Distribution variable

Après le topic intéressant d'Italomen concernant les bases de la mécanique, je me permets d’éclaircir un peu le principe de la distribution variable (Ex : Honda Vtec, Alfa Romeo AAC, BMW VANOS/Double VANOS ou Valvtronic, ...etc) ainsi que son historique TouSSa séparément pour ne pas polluer le topic d'Italomen et pour garder la continuité de ses épisodes donc déjà en gros, Il permet d’améliorer le couple a bas régime et la puissance a haut régime !! , sinon voilà le détail du détail et bonne lecture :


Pour chaque distribution, les valeurs choisies pour l'avance et le retard des soupapes conviennent uniquement à une vitesse donnée des gaz dans les conduits et, par conséquent, pour une vitesse donnée du moteur, et ce en raison des phénomènes dynamiques qui entrent en jeu et qui nécessiteraient des calages plus larges au fur et à mesure de l'augmentation de la vitesse et de la charge du moteur et des calages plus réduits à un régime de rotation moins élevé. Par exemple, le retard à la fermeture des soupapes d'admission, qui se produit souvent entre 45' et 70° après le P.M.B., est calculé de façon â récupérer l'énergie cinétique des gaz à 5000 tr/mn, mais provoque un rejet du mélange à 1 000 tr/mn lorsque cette énergie est faible par suite de la vitesse réduite des gaz frais,
Pour ces raisons, on a essayé à plusieurs reprises des systèmes de distribution à calage variable, c'est à dire susceptibles de changer, suivant le régime moteur, la levée et le temps d'ouverture des soupapes. Les dispositifs permettant d'obtenir ces variations sont basés sur des cames coniques à déplacement axial, ou bien des culbuteurs à point d'appui déplaçable. Nous n'énumérerons pas ici les diverses solutions proposées, plus ingénieuses que pratiques, mais nous mentionnerons une distribution Fiat qui a donné d'intéressants résultats dans son application expérimentale sur des moteurs de type courant.
Le mécanisme est formé par un quadrilatère articulé qui transforme en un mouvement alternatif le mouvement rotatif continu de l'arbre de commande. L'élément terminal du dispositif est constitué par une came qui commande, par culbuteur, l'ouverture de la soupape. Les culbuteurs sont fixés sur un arbre qui peut osciller et dont la position est commandée automatiquement au moyen d'un appareil hydraulique sensible au régime et à la charge.
L'augmentation du couple, grâce à ce dispositif, peut atteindre à bas régime des valeurs voisines de 20 %. D'autre part, la consommation et l'émission de gaz polluants sont diminuées. Ces avantages ne sont toutefois pas assez importants pour compenser l'augmentation du prix de revient dans la production en série.


1903 - MERCEDES Simplex type 60
9.2 l (140x150), culasse L avec soupapes (admission 88, échappement 60),
soupapes commandées par culbuteurs et poussoirs, le conducteur pouvant faire varier la levée au moyen d'un levier de commande.


1983- Moto HONDA CBR 400 REV (système VTEC, 50.000 exemplaires).


1985 - ALFA ROMEO AAC sur 2.0i.
sur Alfetta 2.0 l Injection et 75 Twin Spark
Variateur de phase d'arbre à cames d'admission.
Décalage de 7° vers les hauts régimes (Système hydraulique à commande électromagnétique).

ALFA ROMEO 2 litres Injection
A 1650 tr/mn, l'avance à l'admission passe de 0 à 32°.
Actuateur électro-hydraulique, manchon d'entraînement hélicoïdal entre poulie et arbre à cames actionné par pression d'huile et ressort antagoniste, commandé par une électrovanne dépendant du système central Bosch Motronic.
Consommation en ville diminuée de 20% (9,8 l au lieu de 12,6l).
Monté sur Alfa Roméo 75 1.8ie (12.88).


1988 - ALFA ROMEO 75 1.8ie
1962 cm3 (84x88.5), Rv 10, 148 ch à 5800 tr/mn (Maxi 6200 tr/mn), 19 mkg à 4000 tr/mn (16 à 2000, 18 à 3000).
Gestion allumage-injection Bosch Motronic ME 7, double allumage, culasse à chambre hémisphérique (Angle des soupapes 46°).
208 km/h, 0-100 8"2, 400 mDA 16"3, 1000 mDA 29"2.

CHEVROLET Corvette ZR 1

Moteur LT5 (ingénieur Dave Mc Lellan), V8 tout alu, 5727 cm3, Rv 11, 375 ch à 5800 tr/mn, 52 mkg à 4800 tr/mn, 4 ACT 32S, injection multipoint, allumage direct (4 bobines).
Admission à 2 étages (Tony Rudd-Lotus) :
16 tubulures d'admission, 16 soupapes (Primaires de petit diamètre).
Les soupapes secondaires s'ouvrent complètement au-dessus de 3500 tr/mn (1/2 ouverture du papillon primaire, temps d'ouverture allongé);
L'ouverture ne peut se faire que si la température d'eau est assez élevée.
Corps de papillon à 3 clapets : 1 petit pour les faibles puissances, les 2 autres pour les fortes puissances (Ouverture à 80% de l'ouverture primaire).
16 injecteurs (8 primaires, 8 secondaires). contrôle automatique du moteur
Mode normal, papillon d'admission primaire.
Sous 3000 tr/mn, fonctionnement sur 16 soupapes et 8 injecteurs, 200 ch.
Au-dessus de 3500 tr/mn, 32 soupapes et 16 injecteurs, 380 ch.
Contrôle manuelle par clé au tableau de bord.
285 km/h, 0-100 km/h 5"4, 400 mDA 13"6, 1000 mDA 24"6.

HONDA VTEC

Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System.
Paramètres pris en compte : Vitesse de rotation (Seuil de déclenchement mini), vitesse du véhicule (30 km/h mini) charge, température d'eau (Mini 60 °C) et pression d'huile.
Chaque arbre à cames comporte trois cames différentes par cylindre : Deux cames extérieures aux bas régime, une came intérieure aux hauts régimes.
Variation des temps d'ouverture et de fermeture des soupapes en fonction du régime moteur et de la levée des soupapes.
Système électronique agissant sur la pression d'huile dans les arbres des basculeurs (Temps de réponse 40/100e de seconde, verrouillage en 30 ms)
2 pistons verrouillent les 3 basculeurs, la came centrale devient prépondérante (Pression d'huile portée de 0.2 à 6 bars).
1983 : Moto HONDA CBR 400 REV (50.000 exemplaires).
1986 : Moteur 1.2 l ayant les performances d'un moteur 2 l.
1600 VTEC 4 cylindres, 1595 cm3 (81x77.4), 2 ACT, 16 soupapes.
Système VTEC (Mise en action à partir de 5.300 tr/mn.


HONDA Civic, CRX et Integra VTEC
MERCEDES SL
NISSAN Maxima.


1989 - HONDA CRX SIR (10.1989) : 160 ch, 215 km/h.

HONDA Integra ZXI (04.1989)
160 ch, 150 Nm à 7000 tr/mn, 0-100 7"3, 400 mDA 15", 215 km/h.

