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Arbres à cames pour CAMIONS

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Les arbres à cames sont des éléments du moteur à combustion interne. Ils ouvrent et ferment les soupapes d'admission et d'échappement du moteur au bon moment, avec une course précise et dans un ordre clairement défini. Les arbres à cames sont des composants fortement sollicités, c'est pourquoi ils font partie des pièces d'usure typiques.

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Qu'est-ce qu'un arbre à cames ?

L'arbre à cames est un composant du moteur à combustion interne. Il est responsable de l'ouverture et de la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement du moteur au bon moment, avec une course précise et dans un ordre bien défini. Il est entraîné par le vilebrequin via des courroies de distribution, des roues dentées ou une chaîne de distribution. Il tourne deux fois moins vite que le vilebrequin.

Les arbres à cames sont fabriqués en fonte grise, en acier nitruré, en fonte à graphite sphéroïdal ou en acier trempé. Pour réduire le poids, ils peuvent être percés ou moulés en creux. La plupart du temps, leurs paliers et les cames sont trempés en surface. On distingue les arbres à cames situés dans le bloc moteur et ceux situés sur la culasse (arbres à cames en tête) :

Arbre à cames dans le bloc moteur

Dans la distribution Over-Head-Valves (distribution OHV), l'arbre à cames se trouve dans le bloc moteur. Il agit sur les soupapes par l'intermédiaire de culbuteurs et de tiges de poussoir. En raison des nombreuses pièces mécaniques qui doivent être déplacées par le ressort de soupape lors de la fermeture, la distribution OHV ne convient qu'aux moteurs à bas régime.

Arbre à cames en tête

Les moteurs à régime plus élevé sont généralement équipés d'un arbre à cames en tête (Over-Head-Camshaft - distribution de type OHC) ou de deux arbres à cames en tête (Double-Over-Head-Camshaft - distribution de type DOHC) situés sur la culasse. Ils entraînent les soupapes via des culbuteurs ou directement via des poussoirs à coupelle.

Matériaux de l'arbre à cames

Les arbres à cames sont composés de différents matériaux. Outre les arbres coulés et les arbres dits coulés creux, il existe des arbres à cames forgés en acier. Les arbres à cames tubulaires en acier fabriqués avec des matériaux frittés sont apparus récemment. Ils permettent d'économiser environ 40% de poids par rapport aux autres variantes - un avantage puisque les composants d'un véhicule doivent être conçus de manière aussi légère que possible afin de rendre le véhicule plus performant.

Reconnaître un dommage sur l'arbre à cames

Les arbres à cames ne sont pas des pièces d'usure. En général, ils durent toute la vie du véhicule. C'est pourquoi les dommages sur l'arbre à cames sont plutôt rares. Des sollicitations exceptionnelles chez les conducteurs fréquents avec un kilométrage extrême ou tout simplement un défaut font partie des causes les plus fréquentes d'un dommage sur l'arbre à cames.

Pour les arbres à cames en tête, un premier contrôle visuel permet de déterminer si l'arbre à cames est endommagé. Une fois le couvre culasse retiré, on peut voir l'arbre à cames. Normalement, les surfaces de roulement des cames sont impeccables. Mais si elles présentent des traces de frottement, l'arbre à cames est probablement usé.

D'autres indicateurs sont les bruits de broiement et les anomalies dans les temps de distribution. Le problème n'est toutefois pas toujours visible. Les cames peuvent aussi être nettement usées sans traces importantes.

Si un dommage sur les surfaces de glissement ou dans les paliers est à l'origine du problème, cela ne se voit qu'après le démontage de la coque de l'arbre à cames. Mais même si des traces de frottement sur les coussinets indiquent une usure excessive, cela ne signifie pas qu'elles ont atteint leur niveau minimum. Certains arbres à cames fonctionnent complètement sans coussinets. Dans ce cas, il faut remplacer le boîtier de l'arbre à cames. Le remplacement des coussinets est plus économique.

Remplacement de l'arbre à cames

Un défaut de l'arbre à cames se traduit par un fonctionnement irrégulier du moteur, une consommation de carburant accrue, une puissance réduite et un moteur qui ne démarre pas. Il s'agit souvent de symptômes non spécifiques qui ne peuvent être élucidés que dans un garage. Les causes sont entre autres une huile moteur de mauvaise qualité ou un montage incorrect.

