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Commander le mauvais arbre à cames est l'une des erreurs les plus coûteuses dans le travail sur un moteur, et cela commence généralement par une hypothèse simple : que l'arbre à cames d'admission et l'arbre à cames d'échappement sur un moteur à double arbre à cames en tête (DACT) sont interchangeables. Ce n'est pas le cas. Les deux arbres diffèrent par la levée des lobes, la durée, le calage des soupapes, l'exposition à la chaleur et les modèles d'usure, et chacun est rectifié pour effectuer la moitié opposée du même cycle de combustion.
Anhui KORBOR Machinery Co., Ltd., un spécialiste des arbres à cames avec plus de 25 ans d'expérience dans la fabrication d'arbres à cames , fournit plus de 1 400 modèles d'arbres à cames pour voitures et motos depuis son usine de la province d'Anhui, en Chine. Ce guide explique ce qui sépare réellement un arbre à cames d'admission d'un arbre à cames d'échappement, comment les deux fonctionnant ensemble lors du chevauchement des soupapes et ce qu'il faut vérifier avant de commander un remplacement.
Un arbre à cames d'admission ouvre les soupapes d'admission qui admettent le mélange air-carburant, et un arbre à cames d'échappement ouvre les soupapes d'échappement qui libèrent les déchets de combustion. Chaque différence de conception entre les deux, du profil des lobes au traitement thermique, découle de cette division du travail.
Dans un moteur à arbre à cames en tête unique (SACT), un arbre porte à la fois les lobes d'admission et d'échappement, de sorte que la distinction s'applique lobe par lobe plutôt qu'arbre par arbre. Dans un moteur DACT, les deux fonctions sont réparties sur des arbres séparés, ce qui fait de la question de l'admission et de l'échappement un problème physique de sélection des pièces : les arbres d'admission et d'échappement portent des numéros de pièces différents et doivent être commandés indépendamment. Le catalogue KORBOR, par exemple, répertorie un Arbre à cames moteur Ford en tant que numéro de pièce distinct de l'arbre côté échappement, exactement comme le fait un système de pièces OEM.
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Le Chevauchement des vannes est la fenêtre d'angle du vilebrequin à la fin de la course d'échappement et au début de la course d'admission dans laquelle la soupape d'échappement et la soupape d'admission sont partiellement ouvertes. Les gaz d’échappement sortants créent une onde de basse pression qui aide à aspirer la nouvelle charge.
Deux conditions physiques déterminent les différences de profil. Le côté admission est limité en débit : la colonne d'air-carburant doit accélérer à travers l'orifice d'admission, de sorte que la levée du lobe d'admission et le taux d'ouverture contrôlent directement la quantité de charge entrant dans le cylindre. Le côté échappement est limité en température : il laisse passer toute la chaleur de combustion et les lobes d'échappement fonctionnent avec moins de marge de lubrification car le carbone et la suie chargent la tige de soupape et la face des lobes.
Les arbres à cames d'admission et d'échappement diffèrent par la levée des lobes, la durée, l'angle de séparation des lobes et le traitement des matériaux, et chacun de ces paramètres est réglé séparément pour le débit côté admission et la durabilité côté échappement.
| Paramètre | Arbre à cames d'admission | Arbre à cames d'échappement |
| Emploi principal | Aspirer la charge air-carburant | Purger les gaz brûlés |
| Lifting typique des lobes | 9,5-11,5mm | 9,0-10,5mm |
| Durée typique | 220-270 degrés | 230-285 degrés |
| Exposition à la chaleur | Charge de température du liquide de refroidissement | Flux direct des gaz d’échappement |
| Mode d'usure commune | Polissage des lobes, notation du journal | Piqûres de lobes, fissures superficielles |
| Signe d'échec tardif | Taux d'allumage, retour de flamme d'admission | Surchauffe, perte de puissance |
Une levée d'admission plus augmentée la zone d'ouverture des soupapes, ce qui aide à remplir le cylindre à haut régime. Une durée d'échappement plus longue maintient la soupape d'échappement ouverte plus tard dans la fenêtre de chevauchement, ce qui améliore le balayage à haut régime mais peut améliorer la qualité du ralentissement si le chevauchement devient trop important. Les arbres à cames d'échappement de production ont donc tendance à avoir une durée de vie plus longue, tandis que les arbres à cames d'admission ont souvent une portance de pointe plus élevée.
Le choix des matériaux suit la même logique. Les nuances de fonte refroidie traitent durement les dépôts d'échappement abrasifs sur la face du lobe, tandis que les nuances de fonte nodulaire offrent la ténacité nécessaire aux tourillons soumis à une charge de flexion. KORBOR fonde et usine les deux familles sur sa ligne de coulée et d'usinage interne , depuis l’étape de coulée à blanc jusqu’au profil rectifié fini, de sorte que le traitement du matériau soit adapté à la position de l’arbre à cames.
Règle d'achat : l'arbre à cames d'admission contrôle le remplissage du cylindre ; l'arbre à cames d'échappement contrôle la propreté avec laquelle il se vide. Si une pièce de rechange n'est pas spécifiée pour sa position, toute la courbe de puissance se déplace.
Sur un moteur DACT, les arbres à cames d'admission et d'échappement sont synchronisés l'un par rapport à l'autre via la chaîne ou la courroie de distribution, et la fenêtre de chevauchement entre le lobe d'échappement arrière et le lobe d'admission avant de déterminer la qualité du ralenti, le couple à bas régime et la puissance haut de gamme.
