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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
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