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Contrôle des arbres à cames

Un peu de technique de base….mais d'abord le vocabulaire

Rectifier  veut dire enlever de la matière en effectuant un usinage à l’aide d’outil abrasif (meule). Cela se fait habituellement sur des matériaux durs et pour
obtenir un usinage de grande précision.

Retailler veut dire tailler une nouvelle fois ou rectifier une surface qui a déjà été rectifiée.

Traiter  veut dire provoquer une modification de la structure de la matière en surface ou en profondeur pour l’amener à satisfaire les exigences de longévité.
Les traitements d’arbres à cames doivent apporter à la matière de base des qualités de dureté et assurer un faible coefficient de frottement (pour limiter les pertes
de performance par friction qui sont loin d’être négligeables).

Retraiter veut dire traiter une pièce qui a déjà été traitée antérieurement. Généralement les traitements faits sur des arbres à cames  ayant déjà été traités ne sont pas toujours
de la même nature que le traitement original. Le but est le même que lors d’un traitement de base mais en plus, ce retraitement
ne doit pas déformer la pièce car les portées
sont forcément en cote finies et les redressages
extrêmement délicats car l’alignement des portées doit être parfait.

« Blanchir » est un terme technique qui en parlant de rectification veut dire rectifier une surface en enlevant le minimum de matière. Ce mot est souvent employé lors de la rectification
des arbres de voitures ou motos anciennes quand l’objectif est de faire disparaître les traces d’oxydation ou d’usure légère sur les cames.

Le lobe de came est la bosse qui engendre le mouvement du poussoir ou du basculeur.

Le cercle de base est la partie parfaitement circulaire qui se raccorde au lobe et qui est concentrique aux tourillons (partie de l’arbre qui tourne dans les paliers de la culasse) de l’arbre à cames.

Les rampes de silence sont les zones qui raccordent le lobe de la came au cercle de base. Le but de ces rampes sont de réduire les effets de choc, les bruits
et l’effet destructif que cela engendre) à l’ouverture
et à la fermeture des soupapes.

La loi de mouvement de soupape exprime le déplacement d’une soupape par rapport à la position angulaire du vilebrequin.

La vitesse de déplacement de soupape exprime une variation de  mouvement en micron, mm, cm ou mètre par rapport au temps.

L'accélération de soupape exprime la variation de la vitesse.

La levée de came se mesure au comparateur (arbre sur vés ou entre-pointes) et permet d’évaluer la levée de soupape à laquelle il faudra déduire le jeu de fonctionnement.

Le diagramme de distribution indique les valeurs angulaires des ouvertures et fermetures de soupapes pour un jeu ou une ouverture théorique donnée. Les abréviations courantes sont :

AOA pour avance à l’ouverture des soupapes d’admission (par rapport au PMH).
RFA pour retard à la fermeture des soupapes d’admission (par rapport au PMB).
AOE pour avance à l’ouverture des soupapes d’échappement (par rapport au PMB).
RFE pour retard à la fermeture des soupapes d’échappement (par rapport au PMH)
PMH pour Point mort haut (position haute du piston).
PMB pour Point mort bas (position basse du piston).

 

techniprofil lois de levée des soupapes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ci-dessous un relevé effectué sur un banc de contrôle informatisé.

  techniprofil cam pro plus graph

Ci-dessous , l’outil indispensable pour contrôler des données angulaires :  le disque gradué.

 Pour ceux qui ne sont pas familiarisé avec l’usage du disque gradué, préférer le montage

« disque fixe ». avec 1 repère mobile lié au vilebrequin (même si la mise en place prend

un peu plus de temps pour centrer le disque, c’est plus facile à maitriser.

  techniprofil disque gradué

 

Préférer un disque gradué par secteur de 90°.

Cela permet une lecture directe des valeurs de diagramme.

  techniprofil disque gradué 90

Un autre outil indispensable :    Le comparateur pour mesurer le déplacement des soupapes avec précision.

