Presque tous les moteurs à combustion interne à pistons à quatre temps disposent d'un mécanisme de distribution de gaz basé sur l'arbre à cames.Tout sur les arbres à cames, leurs types existants, leur conception et leurs caractéristiques de travail, ainsi que le choix et le remplacement corrects des arbres, lisez l'article proposé.
Le but de l'arbre à cames et sa place dans le groupe motopropulseur
L'arbre à cames (RV, arbre à cames) est un composant du mécanisme de distribution de gaz (synchronisation) des moteurs à combustion interne à piston à quatre temps qui contrôle le processus d'échange gazeux ;Un arbre métallique avec des cames moulées d'un profil spécial, qui assure l'ouverture et la fermeture des soupapes afin d'introduire un mélange combustible ou de l'air dans le cylindre et d'évacuer les gaz d'échappement en fonction du mouvement des pistons et du fonctionnement de tous. cylindres.
La distribution est l'un des principaux systèmes du moteur à combustion interne alternatif, grâce à elle, l'alimentation en mélange air-carburant (dans les moteurs à carburateur) ou en air (dans les injecteurs et les moteurs diesel) vers les cylindres est assurée, et les gaz d'échappement sont libéré des cylindres qu'à des moments strictement définis.L'échange de gaz est effectué au moyen de vannes intégrées à chaque cylindre, et leur entraînement et leur synchronisation du travail avec le mécanisme à manivelle et d'autres systèmes du groupe motopropulseur sont effectués par une seule partie - l'arbre à cames.
Le RV se voit confier un certain nombre de fonctions clés :
● Actionneur (direct ou indirect via des pièces intermédiaires) des soupapes d'admission et d'échappement ;
● Assurer le fonctionnement synchrone de la synchronisation avec les autres systèmes de l'unité de puissance ;
● Assurer l'ouverture et la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement conformément au calage des soupapes spécifié (pour l'admission et l'échappement des gaz à un certain angle de rotation du vilebrequin par rapport au PMH et au début/fin des courses) ;
● Dans certains cas, l'entraînement de divers mécanismes et organes, y compris ceux travaillant de manière synchrone avec la distribution (interrupteur-distributeur d'allumage, pompe à huile, etc.).
Le rôle principal joué par le RV est de contrôler le fonctionnement des soupapes de distribution conformément aux phases de calage des soupapes de conception de cette unité de puissance particulière.Grâce à sa conception spéciale, l'arbre à cames assure l'ouverture et la fermeture de toutes les soupapes uniquement au bon moment, règle les angles de leur chevauchement à certaines courses, etc. Un arbre à cames usé, déformé ou endommagé perturbe le fonctionnement du groupe motopropulseur ou complètement le désactive, un tel arbre nécessite un remplacement immédiat.Mais avant d'acheter une nouvelle pièce, vous devez comprendre les types de véhicules récréatifs existants, leur structure et leur applicabilité.
Types, structure et caractéristiques des arbres à cames
En général, le RV est réalisé sous la forme d'un arbre métallique de petit diamètre, sur lequel sont formés plusieurs éléments :
● Cames ;
● Soutenir les cous ;
● Entraînement par engrenages et/ou excentriques de divers mécanismes ;
● Chaussette pour le montage de la poulie motrice/engrenage.
Les principaux éléments de l'arbre à cames sont des cames dont le nombre dans un moteur sans mécanisme de changement de phase correspond au nombre total de soupapes (aussi bien à l'admission qu'à l'échappement).Les cames ont un profil complexe en forme de goutte, lorsque le RV tourne, les cames entrent et sortent des poussoirs, fournissant ainsi un entraînement de soupape.En raison des particularités du profil de la came, on obtient non seulement l'ouverture et la fermeture des vannes, mais également leur maintien à l'état ouvert pendant un certain temps, leur chevauchement selon les phases, etc.
Les sommets de toutes les cames sont décalés les uns par rapport aux autres, ce qui garantit le fonctionnement séquentiel de tous les cylindres conformément à l'ordre déterminé pour un groupe motopropulseur particulier.Dans le RV pour moteurs à quatre cylindres, les sommets des cames d'un cylindre sont décalés de 90 degrés, pour les moteurs à six cylindres - de 60 degrés, pour les moteurs à huit cylindres en forme de V - de 45 degrés, etc. vous pouvez souvent trouver des exceptions en raison des caractéristiques de conception du moteur.
Le RV est installé dans le bloc ou la tête du moteur au moyen de tourillons de support dans des trous ou des lits spécialement conçus.Le RV repose sur des roulements démontables (chemises) ou monoblocs (bagues) en alliages spéciaux à faible coefficient de frottement.Des trous sont pratiqués dans les roulements pour fournir de l'huile moteur aux tourillons à partir du système de lubrification générale du moteur.Dans le roulement de l'un des tourillons (généralement avant ou arrière), une bague de butée ou un autre dispositif de verrouillage est réalisé pour empêcher les mouvements axiaux du RV.