MERCEDES SL (04.1989)

Admission à diagramme de distribution variable (Soupape électrique commandée par l'électronique du moteur).
Mémorisation de l'altitude à laquelle le moteur s'est précédemment arrêté (Meilleur dosage lors du redémarrage).Arbres à cames entraînés par chaîne à double rouleaux, soupapes commandées par poussoirs hydrauliques à coupelles, chambre de combustion conique.
Chevauchement des soupapes s'orientant d'après l'état de charge du moteur, meilleur remplissage des cylindres en fonction du régime et du couple.
Faible croisement au ralenti : Gain sur la régularité de marche, la qualité des émissions de gaz d'échappement et la consommation.
Sur les plages de régimes intermédiaires : Croisement plus important permettant d'obtenir un meilleur remplissage des cylindres.
Moteur DB 124 (MERCEDES 300 SL 24, 07.1991)
6 cylindres 2960 cm3 (88.5x80.2), 231 ch à 6300 tr/mn, 27.7 mkg à 4600 tr/mn.
2 ACT 24S, soupapes inclinées à 50°, variateur de phase.
1830 kg, 237 km/h, 0-100 km/h 9"2, 400 mDA 16"5, 1000 mDA 30"2.
Moteur M 117, V8 5 litres, 326 ch, 32 soupapes, 4 ACT, soupapes inclinées à 37,7°.
Mécanisme de régulation logé dans le pignon de distribution
L'arbre à cames à dentures longitudinales comporte à sa partie avant un pignon de réglage à denture oblique extérieure qui vient s'insérer dans la denture oblique intérieure du pignon de distribution.
Pour faire varier la position du pignon de réglage, un électro-aimant activé par l'unité de commande du système d'injection, en fonction du couple et du régime, agit sur une soupape.
L'huile moteur peut ainsi être injectée et déplacer le pignon dans la position souhaitée.
Simultanément, la denture oblique règle le positionnement de l'arbre à cames.


NISSAN Maxima (04.1989)
Système d'admission à débit variable grâce à une soupape régulatrice située au niveau du collecteur d'admission.
A bas régime (Et selon la position de la pédale d'accélérateur), la soupape se ferme et entraîne une plus grande vitesse d'admission de l'air.
A haut régime, la soupape s'ouvre, la résistance à l'admission diminue pour un rendement mécanique optimum.
Optimisation du couple à bas et moyen régime en procurant de bonnes reprises et beaucoup de souplesse.

1990 - HONDA Civic et CRX 1.6 VT (Salon de Genève, 04.1990)
Rv 10.2, 150 ch (112 kW) à 7600 tr/mn (maxi 8000), 15 mkg à 7100 tr/mn, gestion intégrale moteur PGM-F1, levée soupape admission 10.4 mm, échappement 9.4 mm (Civic 1.6 VT 208 km/h).

HONDA Civic 1600 Compétition
2 ACT, 16 soupapes (Levées 8 et 10 mm), 200 ch, couple maxi à 7100 tr/mn (90 % du couple disponible entre 3000 et 9000), 8000 tr/mn maxi (Mise en action entre 4800 et 5000 tr/mn).
24h de Spa, 07.1990 : 15e Koentges-Fermine.

HONDA NSX VTEC
V6, 2977 cm3, Rv 10.2, 274 ch à 7300 tr/mn, 28.9 mkg à 6800 tr/mn,
2x2 ACT 24S VTEC, injection séquentielle Honda PGM-F1, allumage 1 bobine par bougie, admission variable à 2 niveaux VVIS.
Cx 0.32 (0.57), 1360 kg, 272 km/h, 0-100 km/h 7"8, 400 mDA 13"7, 1000 mDA 25"2, 80-120 km/h 4e 6"7, 5e 9"2, consommation 16.3 l.

NISSAN 300 ZX
Variation du calage des arbres à came d'admission à pilotage électronique fonction du régime de rotation (V6 à 60°, 3 litres, 4 ACT, 4 soupapes/cylindre, 2 turbos, 280 ch).

1991 - HONDA CRX 1.6 VT
Cx 0.30 (0.56), 1015 kg, 214 km/h, 0-100 km/h 8"2,
400 mDA 15"8, 1000 mDA 28"9, 50 km/h 400m 16"2 1000 m 30"5, 80-120 km/h 4e 9"6 5e 13"4, consommation 5.8/7.2/8.8.

MAZDA MX 3 (06.1991)
V6 24S 1845 cm3, 136 ch à 6800 tr/mn, 16.3 mkg à 5800 tr/mn, admission variable VRIS.

MERCEDES 300 SL 24

MERCEDES 600 SE
V12 4 ACT 48S, 5987 cm3, 408 ch à 5200 tr/mn, 59.1 mkg à 3800 tr/mn.
Injection par 2 LH-Jetronic (Détecteur de cliquetis cylindre par cylindre), 4 ACT 48S, distribution variable : 2 positions décalées de 32°, commande électro-hydraulique.
Cx 0.31 (0.735), 2180 kg, 250 km/h.

PORSCHE 968

Variocam : modification des réglages de distribution suivant les régimes.
PORSCHE 968
4 cylindres 2990 cm3, 240 ch, 16 soupapes, distribution à calage variable.
1370 kg, 252 km/h, 0-100 km/h 6"5.
PORSCHE 968 CS
4 cylindres, 2990 cm3, Rv 11, 240 ch à 6200 tr/mn, 31.1 mkg à 4100 tr/mn,
injection Bosch Motronic, boîte 6, Cx 0.34, SCx 0.64, 1310 kg (49.2/50.8),
254 km/h, 0-100 km/h 6"6, 400 mDA 14"3, 1000 mDA 26"4.


RICARDO VVT
Ricardo Consulting Engineers, Variable Valve Timing.
Deux cames de forme hélicoïdale agissant sur un prisme coulissant au-dessus du poussoir.
En modifiant la phase entre les deux cames, on peut varier continuellement et progressivement la période d'ouverture et la levée des soupapes.

1992 - ALFA ROMEO 155 2.0 Twin Spark

BMW Vanos sur moteurs 6 cylindres 2.0, 2.5 et 3.0 (BMW M 3).

variation de phase gérée par le boîtier Bosch Motronic (DME M 3.3 pour le 2.5), en fonction du régime, de la charge et de la température moteur,
2 positions (perceptible à l'oreille, changement de sonorité)
sous 3000 tr/mn, croisement des soupapes réduit, (amélioration de la souplesse, stabilisation du ralenti),
entre 3000 et 4500 tr/mn, croisement important (augmentation du couple),
au-delà, retour au faible croisement (puissance élevée, diminution de la consommation 5%, réduction des émissions nocives).



BMW 2.5 : 192 ch à 5900 tr/mn (77 ch/l),
classique : 25 mkg à 4700 tr/mn,
Vanos : 25.5 mkg à 4200 tr/mn (amélioration des reprises et de l'agrément de conduite).
sur 6 cylindres 2, 2.5 et 3.0 (BMW M3 1992).