 Si la levée de soupape dépasse 10mm, il faut utiliser des comparateurs qui ont des grandes courses (20 mm ou 25 mm).

 Un comparateur classique (et bon marché) peut avantageusement être modifier pour passer sa course de 10,00mm à 14,00mm.

 

  techniprofil comparateur 1 techniprofil comparateur 2

Utiliser de préférence un comparateur gradué dans les 2 sens et modifié 0 à 13 mm

(idéal pour la plupart des besoins).

 

La Retaille des cames (Uniquement pour les véhicules de compétition ou la réparation des arbres à cames d'origine usagés).

 
   
Sur la came arrière, mise en évidence du profil de came d’origine inscrit dans la matière de la came d’origine après rectification (sur une ½ largeur).

H est supérieur à h donc le mouvement du poussoir aura une plus grande amplitude.

D. Ouv. (La durée d·ouverture) La came retaillée montre que l·angle est supérieur à la came standart d·où un diagramme supérieur.

Le principe est le même qu·il s·agisse d·une distribution à poussoirs plats, basculeur, basculeur ou poussoir à galets en « poussoirs mécaniques » ou « hydraulique » dans la limite du fonctionnement correcte pour des poussoirs hydrauliques.

La came retaillée peut, même si elle semble plus petite, engendrer des performances nettement supérieures à la came standart. C·est le profil de la came retaillée qui conditionne les performances futures du moteur.C·est pourquoi il ne faut jamais évaluer « à vue » le niveau de performance que peut engendrer une came. Les relevés de la levée , de la durée d·ouverture avec une élévation de soupape correspondant au jeux de fonctionnement et de 1 mm permettent d·avoir une idée précise du potentielle d·une came (mieux encore, rien ne vaut mieux qu·un relevé complet point par point du profil de came sur un banc de contrôle électronique avec mise en évidence des paramètres complémentaires tels que vitesse d·ouverture, accélération de soupape, et défaut éventuel qui engendreraient des pertubations de fonctionnement pas évidentes à déceler autrement.

 

Après toute rectification, un examen de la dureté en surface est impératif et un traitement de surface devra être effectué si nécessaire.

 

Principe de base du retaillage des cames pour réparer des cames usées sans apport de matière.

  techniprofil retaillage des cames techniprofil retaillage des cames
   
Principe de base du retaillage des cames pour réparer des cames usées sans apport de matière.

Dans le cas d·une réparation, tous les paramètres sont conservés (Levée, durée d·ouverture, diagrammes ·..etc).

L·enlèvement de matière effectué au dos des cames devra être compensé par le système de réglage de jeu aux soupape.

Dans le cas d·une usure très importante, une telle opération ne pourra être effectuée. Un apport de matière sera nécessaire ou une refabrication de l·arbre sera envisagée.

Après rectification, un examen de la dureté en surface est impératif et un traitement de surface devra être effectué si nécessaire.

Fabrication d·arbres à cames

TECHNIPROFIL réalise sur demande des arbres à cames autos et motos pour la plupart des véhicules courants à partir d·indications, d·un arbre modèle ou d·un plan, à l·unité, ou en petite série.

La définition des cames pourra être établie par des indications concernant le niveau de préparation du moteur de compétition, le type de compétition ainsi que le tempérament souhaité du moteur, ou plus précisément par un fichier donnant une définition parfaite de la came en coordonnées polaires (levée de came par° ou par 1 /10éme de °).

Et un peu d’animation pour les passionnés :

Cycle de Beau de Rochas

 

Créateur : Gérard Augereau
Année de création : 1985
Sujet traité : Arbres à cames, rectification, retaille, contrôle, fabrication, étude de came, réparation, auto, moto, ancienne, collection, moteur industriel.
Particularité de l’activité : Travaux unitaires et en petite série.
Profils spéciaux déjà réalisés : Plus de 7200
Clientèle : Professionnels et particuliers