Avant de remplacer l'arbre à cames, il faut se demander si une réparation est possible ou si l'arbre à cames doit être remplacé. Dans ce cas, seul un arbre à cames neuf entre en ligne de compte, car il est impossible de savoir quel est l'âge et l'usure des pièces d'occasion. Il faut également considérer d'un œil critique l'absence de garantie.

Pour remplacer l'arbre à cames, il faut d'abord retirer le cache moteur. Ensuite, il faut enlever le couvre culasse. Selon le type de construction, il faut démonter soit la courroie de distribution, soit la chaîne de distribution, car l'arbre à cames est relié au vilebrequin par une courroie de distribution ou une chaîne de distribution. L'arbre à cames et les coussinets peuvent ensuite être remplacés. Au cours de ce remplacement, il faut toujours procéder à une vidange d'huile et changer le filtre à huile. De cette manière, l'usure peut être réduite.

Achat en ligne d'arbres à cames à bas prix

Le prix des nouveaux arbres à cames dépend de la qualité de l'arbre à cames et du moteur. Les coûts se situent entre 150 euros et 350 euros. À cela s'ajoutent la main-d'œuvre et les pièces supplémentaires nécessaires à la réparation ou au remplacement. Les coûts peuvent alors rapidement atteindre 1 000 euros. Étant donné que la réparation du véhicule nécessite des outils spéciaux et des connaissances spécialisées, il est préférable de faire appel à un garage spécialisé. Vous pouvez économiser de l'argent en achetant un nouvel arbre à cames en ligne à un prix avantageux. Chez Motointegrator, vous trouverez votre nouvel arbre à cames en plus d'environ cinq millions de pièces et d'accessoires automobiles. Une fois la commande passée, vous recevrez le composant dans un délai de quatre jours ouvrables. Les très bonnes évaluations des clients et notre certification Trusted Shop témoignent de la qualité des pièces détachées que nous proposons.

Structure d'un arbre à cames

L'arbre à cames est soutenu en plusieurs points. Entre les deux se trouvent les élévations en forme de came qui actionnent les soupapes. Sur la face avant se trouve l'engrenage de la courroie de distribution, ainsi que le réglage de l'arbre à cames pour optimiser les temps d'ouverture en fonction du régime moteur.

Quels sont les arbres à cames disponibles ?

Une distinction est faite entre les différentes conceptions en ce qui concerne l'actionnement des soupapes. L'arbre à cames en tête (OHC) se trouve dans la plupart des moteurs. Mais il y a aussi la variante des valves suspendues. Le terme anglais "Over Head Valve", abrégé OHV, est cependant plus facile à comprendre. Les soupapes sont situées au-dessus de l'arbre à cames. L'arbre à cames n'a même pas besoin d'être dans la culasse . Il est ainsi plus facile d'optimiser la chambre de combustion. Mais certains types de moteurs, comme les moteurs boxer ou les moteurs en V à culasse unique (pour chaque cylindre), sont également équipés d'un arbre à cames monté en bas.

Les soupapes sont actionnées par des culbuteurs ou des bascules. L'inconvénient d'un moteur à soupapes en tête est la masse élevée à déplacer, ce qui a un effet négatif surtout à grande vitesse. C'est pourquoi la technologie des soupapes en tête est réservée non seulement au Boxer mais aussi aux gros moteurs diesel, où le couple est plus important que la vitesse. Dans le cas de l'arbre à cames en tête de l'OHC, il faut encore faire une distinction en fonction du nombre d'arbres à cames. S'il y a deux arbres à cames, il s'agit d'un moteur "Double Over Head Calmshaft", en abrégé DACT. Les moteurs à DACT ne sont pas nécessairement des moteurs à quatre soupapes. Les soupapes d'échappement et d'admission peuvent être actionnées chacune par un arbre à cames.

Comment est fabriqué un arbre à cames ?

L'arbre à cames le plus couramment utilisé est celui en fonte. Les arbres à cames coulés sont d'une seule pièce, la came et la zone de palier sont spécialement durcies, par exemple par frittage. Il y a aussi des arbres à cames en acier qui sont forgés. Récemment, des arbres à cames en plusieurs parties ont également été utilisés en raison de techniques de traitement plus efficaces. Cela permet de durcir encore mieux les parties sollicitées et de gagner du poids.

Faut-il encore ajuster le jeu de la valve ?