HONDA Civic CRX VTI
Rv 10.2, 160 ch à 7600 tr/mn (8000 tr/mn maxi), 15.3 mkg à 7000 tr/mn,
système VTEC (5500 tr/mn), gestion moteur intégrale PGM-F1, catalyseur,
Cx 0.39, SCx 0.70, 1134 kg.
211 km/h, 0-100 km/h 7"9, 400 mDA 15"9, 1000 mDA 29"3.

HONDA Civic 1500 VEI
moteur VTEC économique, privilégiant souplesse et économie de carburant,
1493 cm3 16S, 90 ch à 5500 tr/mn, 13.1 mkg à 4500 tr/mn (90% du couple maxi disponible de 1000 à 5700 tr/mn),
1 seule soupape d'admission ouverte sous 2500 tr/mn (mélange 1/23.5 à bas régime),
1 seule admission actionnée à bas régime (<2500 tr/mn), la soupape secondaire s'ouvrant très légèrement pour éviter l'accumulation de carburant dans le conduit d'admission (augmentation des turbulences de remplissage).
à 2500 tr/mn, les deux soupapes s'ouvrent avec la même loi.
bougie positionnée plus en avant dans la chambre de combustion (Aide à la propagation de la chaleur), capteur d'oxygène dans le conduit d'échappement constitué d'un matériau nouveau (rapport de richesse pauvre 25 : 1 au lieu de 14.7 : 1).
1016 kg, 181 km/h, 400 mDA 17"5, 1000 mDA 32"8, 0-100 km/h 10"1,
consommations CEE 4.5/6.1/6.6, réelles 5.6/6.9/7.8.

MC LAREN F1
V12 à 60°, 6064 cm3, 550 ch à 7500 tr/mn, 60 mkg à 4000 tr/mn.
Gestion intégrale TAG allumage/injection/distribution.
Collecteur d'admission à 12 papillons, allumage intégré à 12 bobines.
Distribution à calage variable.
Système pouvant être relié à un modem pour le diagnostic.
Pièces du système de distribution variable et cache arbres à cames en magnésium.
1018 kg, 320 km/h.



1993 - BMW M 3
6 cylindres, 2990 cm3, Rv 10.8, 286 ch à 7000 tr/mn, 32.6 mkg à 3600 tr/mn,
injection Bosch Motronic, boîte 5, Cx 0.32, SCx 0.60, 1460 kg,
250 km/h (limité), 0-100 km/h 6"1, 400 mDA 14"3, 1000 mDA 25"5.

HONDA Civic 1.5 VEI 4 portes
moteur VTEC économique, privilégiant souplesse et économie de carburant,
1493 cm3 16S, 90 ch à 5500 tr/mn, 13.1 mkg à 4500 tr/mn (90% du couple maxi disponible de 1000 à 5700 tr/mn),
1 seule soupape d'admission ouverte sous 2500 tr/mn (mélange 1/23.5 à bas régime),
1016 kg, 181 km/h, 400 mDA 17"5, 1000 mDA 32"8, 0-100 km/h 10"1,
consommations CEE 4.5/6.1/6.6, réelles 5.6/6.9/7.8.

HONDA Prelude 2.2i VTEC
2157 cm3 (87x90.7), 185 ch à 6800 tr/mn, 21.6 mkg à 5300 tr/mn,
1 ACT 16S VTEC (seuil 5200 tr/mn), gestion moteur Honda PGM-F1,
boîte 5, pneus 205/55 VR 15, 1330 kg (62/48),
229 km/h, 0-100 km/h 7"8, 400 mDA 15"3, 1000 mDA 28"2, 80-120 4e 7"7 5e 10"6.

1995 - ROVER MG-D (Salon de Genève, 02.1995)
1.8 l 150 ch, distribution variable.

VOLKSWAGEN Golf GTi 16V
4 cyl 2.0 150 ch, 180 Nm à 4800 tr/mn, double sortie d'échappement,
châssis abaissé de 20 mm, suspensions renforcées,
disques de freins de grand diamètre, ABS et antipatinage en série,
direction assistée, jante alliage spécifiques de 15", pneus 205/50 15,
extensions d'ailes et bas de caisse noirs, becquet arrière, doubles phares à iode, sièges sport Recaro, 215 km/h.

1998 - Distribution variable RENAULT Espace 2.0 16V (3ad fa9o les Rino )
poulie à deux positions se décalant sous l'effet d'un système hydraulique.
croisement de soupapes plus important de 1300 à 42500 tr/mn améliorant le remplissage et augmentant le couple moteur.

c'est tout pour le moment, après je détaillerai :
- "LE CALAGE VARIABLE : L'HISTOIRE, DU PASSE AU PRESENT"
- "LE CALAGE VARIABLE EN SERIE : Mécanique, Hydraulique et Électrique"
- Ainsi que "APPLICATION SUR LES VÉHICULES :

* LE SYSTEME VTEC HONDA
* DESCRIPTION ET FONCTIONNEMENT DU VTEC
* LE VTEC-E
* Déphaseur ALFA ROMEO 156
* BMW VANOS (BMW M3)
* BMW Valvetronic (l'Argus de l'Automobile, 22.3.2001)



... to be continued

euh donne mois trente min pour bien lire et retenir des infos.
Merci ma poule

Bien joué DJ super topic

les potos vous devez tout lire pour que je détaille la suite

Mais pourquoi tu mets BMW en bleu ? le talibanisme même iSSi ?

l7al maychawer

kayna

DJ
les Golfs tjrs présentes

bien sur

Et comment ! les fabricants des new bentley & Co et les papas du W16

V-6 a écrit:Mais pourquoi tu mets BMW en bleu ? le talibanisme même iSSi ?

ça s'appel la liberté d'expression
BTW : pas mal la mécanique des Alfa - Alfetta 2.0 l Injection et 75 Twin Spark ...

très intéressant ce topic
Merci DJ

tout le plaisir est pour moi

Merci pour cet article intéressant En effet,j'ai pas pu tout lire mais j'ai connu plusieurs nouvelles choses

retourne tout lire

j'ai lu la partie concernant la BMW tkt

Très intéressant le topic DJ j'ajoute par même occasion le Multiair de Fiat



L’innovation majeure qu'il a apporté ce nouveau système se réside sur la commende individuel pour chaque soupapes, des solenoïdes, donc la possibilité d'un tas de variations de fonctionnement a part la levée ou la durée d'ouverture !

Avantages se marquent comme suite :

12% de puissance maximale en plus
15% de couple à bas régime en plus
10% de consommation de carburant
10% d’émissions de CO2

ces avantages sont entre Punto Evo 1.4 MultiAir Turbo 135 ch/Grande Punto 1.4 TJet Turbo 120 ch !

Encore une fois, Mercedes y a pensé avant tout le monde...

Non mais franchement, Mercos a fait pas mal dans plusieurs domaine. Ferdinand est un ex-ingénieur Mercedes, il a notamment bossé sur les SSK.

italomen a écrit:Très intéressant le topic DJ j'ajoute par même occasion le Multiair de Fiat



L’innovation majeure qu'il a apporté ce nouveau système se réside sur la commende individuel pour chaque soupapes, des solenoïdes, donc la possibilité d'un tas de variations de fonctionnement a part la levée ou la durée d'ouverture !