Dans n'importe quel endroit pratique du camping-car, un engrenage hélicoïdal ou un excentrique peut être formé pour entraîner diverses unités.À l'aide d'un engrenage, l'entraînement de la pompe à huile ou du distributeur est généralement réalisé, et à l'aide d'un excentrique, l'entraînement de la pompe à huile est réalisé.Sur certains types de VR, ces deux éléments sont présents, sur les moteurs modernes, au contraire, ces éléments ne sont pas présents du tout.
Devant l'arbre se trouve un orteil sur lequel une poulie d'entraînement ou un engrenage est monté au moyen d'une clavette et d'un boulon.Un contrepoids amovible peut également être situé ici, qui assure l'équilibrage de l'arbre à cames en présence d'un excentrique d'entraînement de pompe ou d'autres pièces asymétriques sur celui-ci.
Les camping-cars sont divisés en plusieurs groupes selon la méthode d'installation et la quantité dans un moteur, le type d'entraînement, l'applicabilité dans divers types de synchronisation et certaines caractéristiques de conception.
Selon la méthode d'installation, les arbres à cames sont divisés en deux groupes principaux :
● Installation directement dans le bloc moteur (moteurs avec arbre inférieur) ;
● Installation en tête de bloc (moteurs à arbre aérien).
Habituellement, il n'y a pas d'éléments supplémentaires dans les arbres inférieurs, leur lubrification est effectuée grâce au brouillard d'huile dans le carter et à l'apport d'huile sous pression aux tourillons de support à travers les bagues.Dans les arbres supérieurs, il y a souvent un canal longitudinal et un perçage transversal est effectué dans les tourillons de support - cela garantit que les tourillons sont lubrifiés en appliquant de l'huile sous pression.
Arbres à cames de différents types de moteurs
Le moteur peut avoir un ou deux RV, dans le premier cas, un arbre assure l'entraînement de toutes les soupapes, dans le second cas, un arbre assure l'entraînement uniquement des soupapes d'admission, le second - uniquement des soupapes d'échappement.En conséquence, sur le RV total, le nombre de cames correspond au nombre de toutes les vannes, et sur chacun des RV séparés, le nombre de cames est la moitié du nombre total de vannes.
Le RV peut être entraîné par une courroie, une chaîne ou un engrenage directement connecté au pignon du vilebrequin.Aujourd'hui, les deux premiers types d'actionneurs sont le plus souvent utilisés, car l'entraînement par engrenages est moins fiable et difficile à régler (il nécessite un démontage important de l'ensemble pour les phases de réglage ou pour la réparation).
Enfin, tous les camping-cars peuvent être divisés en deux groupes selon le type de mécanisme de distribution de gaz dans lequel ils peuvent fonctionner :
● Pour les moteurs à calage conventionnel ;
● Pour les unités avec distribution à calage variable des soupapes.
Dans les arbres à cames du deuxième type, il peut y avoir des cames supplémentaires, décalées d'un petit angle par rapport à la came principale - avec leur aide, les soupapes sont entraînées lorsque la phase change.De plus, ces arbres peuvent avoir des éléments spéciaux pour tourner, déplacer toute la pièce le long de l'axe, etc.
Les RV de tous types et conceptions sont en acier ou en fonte, les surfaces des cames des RV en acier subissent en outre un traitement thermique (trempe avec des courants à haute fréquence), les cames des RV en fonte sont blanchies (blanchiment en augmentant la vitesse de refroidissement de la pièce moulée) - cela permet d'augmenter la résistance à l'usure des pièces.Les arbres finis sont équilibrés pour réduire les faux-ronds, et ensuite seulement sont installés sur le moteur ou envoyés aux chaînes de vente au détail.
Comment choisir et remplacer correctement l'arbre à cames
L'arbre à cames est sujet à l'usure avec le temps, des éclats et des durcissements se forment sur ses cames, et dans certaines conditions la pièce est partiellement ou totalement détruite.Dans tous ces cas, l'arbre doit être remplacé par un neuf.Ce travail nécessite un démontage important du moteur et des opérations de réglage supplémentaires, il vaut donc mieux le confier à un spécialiste ou un service automobile.
Arbre à cames et sa place dans le timing
Pour le remplacement, il est nécessaire de prendre uniquement l'arbre à cames du type et du modèle qui a été installé précédemment sur le moteur.Souvent, dans le but de régler ou d'améliorer le fonctionnement du moteur, des arbres avec un profil et une disposition de came différents sont utilisés, mais un tel remplacement ne doit être effectué qu'après avoir effectué les calculs nécessaires.De plus, avec l'arbre, il est nécessaire d'acheter de nouvelles bagues ou chemises, il est parfois nécessaire de changer la poulie, le pignon d'entraînement du distributeur et d'autres pièces.Les travaux de remplacement de l'arbre doivent être effectués uniquement conformément aux instructions de réparation du moteur, après quoi le rodage est effectué.
Avec le bon choix et le remplacement de l'arbre à cames, l'ensemble du calage du moteur fonctionnera de manière fiable et en toute confiance, garantissant le fonctionnement du groupe motopropulseur dans tous les modes.
Heure de publication : 13 juillet 2023