Les poussoirs sont situés entre l'arbre à cames et la soupape. Autrefois, il fallait régler ici le jeu des soupapes. Le jeu entre le poussoir et la came doit être réglé au dixième de millimètre. Il y avait aussi des poussoirs à coupelle avec de petites plaques, qui avaient une certaine épaisseur, les cales ou les plaques de valves. Elles sont encore courantes sur les motos aujourd'hui. Ici aussi, la distance doit être fixée avec précision. Aujourd'hui, on utilise ce qu'on appelle des poussoirs hydrauliques. Ce sont des poussoirs qui sont remplis d'huile moteur et qui régulent la distance indépendamment par la pression de l'huile.

Comment se manifestent les défauts de l'arbre à cames, du poussoir ou des soupapes ?

Comme nous l'avons déjà mentionné, les cames d'un arbre à cames doivent être spécialement durcies. On en arrive ainsi sans cesse à des arbres à cames qui ne répondent pas aux exigences. Surtout lorsqu'un moteur est développé à partir de zéro. Soit la charge mécanique est plus élevée, soit les arbres à cames n'ont pas été suffisamment durcis. Les bruits qui en résultent sont également difficiles à classer pour un mécanicien. Un cliquetis ou un virement de bord dépendant de la vitesse peut l'indiquer.

Cependant, ce bruit se produit également avec des soupapes mal réglées s'il n'y a pas encore de poussoirs hydrauliques. Il faut le distinguer d'un bruit de cliquetis, qui ne peut être entendu qu'au début, après le démarrage du moteur. Cela est particulièrement vrai si le moteur n'a pas tourné pendant une longue période (la nuit par exemple). Dans ce cas, ce cliquetis provient des poussoirs hydrauliques. Le bruit signifie des poussoirs qui fuient et dont l'huile moteur s'échappe (pendant la nuit, pendant des heures). Il en résulte un bruit de cliquetis au démarrage du moteur. Maintenant, les poussoirs se remplissent rapidement d'huile, le bruit a disparu.

De temps en temps, lorsque le moteur n'a pas fonctionné pendant plusieurs heures, un nuage de fumée bleu peut également sortir de l'échappement. L'huile moteur de la culasse, qui est nécessaire pour lubrifier la commande des soupapes, les arbres à cames et les poussoirs hydrauliques, s'accumule sur le dessus de la tête. Il est maintenant aussi autour des valves sur le dessus de la tête. Si les joints de la tige de soupape (entre la soupape et la tête) sont usés, l'huile moteur s'écoule dans le compartiment moteur à cet endroit. La conséquence est un nuage de fumée bleu après le démarrage du moteur.

Quel est l'entretien nécessaire de l'arbre à cames ?

Cela comprend tout d'abord la vidange d'huile régulière qui doit être effectuée conformément aux instructions du fabricant. Soit après avoir atteint un certain kilométrage, soit après une certaine période de temps - selon ce qui est atteint en premier. Il est surtout important de n'utiliser que des huiles moteur approuvées par le fabricant. À intervalles plus longs, les mécaniciens retirent également le couvercle de la soupape conformément aux instructions du fabricant et procèdent à une inspection visuelle des arbres à cames. Différentes méthodes de mesure permettent de vérifier si des marques de rodage ou une usure excessive sont apparues.

En outre, le remplacement de la courroie crantée dans les intervalles spécifiés par le fabricant est également important. Une courroie dentée ou une courroie de distribution usée s'étire trop au début. Cela rend les heures d'ouverture moins précises. Mais les signes de fatigue vont si loin que la courroie de distribution peut aussi se déchirer. C'est pourquoi la courroie de distribution, y compris le galet de renvoi et la poulie de tension, doit toujours être remplacée conformément aux spécifications du fabricant. Pour les moteurs avec chaîne de distribution, les intervalles de remplacement des glissières et du tendeur de chaîne doivent être respectés. En outre, l'ancienne chaîne de chronométrage devrait être resserrée ou remplacée, bien que cela ne se fasse généralement pas avant 150 000 à 200 000 km.

Comportement général

Quiconque a déjà voulu régler les soupapes d'un moteur sait qu'il existe des valeurs de réglage pour un moteur froid et un moteur chaud. Cela est dû à la dilatation thermique des composants. Tout est conçu avec l'arbre à cames et le jeu des soupapes pour un fonctionnement optimal à la température de fonctionnement. Par conséquent, après un démarrage à froid, chaque moteur doit d'abord être doucement amené à sa température de fonctionnement avant de montrer ses performances maximales.