Avantages se marquent comme suite :

12% de puissance maximale en plus
15% de couple à bas régime en plus
10% de consommation de carburant
10% d’émissions de CO2

ces avantages sont entre Punto Evo 1.4 MultiAir Turbo 135 ch/Grande Punto 1.4 TJet Turbo 120 ch !

je t'en prie Italomen et pour le Multiair de Fiat

mais tu sais que, Fiat Group et Fiat Powertrain Technology ont dévoilés à l'occasion du Salon de Genève 2009 un nouveau système de commande électro-hybraulique des soupapes d'admission. Cylindre par cylindre et temps par temps. Multiair supprime le papillon traditionnel, à l'instar du système Valvetronic chez BMW. Objectif : abaisser consommation et émissions polluantes.

Tout a fait DJ pour le valvetronic c'est une des solutions qui a pour but d’éliminer l'effet de pompage sur les moteurs essence et donc de s'en passer du célèbre boitier papillon mais n’empêche que se système repose toujours sur un ensemble mécaniques mais c'est très ingénieux



La révolution sera avec le camless du VAG que seul le Multiair sera capable de le défier

, sinon voilà la suite :


L'HISTOIRE, DU PASSE AU PRESENT :

En 1972, dans un mémoire présenté au congrès de la FISITA, M. Torazza, ingénieur chez Fiat, a passé en revue les principaux schémas imaginés et mis en oeuvre à l'époque. Le résumé de ce mémoire fut publié, au mois de novembre de la même année, dans la revue ATA. Voici une brève récapitulation, par ordre d'affinité, des principales solutions qui furent proposées par le passé.
Les premières solutions, assez rudimentaires, consistaient à varier le calage en augmentant tout simplement le jeu entre la came et la soupape. Cette approche nécessite l'adoption de dispositifs hydrauliques intermédiaires pour amortir les chocs de contact qui sont beaucoup trop violents. Ces dispositifs, dont l'un a été conçu par Nuovo Pignone, constituent en pratique une commande de la soupape par l'intermédiaire d'une colonne de gaz dont la quantité et la pression peuvent être modifiées de manière continue (fig. 1).


Mais à part la complexité du système, ce type de distribution entraîne des absorptions de puissance beaucoup plus élevées car il est trop difficile de récupérer l'énergie en phase de fermeture de la soupape. Une autre typologie assez répandue à l'époque fut celle du "système à cames tridimensionnelles", avec un déplacement axial de l'arbre à came et une zone de contact restreinte entre la came et le poussoir, de manière à créer une série de différents diagrammes possibles.


Cette solution, illustrée sur la figure 2, avec poussoir sphérique, comporte l'inconvénient de ne pouvoir supporter les vitesses de friction importantes, caractéristiques des moteurs modernes à régime de rotation élevé.
Une solution alternative (toujours avec came conique) est représentée par les dispositifs à patin oscillant. Ils permettent un contact beaucoup plus large avec la came dont la superficie est composée d'une série de droites qui unissent d'une part le profil à levée réduite et diagramme fermé une extrémité, et d'autre part le profil à levée majorée et diagramme ouvert à l'autre extrémité.
Cette solution est précisément l'une de celles qui furent expérimentées par Titolo, d'abord à l'école polytechnique de Turin, ensuite chez Fiat Auto (Fig. 3).

Une solution analogue du point de vue conceptuel a été brevetée par l'américain IRW. Son système interpose un doigt susceptible d'osciller sur deux appuis sphériques - sur le point d'oscillation d'une part et, d'autre part, sur la soupape.
Ces solutions comportent trois inconvénients majeurs :
- complexité mécanique
- augmentation de l'encombrement longitudinal du moteur
- peu ou pas de possibilité d'aménagement des amplitudes différentes de calage, à part les différences de levée,

D'autres solutions prévoient un "dédoublement entre la commande d'ouverture et la commande de fermeture de la soupape". Ce dédoublement est assuré par deux cames différentes (sur le même arbre ou sur deux arbres différents).
L'inconvénient majeur de cette solution est la complication de sa construction: il faut en effet prévoir un rappel des poussoirs puisqu'ils perdent le contact avec la came lorsque la soupape est en contact avec l'autre came, La figure ci-dessous illustre un dispositif â deux arbres à came qui adopte cette solution (Waldron).


D'autres brevets, exclusivement orientés sur la variation de la levée sans toucher à la phase, se fondent sur le principe de la "variation du rapport des bras des culbuteurs commandant la soupape". Sur la figure 5 nous avons schématisé une des solutions de ce type, réalisée il y a quelques années par General Motors,

Certains systèmes plus ou moins expérimentaux, et néanmoins brevetés, privilégiaient la possibilité de "donner aux cames un mouvement angulaire non constant", en adoptant une séparation entre les cames et l'arbre. Des joints d'Oldham assuraient l'entraînement.
D'autres systèmes étaient fondés sur la possibilité de "varier le profil en conjugaison avec la came".
Chez Fiat, sous la direction de Giovanni Torazza, le département Recherches a expérimenté des "solutions à cames oscillantes" particulièrement intéressantes. Il s'agit, ainsi que vous pouvez le constater sur la figure 6, de cames douées d'un mouvement oscillatoire alternatif ; commandées (par l'intermédiaire d'une bielle) par un excentrique. Le profil de la came se compose d'un segment de cercle concentrique à pivot d'articulation et d'un segment utile pour la levée.

Des solutions avec culbuteur interposé ont également été étudiées chez Fiat. Ici, le point de contact entre la came et le culbuteur, en phase d'augmentation de la levée, se déplace par cinématique interposée vers le point d'articulation du culbuteur. Ce phénomène permet de déterminer des lois de levée en accord avec les spécifications, sans avoir à augmenter excessivement la superficie des cames,
Divers moyens peuvent être adoptés pour obtenir une variation du calage : en agissant sur le centre de rotation du culbuteur, sur la longueur de la bielle (au moyen d'un renvoi intermédiaire), soit encore en agissant sur la position du centre d'oscillation de la came.


Plusieurs essais de ce type ont été effectués sur un double arbre à came hémisphérique, la variation de la phase étant assurée par le déplacement du centre d'oscillation du culbuteur. Ce dispositif permet de passer à un calage étroit. (levée 7 mm - admission 4°-4O°, échappement 43°1°), à un calage beaucoup plus large (levée 9,7 mm - admission 34°-80°, échappement 73°-41°).
Le déplacement est assuré par un circuit hydraulique commandé par un régulateur centrifuge. Les diagrammes représentés figure 8 illustrent les variations de performances d'un même moteur, avec et sans distribution variable, ainsi que les variations de la pression moyenne effective à trois régimes différents, en fonction du calage de l'admission et du calage de l'échappement.


D'autres expériences ont également été réalisées chez Fiat, préconisant des solutions basées sur des arbres à cames situés dans la culasse, avec variation de la position du centre du culbuteur ou variation de la longueur des bielles. Des systèmes spécifiques ont également été testés avec des moteurs à chambre de combustion triangulaire et soupapes parallèles (fig. 11).


