, encrassement, vieillissement) 6.1.1 Bruits pendant la phase de chauffage En général, les bruits produits pendant la phase de chauffage du moteur ne donnent pas lieu à réclamation. Il se peut que quelques soupapes soient restées en position ouverte pendant l’arrêt du moteur et que l’élément de rattrapage hydraulique soit mis sous pression par le ressort de soupape. L’huile pressée hors de la chambre de haute pression sera complétée progressivement pendant la phase de chauffage du moteur. Le coussin d’air présent dans l’élément hydraulique au cours de cette phase est comprimé et produit ces cliquetis provisoires. À l’état neuf, la surface de démarrage phosphatée du fond du godet présente un contour bombé chez les poussoirs Volkswagen. Cette couche va s’usant pendant les opérations d’entrée. Le critère d’évaluation de l’usure d’un poussoir godet n’est donc pas l’aspect de la structure portante du revêtement, mais le contour du fond du godet. S’il présente une surface concave après un certain temps de marche, il faudra remplacer tous les poussoirs en même temps que l’arbre à cames. 6.1.3 Bruits de « pompage » Les causes possibles sont les suivantes : ressorts de soupape défectueux, fatigués ou incorrects (détermination incorrecte des pièces détachées) défauts des guidages des soupapes ou des tiges de soupapes moteur emballé En conséquence de quoi, les surfaces de contact de la distribution par soupapes marchant ensemble se décollent, entraînant une levée disproportionnée du piston. Il s’ensuit que l’huile ne peut pas être évacuée en quantité suffisante pendant le bref laps de temps de mise sous pression de l’élément hydraulique. Conséquence : La soupape ne se ferme pas complètement, pouvant causer une perte de puissance et griller la soupape. Une soupape reposant sur le fond du piston peut causer en outre une panne sérieuse du moteur. Les tolérances extrêmement serrées provoquent des réactions très sensibles des éléments de rattrapage à l’encrassement de l’huile moteur. Outre l’usure accrue des pièces mobiles, les particules de saleté provoquent des cliquetis dans le système hydraulique de rattrapage du jeu aux soupapes. 36 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Examen visuel Les composants hydrauliques présentant des endommagements visibles, tels que stries, rayures ou traces de grippage, doivent impérativement être remplacés. Contrôler également la surface de contact dans la distribution par soupapes. Examiner particulièrement le fond des poussoirs hydrauliques. Cette surface de contact est un des points du moteur les plus sollicités par la pression. Résidus d‘aluminium provenant de l‘usinage de la tête de cylindre Mais souvent aussi, on trouve des peluches de chiffons de nettoyage ou des résidus de combustion de moteurs diesel dans l’huile moteur. Résidus de combustion de moteurs diesel 6.3Évaluation de dommages sur les composants de distribution par soupapes Examen manuel Simple à réaliser en garage, mais pertinent, l’examen manuel d’un élément hydraulique de rattrapage du jeu aux soupapes consiste à le comprimer à la main. Un élément rempli ne peut pas être comprimé rapidement à la main. Cet examen doit cependant être effectué avec précaution car de l’huile pourrait être pressée par la fente d’huile de fuite. Si l’élément rempli se presse rapidement et sans grand effort, il faut impérativement le remplacer. Un examen exact du fonctionnement des éléments hydrauliques n’est possible autrement qu’en ayant recours à des institutions effectuant des tests et examens importants. Ces examens comprennent entre autres la détermination du taux de descente qui ne peut être effectuée que directement par le fabricant. Important : L’examen de composants hydrauliques supposés défectueux doit être effectué conformément aux instructions du fabricant respectif. Les méthodes présentées ici sont applicables à tous les types en général. Brochure Technique Composants de commande de soupape | 37 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 6.3.1 Évaluation de dommages sur les poussoirs 6.3.2 Évaluation de dommages sur les linguets Usure normale aspect normal de marche d’un poussoir les traces circulaires proviennent de la rotation du poussoir et ne prêtent pas à objection Mesure : Pas de mesure à prendre – l’aspect du poussoir est correct. Traces d’usure sur le linguet et l’élément d’appui Usure accrue Perspective des figures a) à d) traces d’usure marquées au fond du godet un tel aspect signale une érosion élevée du matériau par usure du fond du godet Mesure : Remplacer le poussoir et l’arbre à cames. Usure normale a Usure accrue Usure fortement marquée Usure adhésive et abrasive conduisant à la panne générale Mesure : Remplacer le poussoir. Un examen approfondi de la position de l’arbre à cames s’impose. b trace de lissage polie dans la zone de contact avec la calotte du linguet traces d’usure normales réparties sur la durée de marche Trace de lissage polie dans la zone de contact avec la rotule Le carter du poussoir et la perforation de guidage présentent des stries Cause : trop