Chaque événement de soupape est défini en degrés de rotation du vilebrequin. L'arbre à cames d'admission contrôle l'ouverture de la soupape d'admission avant le point mort haut et la fermeture de la soupape d'admission après le point mort bas ; l'arbre à cames d'échappement contrôle l'ouverture de la soupape d'échappement avant le point mort bas et la fermeture de la soupape d'échappement après le point mort haut. La relation entre ces points de clôture définit effectivement un chevauchement.
Numéros typiques de commande de soupapes DACT à aspiration naturelle
Le calage variable des soupapes ne supprime pas la distinction entre les deux arbres à cames. Un phaseur fait tourner l'arbre à cames par rapport au vilebrequin pour déplacer la fenêtre de chevauchement, mais le profil du lobe lui-même reste fixe. Sur les moteurs équipés de phaseurs sur les deux arbres, la came d'admission peut être avancée pour un couple à bas régime et la came d'échappement retardée pour une puissance à haut régime, mais chaque arbre possède toujours son propre profil d'admission ou d'échappement.
Sur un moteur à calage variable des soupapes, le phaseur modifie la phase de l'arbre à cames. Il ne réécrit pas le profil du lobe qui fait d'une venue d'admission une venue d'admission.
Vous ne pouvez pas installer un arbre à cames d'échappement en position d'admission et obtenir un fonctionnement normal du moteur, même lorsque l'arbre s'adapte aux alésages de roulement et aux boulons de pignon. L’ajustement mécanique n’est pas la même chose que l’ajustement fonctionnel.
L'échange des arbres se déplace à chaque événement de vanne en fonction de la différence entre les profils des deux lobes. Le moteur fonctionnera, mais il fonctionnera de manière mesurable :
Changer les arbres à cames n'est pas la même chose que d'avancer ou de retarder le timing avec un engrenage réglable. Un échange d'un profil de lobe par un autre. Avancer ou retarder ne change que la phase du même profil. Ne traitez jamais une action comme l’équivalent d’une autre.
Il existe une exception. Sur quelques moteurs de production, les arbres à cames d'admission et d'échappement portent des profils de base identiques, donc les échanger ne posent aucun problème. Cela doit être confirmé à partir des données de service d'usine et non supposées de l'extérieur. Lorsque les profils diffèrent, un échange délibéré de came sur une version performante est associé à des ressorts de soupape, un réglage des jeux et un calibrage de l'ECU, ce qui en fait une modification adaptée plutôt qu'un remplacement instantané.
Avant de commander un remplacement, vérifiez le code moteur, la position de l'arbre à cames, la levée des lobes, la durée et le numéro de pièce par rapport à l'arbre d'origine, et achetez auprès d'un fournisseur qui peut confirmer la qualité du matériau et la cohérence du traitement thermique.
KORBOR organise les arbres à cames pour voitures et motos en familles de produits distincts, et la numérotation est spécifique à la position. Le Arbre à cames Nissan les unités du catalogue suivent la même convention, de sorte que l'arbre d'admission et l'arbre d'échappement peuvent être commandés sans ambiguïté. Les moteurs de moto DACT fonctionnant de la même manière : un pilote commandant un Arbre à cames moto Yamaha doit confirmer la position d'admission ou d'échappement, tout comme un propriétaire de voiture.
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Ce niveau de contrôle est important car un arbre à cames est la pièce où le matériau, le traitement thermique, le profil des lobes et la finition du tourillon déterminent si le moteur reste conforme aux spécifications au-delà de 100 000 milles. Un fabricant qui exploite sa chaîne propre de moulage et d’usinage offre la cohérence dont dépend une reconstruction du marché secondaire.
Uniquement si les données d'entretien d'usine confirment que les deux arbres partagent le même profil de lobe. Lorsque les profils diffèrent, un arbre à cames d'échappement en position d'admission décale suffisamment les points d'ouverture et de fermeture de l'admission pour provoquer un ralentissement irrégulier, un retour de flamme d'admission et une perte de couple à bas régime. Sur une version performante, traitez-la comme un changement de profil délibéré qui nécessite des ressorts correspondants et un calibrage de l'ECU, et non comme une substitution.
Vérifiez le numéro de pièce gravé sur l'extrémité de l'arbre, le catalogue de pièces de rechange et les marques de calage. Certains moteurs entraînent des composants auxiliaires à partir d'un seul arbre, ce qui crée des différences visibles telles qu'un pignon d'entraînement de pompe à eau ou un anneau de réluctance de capteur de position. En cas de doute, mesurez la levée des lobes sur les deux arbres avec un pied à coulisse et comparez les valeurs aux spécifications d'entretien.
Oui. L'arbre à cames d'échappement fonctionne dans un environnement plus chaud avec plus de dépôts de carbone, de sorte que des piqûres de lobes et des fissures superficielles y apparaissent en premier. L'arbre à cames d'admission présente plus souvent des rayures sur les tourillons et un polissage des lobes causés par une contamination par l'huile. À kilométrage élevé, l’arbre d’échappement est généralement le premier à être remplacé.
Si le moteur a subi une défectuosité de la courroie de distribution, un contact entre la soupape et le piston ou un manque d'huile important, remplacez les deux arbres à cames et l'ensemble des poussoirs. Les poussoirs usagés sur des lobes neufs s'usent à un rythme imprévisible et peuvent provoquer des dysfonctionnements répétés. Avec des arbres à cames d'admission et d'échappement séparés, une paire appariée est constituée de deux numéros de pièce, et non d'un.
Si le code moteur, le numéro de pièce et la position de l'arbre à cames correspondent à toutes les spécifications d'origine et que le système qualité du fournisseur est certifié, la question de l'admission par rapport à l'échappement est résolue avant que l'arbre ne quitte l'étagère.
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