Même si ces expérimentations n'ont pas débouché sur une application au niveau de la production en série, les études réalisées par Fiat représentent les recherches les plus poussées et les plus importantes qui aient jamais été entreprises dans le domaine du calage variable. Les dispositifs adoptés jusqu'à ce jour pour la production en série appartiennent tous à un seul type, basé sur le principe du "décalage entre les cames d'admission et celles de l'échappement".
En règle générale, la variation du calage est assurée au niveau de l'arbre à came d'admission par désynchronisation, en avance ou en retard, par rapport à l'arbre â came d'échappement. Il existe cependant plusieurs brevets basés sur le déplacement symétrique et opposé des arbres. Certains systèmes permettent même d'obtenir la variation du calage au niveau d'un seul arbre à came.


....

L'AVENIR

Il est très probable que la possibilité de faire varier le diagramme de distribution constitue dans les prochaines années, une des clés fondamentales de l'évolution des moteurs à quatre temps. Les développements réalisés dans le domaine de l'électronique sont déjà d'une telle ampleur qu'ils permettent de dépasser le stade actuel et de déterminer les variations de phase en fonction de plusieurs paramètres au lieu d'un seul.
Le point sensible demeure la réalisation des commandes mécaniques qui, sans bouleverser l'architecture des moteurs, permettent non seulement de réaliser le décalage entre la phase d'admission et la phase d'échappement, mais également de varier les diagrammes d'ouverture en ampleur et en levée.
Paradoxalement, cette important. Cette difficulté a permis de concevoir des commandes d'un type différent : Lucas a notamment expérimenté une solution ou la force à l'ouverture est imprimée par un type spécial de solénoïde enroulé en spirale (Helenoïd), capable de fournir des forces élevées à course réduite, La solution élaborée sur un prototype de Triumph, consiste en un culbuteur ayant un rapport de levée particulièrement important. Cette application ne constitue en fait qu'une indication de ce qui pourra être tenté dans un avenir plus ou moins proche, si les recherches se poursuivent dans cette voie tracée en dehors des sentiers battus, et si elle continue à explorer les possibilités qu'offre l'électronique.



Comme on sait, les moteurs classiques à quatre soupapes par cylindres possèdent un rapport poids/puissance élevé. Mais cette configuration de culasse, en revanche, ne donne pas une souplesse satisfaisante ainsi qu'une bonne répartition du couple à faible régime. On peut théoriquement supprimer ces défauts, en ajustant la levée et le calage des soupapes. Mais on ne peut pour l'instant concevoir une variation en continu de la levée des soupapes pour un coût acceptable. Pour cette raison, ce dispositif reste simplement réservé à des moteurs d'essais.
En principe, l'accord dynamique des gaz est optimisé pour chaque type de moteur, en fonction du volume, de l'ordre d'allumage des cylindres, de la géométrie exacte des tubulures et des conduits d'admission et d'échappement.


- A pleine charge

L'influence de différents calages de la soupape d'admission sur les caractéristiques de remplissage est énorme. Dans la gamme des faibles régimes de rotation, les gaz ont une vitesse relativement faible. Le flux passant par les soupapes d'admission suit généralement le mouvement du piston et change de direction après que le piston a atteint le PMB, pour remonter. Tant que les soupapes d'admission ne sont pas complètement fermées, la charge retourne dans le système d'admission, ce qui pénalise évidemment le remplissage.
La fermeture des soupapes d'admission devrait donc s'effectuer aussi près que possible du PMB, de manière à éviter ce retour. Ce qui signifie qu'à pleine charge, dans la gamme des faibles régimes moteur, l'admission doit débuter plus tôt.
Du fait de la vaste section de passage offerte pour le passage des gaz dans les moteurs quatre soupapes, les grands régimes de rotation conduisent à un flux d'admission non limité et à des conditions favorables pour une surcharge dynamique. Cette particularité peut être utilisée si les soupapes d'admission restent ouvertes suffisamment longtemps.
Les conséquences d'un retard au début de l'admission ou à sa fin, obtenues par un système de calage variable des soupapes d'admission sont illustrées par deux points de pleine charge, à une vitesse moteur de 2 000 tr/mn (fig. 2) et de 6 000 tr/mn (fig. 3).


On a considéré dans ces deux cas des levées identiques. D'abord avec un début d'ouverture avancé (avance ouverture de 5° avant le PMH), puis avec un début de calage retardé de 25° (fig. 1).


On a comparé les valeurs de pression, de débit et de masse à la soupape d'admission. A haut régime et avec une avance de calage, la pression du cylindre durant la phase de croisement est nettement plus élevée que dans le conduit d'admission (fig. 2). Cela signifie que les gaz d'échappement soufflent d'abord dans l'admission avant d'être rejetés. La proportion de charge fraîche se trouve réduite, et il en résulte un mauvais allumage. En plus, la pression positive différentielle à la fermeture de l'admission (la pression dans le conduit est plus grande que la pression du cylindre) ne peut pas être entièrement utilisée, et on passe ainsi à côté d'une opportunité de surcharge du moteur.
Dans le cas d'un début d'admission retardé en revanche, la phase de croisement des soupapes se trouve considérablement réduite et le retour des gaz d'échappement est oublié. Au point de fermeture de l'admission, la pression du cylindre est plus élevée que celle du conduit d'admission, ce qui indique une exploitation optimale de la surcharge dynamique. Un retard procure ainsi un gain de 8 % de charge. Cela signifie que pour les hauts régimes et de fortes charges, une fermeture plus tardive est favorable.
D'un autre côté, à une vitesse moteur de 2 000 tr/mn, une avance à l'ouverture réduira le retour du flux à la fermeture de l'admission, la charge sera augmenté (fig. 3).

- A faible charge et à charge partielle

Pour atteindre des caractéristiques de souplesse, il est nécessaire de réduire la quantité des gaz résiduels. De grands croisements des soupapes occasionnent un fort retour dans le conduit d'admission. Ainsi, au départ de la phase actuelle d'admission, les gaz résiduels sont aspirés d'abord. Du fait de la faible turbulence dans les conditions de faible charge, les gaz restant sont mal distribués, ce qui conduit à une combustion irrégulière, par suite du manque d'homogénéité du mélange.
Avec une fermeture retardée ces fluctuations sont réduites. Le moteur répond mieux et est plus souple.
Cette interaction a été étudiée pour un état de charge à 550 tr/mn avec le sélecteur de la transmission automatique sur "D", soit avec le moteur travaillant contre le convertisseur (fig. 4).

Si le croisement est faible, la pression dans le conduit d'admission est plus forte que dans le cylindre, et l'effet de freinage des gaz résiduels est réduit. Une réduction des gaz résiduels améliore la combustion dans la mesure où les pertes de gaz du cycle se trouvent compensées.