grande part de saletés résiduelles dans l’huile moteur Conséquence : le poussoir se coince dans l’alésage. Mesure : nettoyer le moteur (rinçage) veiller à la propreté en montant le nouveau poussoir Mesure : pas de mesure à prendre – l’aspect de portance est correct. Poussoir 38 | Brochure Technique Composants de commande de soupape c d Usure abrasive fortement marquée de taille critique sur la rotule ; l’usure a entraîné une modification de la forme géométrique de la rotule. Usure abrasive fortement marquée de taille critique sur a calotte ; l’usure a entraîné une modification de la forme géométrique de la calotte. Mesure : remplacer l’élément d’appui hydraulique et le linguet correspondant. Logement de poussoir Brochure Technique Composants de commande de soupape | 39 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages Traces d’usure sur l’appui de soupape du linguet mauvaise qualité Traces d’usure sur l’anneau extérieur du rouleau de came a b c d Perspective des figures a) et b) Perspective des figures c) et d) Usure normale Usure normale légères traces de lissage de l’appui de soupape dues au mouvement relatif entre le linguet et la soupape traces d’usure normales réparties sur la durée de marche a Mesure : pas de mesure à prendre – l’aspect de portance est correct. le diamètre extérieur du rouleau de came ne présente pas d’usure visible. Les traces circulaires sont normales et proviennent de petits corps étrangers entre le rouleau de came et la came. traces d’usure normales réparties sur la durée de marche c Usure fortement marquée usure abrasive fortement marquée de l’appui de soupape les arêtes nettement marquées au bord de la zone de contact signalent une usure profonde sur quelques dixièmes et plus. une prolongation du temps de marche présenterait un risque de rupture du levier. b Disfonctionnement dans l’élément d’appui a b c d Traces d’usure sur l’axe du rouleau de linguet Mesure : Remplacer l’élément d’appui hydraulique et le linguet correspondant. Contrôler la tige de soupape. Mesure : pas de mesure à prendre – l’aspect de portance est correct. Usure fortement marquée Usure fortement marquée du diamètre extérieur du rouleau de came présentant une géométrie nettement modifiée du rouleau de came. d Mesure : remplacer l’élément d’appui hydraulique et le linguet correspondant. Contrôler également la position de l’arbre à cames correspondant. Contrôle du jeu radial du goujon de rouleau Clapet anti-retour de l’élément d’appui Le jeu radial est relativement simple à déterminer en faisant bouger le rouleau de came en direction radiale vers le haut et le bas. Si le jeu radial présente un jeu de plusieurs dixièmes, la zone de charge du goujon de rouleau est usée et le linguet doit être remplacé. Cause : corps étrangers encrassant l’huile moteur amenés par le flux d’huile dans l’élément de rattrapage du jeu aux soupapes. Usure fortement marquée Usure fortement marquée dans la zone de charge du goujon de rouleau. Attention ! La garantie du fabricant est annulée si des pièces ont été désassemblées par le garage durant ce laps de temps ! En raison de la précision requise de l’élément d’appui hydraulique, les pièces désassemblées ne doivent plus être remontées car leur fonctionnement ne peut plus être garanti. Conséquence : le clapet anti-retour ne travaille plus correctement. Usure en stade final : les aiguilles situées dans le goujon de rouleau ne sont plus fixées. Mesure : remplacer l’élément d’appui hydraulique et le linguet correspondant. 40 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Brochure Technique Composants de commande de soupape | 41 1.Histoire 2.La distribution par soupapes 3.Construction et mode d’action des composants de distribution par soupapes 4.Systèmes de déphasage de l’arbre à cames 5.Maintenance et service 6.Diagnostic de dommage/ évaluation des dommages 6.3.3 Évaluation de dommages sur le variateur d’arbre à cames Cliquetis au niveau du variateur lors du démarrage moteur Cause : le jeu de verrouillage est trop important Mesure : La vanne hydraulique ne fonctionne pas Cause : les corps étrangers se trouvant dans l’huile moteur empêchent le piston de la vanne hydraulique de travailler correctement, le piston se coince. faux contact du connecteur de la vanne hydraulique remplacer le variateur. Mesure : Le variateur ne travaille pas ou seulement partiellement Cause : l’huile moteur est encrassée ou sale Mesure : nettoyer le moteur (rinçage) et faire une vidange d’huile remplacer le variateur remplacer la vanne hydraulique contrôler ou réviser le connecteur Remarque : Si le piston de la vanne hydraulique n’atteint pas les positions finales requises, le bloc électronique du moteur envoie un signal de défaut (« L’angle théorique n’est pas réalisé »). 42 | Brochure Technique Composants de commande de soupape Brochure Technique Composants de commande de soupape | 43 75/102 R477/0.2,5/7.2011/MA-F Egon von Ruville GmbH Billbrookdeich 112 • 22113 Hambourg • Allemagne Tél. : +49 (0)40 73344 - 0 • Fax : +49 (0)40 73344 - 199 [email protected] • www.ruville.de