- Mécanique

Le système de calage consiste en un plateau solidaire de l'arbre à cames d'admission, qui engrène sur la denture intérieure d'un second plateau, calé sur le pignon de la commande de distribution. La denture hélicoïdale du piston de réglage réalise la liaison entre l'arbre à cames et le pignon de commande (fig. 5).
Le pignon de commande et le plateau peuvent tourner relativement l'un par rapport à l'autre sous l'action des forces circonférentielles générées par l'engrenage hélicoïdal, durant le déplacement axial du piston de calage (le second plateau).
L'utilisation de deux couples d'engrenages hélicoïdaux permet d'obtenir un grand angle de rotation avec seulement une faible distance de déplacement.
Pour des raisons de production, on a choisi le même angle d'hélice pour les deux paires de pignons.
Le diamètre du pignon de réglage, l'angle de l'hélice et le diamètre des dents ont été calculés de telle sorte qu'avec l'aide de la pression d'huile du moteur à la vitesse prévue, le réglage puisse s'effectuer en comptant le couple maximal de l'arbre à cames. Cette conception avec des diamètres relativement grands, permet, du fait des angles importants des hélices et des petites distances utilisées pour le réglage, d'obtenir un système très fiable qui ne demande pas beaucoup de place axialement (fig. 7).
Avec un piston de fiable diamètre, l'effet de blocage du pignon avec un faible angle d'hélice, doit être utilisé de manière à tenir le piston en place contre le couple de l'arbre à cames. Dans cette configuration, un axe traversant l'arbre à cames est nécessaire (fig. 6).
D'un autre côté, la pression d'huile n'est pas suffisante pour un réglage à faible vitesse du moteur. Pour cette raison, ce concept n'est pas utilisable pour un six cylindres en ligne. En utilisant un ressort de rappel pour le piston de réglage, on amplifie ces effets.

- Hydraulique

Le piston se déplace sous l'effet de la pression d'huile moteur lorsqu'elle s'applique sur lui. L'huile est injectée au travers de l'arbre à cames dans la chambre formée par le piston et le pignon de commande de l'arbre à cames.
En fonction de la pression, on obtient deux positions. A gauche ("retard" fig. 8a) ou à droite ("avance", fig. 8b).


Le piston est en fait simplement maintenu en place par la pression. Il n'y a pas de flux permanent d'huile.

- Electricité

Le piston de calage est installé en position d'avance par l'intermédiaire d'un solénoïde disposé devant la culasse. Dès que le solénoïde est activé, il pousse le piston jusqu'à sa position de repos à gauche. Un ressort de rappel repousse le piston en position "retard" (fig. 8). L'admission se trouve automatiquement en position retard. De cette manière le moteur peut démarrer à n'importe quel instant et possède d'excellentes caractéristiques.
En utilisant un judicieux arrangement de lois de contrôle, la distance entre les armatures et sa violence ont été réduites de telle sorte que la consommation ne dépasse pas 4 Watt seulement en fonctionnement continu.

LE SYSTEME VTEC HONDA

VTEC représente l'abréviation de Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System, autrement dit, système électronique de calage et de levée variables de soupape. Ce dispositif équipe la Honda NSX ainsi que les modèles Civic. Il s'agit du premier dispositif commercialisé qui agisse simultanément sur le calage et la levée des soupapes et ceci pour l'admission et pour l'échappement. Cet exposé traite essentiellement de son application sur la Honda NSX.

Le VTEC a été développé pour conférer des performances aussi intéressantes à haut régime que dans la gamme des faibles vitesses moteur, tout en disposant des consommations intéressantes des moteurs à quatre soupapes par cylindre.
Pour obtenir des performances élevées, il est nécessaire de réduire les frottements et d'augmenter le remplissage.
Un moteur de compétition demande un croisement élevé ainsi que des levées de soupapes accrues pour atteindre de hautes performances à haut régime. Au contraire, sur un moteur de série, le calage des soupapes et leurs levées sont calculées pour de hautes performances également, mais à des moyens régimes.
En prévoyant des fortes levées, des grands angles d'avance et des diamètres de soupapes importants, on peut obtenir un bon remplissage à haut régime. En créant un effet de résonance dans les conduits d'admission et d'échappement on peut aussi réaliser un effet de surcharge. On gagne encore en réduisant la pression dans l'échappement.
Avec le VTEC, le calage et la levée peuvent être ajustés à de faibles régimes, pour augmenter le couple, et éviter que des gaz soient forcés dans l'admission. Dans le tableau ci-dessous, en utilisant du Super sans plomb à 100 RON, on dispose encore de couple au-delà de 8 000 tr/mn. On peut atteindre ainsi des valeurs de couple spécifique 98,8 Nm soit 10,1 mkg/litre...

DESCRIPTION ET FONCTIONNEMENT DU VTEC

L'arbre à cames d'admission aussi bien que celui d'échappement comporte trois cames par cylindre, pour commander des soupapes. Chacune de ces cames possède un profil spécifique. Celle du milieu est utilisée exclusivement pour les hauts régimes, tandis que les deux autres fonctionnent aux basses vitesses.
L'accouplement est piloté par une électrovanne hydraulique actionnée par l'ordinateur central (ECU, Engine Control Unit).



- A faible régime

Les trois basculeurs sont séparés et les soupapes sont commandées uniquement par les basculeurs des extrémités.
Le basculeur central frotte simplement sur la came centrale, sous la poussée de son ressort de rappel.

- A haut régime

Les trois basculeurs sont désormais solidaires et les deux soupapes sont commandées par le basculeur et la came centrale, qui est calée avec une avance et une levée supérieure aux deux autres.
Lorsque le système de contrôle détecte un changement de régime, ou de température moteur, il envoie cette information à l'ECU. Si les conditions prévues sont remplies, celui-ci commande l'électrovanne, et la pression d'huile commande la jonction des basculeurs.
Le signal hydraulique est synchronisé avec les systèmes d'injection et d'allumage électroniques. Pour assurer un fonctionnement sans à-coup, la transition doit s'effectuer progressivement, en ajustant le calage, la levée, le dosage du mélange et le point d'allumage aux conditions rencontrées.
L'instant du changement de levée et de calage a été choisi à l'intersection des courbes de hautes et basses vitesses, pour éliminer des charges sur le moteur (fig. 2).

Sur le moteur C3OA de la NSX, le point de changement ne varie pas en fonction de la charge. La variation entre l'accélération et la décélération est de seulement plus ou moins 100 tr/mn.
La qualité de la variation dépend du dimensionnement des composants, de la rigidité du système et de la composition du circuit hydraulique.
La figure B montre le temps de réponse dans un passage transitoire à haut régime.

Le graphique compare le signal hydraulique, le changement de levée des soupapes et la variation de pression à l'intérieur du système. Quand on passe de bas à haut régime, la pression augmente.
Après le temps de réponse T1, la distribution s'effectue sur la came à grande levée.
A l'instant du retour aux conditions initiales, la pression baisse durant le temps de réponse T2. La réaction du système est très rapide, et ne prend pas plus d'un tour de l'arbre à cames.
Lorsque la température moteur augmente, le temps de réponse dans le sens haut régime augmente, et se réduit en sens inverse, en fonction du changement de viscosité de l'huile avec la température.


Honda décline son dispositif de distribution variable en version économique. Objectif du VTEC-E : consommer moins afin de permettre à un moteur essence de concurrencer sur ce point les motorisations Diesel.

Honda ne dispose pas de véhicules équipés de moteurs diesel et doit donc trouver d'autres solutions pour proposer des motorisations économiques à l'usage. L'idée est de réutiliser le dispositif V-TEC de variation de la distribution pour ajuster au plus juste la consommation. Le moteur V-TEC E monté sur la Civic VEi parvient à conjuguer dynamisme d'un 16 soupapes et économie d'un Diesel (4.5 l / 100 km à 90 km/h). Ce bloc 4 cylindres est un 1493 cm3 (75 x 84.5 mm) développant 66 kW (90 ch) à 5 500 tr/mn et 129 Nm (13,1 mkg) à 4500 tr/mn.


Le VTEC-E se distingue des autres moteurs par la volonté d'optimiser son fonctionnement, malgré l'injection d'un mélange extrêmement pauvre. La sonde Lambda, jusqu'alors utilisée sur les systèmes à catalyseur, a pour fonction de réguler le mélange au niveau Lambda =1 (rapport air/essence de 14,7). Le moteur VTEC-E fonctionnant aussi bien avec un mélange très pauvre ou normal, la sonde classique devient donc inopérante. La solution mise en oeuvre par Honda passe par une autre sonde développée pour la F1, la sonde LAF (Linear Air Fuel Sensor) qui permet au moteur de fonctionner jusqu'à un mélange de 23,5:1.
Le moteur VTEC-E est alimenté en-dessous de 2500 tr/mn par un mélange très pauvre. Celui-ci ne s'enrichit qu'en fonction de l'augmentation de régime jusqu'à atteindre la valeur de Lambda =1 à 2500 tr/mn. Ce rapport reste ensuite parfaitement constant aux régimes supérieurs. La gestion électronique du moteur optimise chaque fois le mélange air/essence en fonction du régime moteur, de la position du papillon, de la température du circuit de refroidissement et des informations transmises par la sonde LAF. Si nécessaire. le point et le débit d'injection peuvent être modifiés. La sonde LAF est chauffée électriquement à 700°C environ pour lui permettre d'atteindre rapidement sa température de service.


La seule régulation précise du mélange ne suffit pas à garantir un fonctionnement optimal du moteur. Un mélange pauvre risque de provoquer des irrégularités au ralenti, des ratés d'allumage et un manque de puissance. Honda a mis à profit les expériences acquises avec la technologie des 4 soupapes et le moteur CVCC à charge stratifiée.
Dans le concept VTEC-E, une soupape d'admission sur les deux est pratiquement mise au repos à bas régimes. Alors que la soupape active (primaire) assure sa fonction avec une levée maximale et un programme de pilotage plutôt sportif, la soupape passive (secondaire) n'est actionnée que de 0,65 mm par une came plate. Cette faible ouverture sert seulement à annuler la pression dynamique créée devant les soupapes et à assurer un léger refroidissement de la tête de la soupape passive.
L'air destiné à la combustion ne pouvant donc accéder que par l'intermédiaire d'une seule soupape dans la chambre de combustion, il se produit deux effets :
- accélération de la vitesse d'écoulement du mélange.
- intensification de l'effet de turbulence dans la chambre de combustion.


Après de longues séries d'essais, les ingénieurs nippons sont parvenus à la conclusion que dans certaines corrélations bien définies entre le rapport air/essence, la forme de la chambre de combustion, la turbulence de l'air et le point d'injection. il était possible d'obtenir quasiment un effet de charge stratifiée. Avec pour conséquence : un apport de gaz frais dans la chambre de combustion qui est plus riche autour de la bougie d'allumage et plus pauvre à la périphérie. En raison de ce coeur très inflammable, dont le front de flamme se propage très rapidement dans toutes les directions, le mélange va brûler parfaitement, rapidement et proprement dans la zone pauvre.
Au cours de la stratification de la charge, l'injection joue un rôle d'autant plus important que l'alimentation en essence s'arrête avant que l'apport d'air soit terminé. Le puissant tourbillon d'air parvient jusqu'à la périphérie de la chambre de combustion au cours de la phase finale du cycle d'admission, alors que le remplissage autour de la bougie est déjà en phase repos.
....

Motorisation
Moteur quatre temps, quatre cylindres en lignes, placé transversalement au-dessus de l’essieu avant.
- Bloc moteur en fonte non chemisé.
- Culasse en alliage d’aluminium.
- Distribution assurée par courroie crantée entraînant deux arbres à cames en tête attaquant les seize soupapes via des poussoirs hydrauliques.
- Arbre à cames d’admission équipé d’un variateur de phase.
- Lubrification sous pression assurée par une pompe à huile
- 1.6 TS (82 x 75,65), 1598 cm3, 88 kW/120 ch à 6300 tr/mn, 144 Nm à 4500 tr/mn
- 1.8 TS (82 x 82,7), 1747 cm3, 106 kW/144 ch à 6500 tr/mn, 169 Nm à 3500 3500 tr/mn
- 2.0 TS (83 x 91), 1970 cm3, 114 kW/155 ch à 6400 tr/mn, 187 Nm à 3500 tr/mn

Déphaseur
- Directement commandé par la centrale d’injection, le déphaseur sert à varier le calage des soupapes d’admission en fonction de la charge et du régime requis au moteur.

Fonctionnement en phase fermée (PF)
- Quand la phase fermée est demandée (ralenti et zone de puissance maximum), l’électro-aimant (1) est désexcité, donc le tiroir de la soupape (2) poussé par le ressort antagoniste (3), reste soulevé, empêchant ainsi à l’huile qui arrive de la canalisation (A), d’atteindre le déphaseur.
- Dans ce cas, le calage des soupapes d’admission reste inaltéré (fermé).

Fonctionnement en phase ouverte (PO)
- Quand la phase ouverte est demandée (régimes moyens à couple élevé), l’électro-aimant (1) est excité, poussant ainsi le tiroir de la soupape vers le bas (2).
- Dans cette position, l’huile provenant de la canalisation (A) entre dans la chambre (B) du piston puis, à travers un trou spécial, dans le canal (C) obtenu à l’intérieur de celui-ci.
- L’huile ne peut sortir de ce canal qu’à travers le trou supérieur (en communication avec le tuyau (D) d’amenée de l’huile au déphaseur) car le trou inférieur, suite à l’abaissement du tiroir de la soupape (2), n’est plus en communication avec le tuyau d’échappement (E).
- A travers les tuyaux (D) et (F), l’huile arrive dans la chambre (G) en déplaçant axialement vers le moteur le piston (4) qui, étant muni de l’extérieur d’une denture hélicoïdale, est contraint de tourner dans le sens des aiguilles d’une montre.
- Grâce au profil cannelé à dents droites, sa rotation est transmise au pignon (5) qui, vissé sur la tige filetée de l’arbre à cames (6), transmet la rotation à celuici, variant ainsi de 25° moteur le calage des soupapes d’admission.
- Dès que l’électro-aimant est désexcité, le tiroir de la soupape (2) revient en position initiale, interrompant ainsi le flux d’huile sous pression vers le piston (4), tout en permettant le retour de l’huile à l’échappement, grâce à la poussée du ressort antagoniste (7).
- La canalisation (L) permet la lubrification de l’axe de l’arbre à cames dans les différentes conditions de fonctionnement.
- L’huile qui atteint la chambre de l’électro-aimant par écoulement (H), se décharge à travers le conduit de drainage (E).



VANOS : distribution à la demande

La position optimale des arbres à cames est déterminée par le boîtier électronique en fonction des signaux transmis par des disques repères calés sur les arbres. Ainsi, à chaque instant, la position angulaire relative des arbres à cames d'admission et d'échappement est connue et comparée à une valeur théorique requise, et en cas de besoin, corrigée grâce à des vérins hydrauliques.
L'intervention se fait entre les pignons dentés de la chaîne de commande et les arbres. Un vérin de commande agit sur un pignon à denture hélicoïdale relié au pignon d'entraînement, constitué d'un arbre cannelé à denture droite.


La pression d'huile requise (100 bars) pour assurer le fonctionnement est obtenue à partir d'une pompe à huile entraînée par L'arbre à cames d'échappement. Le temps de réponse est de 250 millisecondes pour la course de réglage maximum.

Sur la première version du moteur M3 6 cylindres, seul l'arbre à cames d'admission était concerné par le VANOS.
Il permettait un calage variable sur 42° d'angle de rotation du vilebrequin, de 80° après le PMH (avance maxi) à 122° après le PMH (retard maxi). L'arbre à cames d'échappement restait fixe et calé à 108° avant le PMH. La levée des soupapes restant toujours égale à 11,3 mm.


Sur le nouveau moteur M3, le VANOS commande les deux arbres à cames. L'angle de calage variable de celui admission a été augmenté et passe à 60° d'angle de rotation du vilebrequin, de 70° après le PMH (avance maxi) à 130° après le PMH (retard maxi). Quant au calage variable de l'arbre à cames d'échappement, sa plage de calage variable est de 38° de rotation vilebrequin, de 114° avant le PMH (avance maxi) à 76° avant le PMH (retard maxi). La levée des soupapes reste égale à 11,3 mm.
Au démarrage, l'arbre à cames d'admission se trouve en position retard, tondis que celui d'échappement est en position avance. Ensuite, au fur et à mesure que le régime augmente ou que la charge du moteur s'accroît, les diagrammes d'admission et d'échappement vont se croiser de plus en plus, cela de façon continue en fonction de la demande pour fournir un couple ou une puissance optimaux.

Le déplacement angulaire des arbres à carnes est commandé par un dispositif hydraulique.


Dans l'axe du pignon denté d'entraînement par chaîne des arbres à cames se trouve un pignon à denture hélicoïdale pouvant coulisser d'avant en arrière grâce à un vérin hydraulique. Ce pignon à denture hélicoïdale entraîne à son tour l'arbre à cames grâce à un arbre cannelé engrenant dans le manchon cannelé de l'arbre a cames.
On le voit, l'arbre à cames n'est pas entraîné directement par le pignon denté de la chaîne de distribution. Ce mouvement d'avant en arrière de l'arbre denté provoque une rotation de l'arbre à cames par rapport au pignon d'entraînement.
La limitation de vitesse à 250 km/h est assurée par le système VANOS, à environ 255 km/h. La limitation de régime maxi moteur est procurée par intervention sur le point d'avance et l'injection.

BMW Valvetronic

- BMW Valvetronic (AutoHebdo, 21.3.2001)

"On connaissait jusqu'ici chez des constructeurs comme Honda, Porsche ou Toyota un principe de variation prédéterminée d'ouverture des soupapes d'admission. BMW a inventé et déposé sous le nom de Valvetronic un dispositif de variation continue dont la rapidité et la précision rendent superflu l'usage du traditionnel papillon de gaz.
Le Valvetronic fait ses débuts sur le 4 cylindres de la 316ti. On va le retrouver d'ici 2002 sur la nouvelle génération des 8 et 12 cylindres BMW, avant qu'il ne soit adopté sur les 6 cylindres.
Sur le 4 cylindres, la levée des soupapes d'admission peut varier de 0,3 mm au ralenti jusqu'à 9,7 mm à pleine charge, en 300 millisecondes.
Pour ce faire, un petit moteur électrique déplace un arbre à excentrique via un engrenage à vis sans fin, sous le contrôle d'un calculateur électronique autonome qui dialogue avec la gestion moteur. Un levier est intercalé entre l'arbre à cames et le basculeur de la soupape.
Ce levier porte un rouleau sur lequel évolue la came. Son extrémité supérieure s'appuie sur l'arbre à excentrique via un deuxième rouleau.
Le principe de base est simple mais fait appel à un véritable mécanisme d'horlogerie boosté par les progrès de l'électromécanique. A cela s'ajoute le calage variable en continu des arbres à cames sur 60 degrés !
A la conduite, le 4 cylindres 1,8 litre Valvetronic de la 316ti fait preuve d'une souplesse et d'une linéarité jamais rencontrées, sans paraître creux pour autant. Ses montées en régime sont franches et la faible inertie ressentie peut rappeler les mécaniques moto.
Le Valvetronic se veut la réplique de BMW aux adeptes de l'injection directe. Il fait baisser pollution et consommation."


- BMW Valvetronic (l'Argus de l'Automobile, 22.3.2001)

"Ce dispositif complète le système Vanos double, appliqué ici pour la première fois sur un moteur quatre cylindres.
Ce système assure en continu une variation du calage, c'est-à-dire, le temps d'ouverture des soupapes, des arbres à cames d'admission et d'échappement.
Le Valvetronic module lui la levée des soupapes d'admission entre 0,3 mm et 9,7 mm.
Le constructeur bavarois explique très bien cette nécessité de calage et de levée variables en osant la comparaison avec la respiration humaine.
Lorsqu'il fournit un effort important, l'homme respire profondément et longuement.
Pour un effort moindre, s'il lui faut moins d'air, ce n'est pas en se bouchant un peu le nez ou la bouche qu'il réduit l'arrivée d'air, mais en respirant moins longuement et moins profondément.
Le Valvetronic agit de la même façon en supprimant l'étranglement que constitue le papillon d'accélération classique.
Le collecteur est donc ouvert en continu, et c'est l'ouverture de la soupape, variable en durée et en "profondeur" qui alimente les cylindres selon la position de la pédale d'accélérateur et la gestion électronique générale.
L'arbre à cames d'admission actionne normalement les soupapes par l'intermédiaire d'un basculeur.
C'est à ce niveau qu'un arbre à cames secondaire modifie la position angulaire du basculeur pour obtenir une levée plus ou moins importante des soupapes.
Cet arbre secondaire entre en rotation, sur une course d'environ un demi-tour, sous l'action d'une vis sans fin entraînée par un servomoteur dont le mouvement est commandé par le calculateur électronique.
Réponse immédiate à l'accélérateur, gain de 10% en termes de consommation, émission réduites, accélérations et reprises en progrès grâce à un couple plus élevé sont les atouts de cette innovation technique.
En outre, elle est adaptée à toutes les qualités d'essence du commerce, contrairement aux moteurs à injection directe qui exigent un indice d'octane élevé et une très faible teneur en souffre."

Merci pour la peine. Il est excellent ce cours

Je vais prendre congé pour tout lire et surtout tout comprendre

DJ et italoman