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CONSIDÉRATIONS SUR LES ARBRES A CAMES

DES MOTEURS 3 PALIERS 662-02 ET 670-XX

 

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L'arbre à came, véritable horloge de synchronisation du moteur, présente encore quelques mystères pour qui veut affûter un peu sa mécanique.
 
 

LE RÔLE DE L'ARBRE À CAMES :

Il sert à deux choses

  • ouvrir et fermer les soupapes d'admission et d'échappement au bon moment.

  • entraîner la pompe à huile et synchroniser le système d'allumage sur nos moteurs.

La forme des cames détermine la quantité de gaz et la durée du remplissage de ceux-ci.

La position des cames détermine le moment d'admission et de reflux des gaz.
 
 

CARACTERISTIQUES DES AC :

Les arbres à cames sont caractérisés par 3 paramètres :

  • La levée de soupape .
     

    Il s'agit de l'ouverture maximum (levée maximum) que peuvent emprunter les gaz.

    La levée de soupape est donnée par la différence des côtes h-e si les culbuteurs sont symétriques ou si l'arbre à came agit en tête de soupape. Dans le cas de culbuteurs dissymétriques (cas de la 4CV et de la Dauphine), il convient de multiplier (h-e) par le rapport formé par la longueur des  deux bras de levier du culbuteur de chaque coté des son axe de rotation..

    Plus la levée de soupape est importante, mieux les gaz circulent (et meilleur est le rendement). Attention, la levée n'est pas illimitée car le mouvement est cyclique et les accélérations sont considérables ainsi que les vitesses de coulissage dans le guide de soupape. On préfère largement modérer la levée de soupape et augmenter le diamètre de la soupape.

    2-Le temps d'ouverture.

    Il s'agit du temps pendant lequel la soupape reste ouverte. Ce temps est fixé par le profil de la came. Plus la came est pointue, plus le temps d'ouverture est court, et plus la came est "plate", plus le temps d'ouverture est long.

    Il faut remarquer que le qualificatif d'arbre à cames "pointu" ne qualifie pas un arbre à cames qui possède des cames pointues. Plus un moteur est "pointu" moins son arbre à cames l'est ! Ce qualificatif désigne un arbre à cames dont les paramètres sont optimisés pour une utilisation précise du moteur dans une plage de régime de rotation et de puissance. En effet, pour améliorer le remplissage à haut régime, les cames d'un moteur poussé ont un profil nettement plus carré que celles d'un moteur standard. Ceci est visible à l'il nu quand les deux arbres à cames (le normal et le spécial) sont placés côte à côte.

    L'usage veut cependant que l'on parle d'arbre à cames "pointu" dans le cas d'un moteur poussé!!
     
     

  • Les angles d'ouverture.

Il s'agit du moment (exprimé en angle de rotation du moteur) où la soupape commence à s'ouvrir, et où elle commence à se fermer.

Désignons par PMH (Point Mort Haut) et PMB (Point Mort Bas) les positions respectives où le piston est en haut et en bas.

Dans un moteur à 4 temps, une course complète du piston est nécessaire, tant pour aspirer les gaz frais que pour laisser échapper les gaz brûlés. On peut donc admettre que dans la coure d'admission (mouvement du piston vers le PMB), la soupape d'admission est ouverte au moment du PMH et qu'elle se ferme lorsque le piston arrive au PMB en n'aspirant plus aucun gaz. Le même raisonnement vaut pour la phase d'échappement.

La réalité est très différente :

Comme les soupapes ne peuvent s'ouvrir à une vitesse illimitée (à cause des forces d'accélération), il faut placer un point d'ouverture ou de fermeture respectivement avant le PMH et le PMB. De plus, l'écoulement des gaz représente à ces vitesses et pressions une masse non négligeable, et il faut un certain temps pour qu'ils se mettent en mouvement. Tous ces paramètres sont optimisés par ce que l'on appelle le CROISEMENT de l'arbre à came (Les 4 valeurs angulaires AOE-RFE-AOA-RFA)

Ces angles d'ouverture et de fermeture sont définis comme suit :

AOE : Avance à l'Ouverture de l'Echappement

Cest le nombre de degrés de rotation du vilebrequin entre le début d'ouverture de la soupape d'échappement, et le point mort bas en fin d'explosion (PMBex).

RFE : Retard à la Fermeture de l'Echappement

Retard de fermeture de la soupape d'échappement après le point mort haut en fin d'échappement (PMH ech).

AOA : Avance à l'Ouverture de l'Admission

Avance de l'ouverture de la soupape d'admission avant ce même PMHech.

Le croisement de larbre à came est égal à AOA + RFE, nombre de degrés pendant lequel les deux soupapes sont ouvertes en même temps.

RFA : Retard à la Fermeture de l'Admission

Retard de fermeture de la soupape d'admission après le point mort bas en fin d'admission (PMB adm).
 
 

QUELQUES PROFILS D'ARBRE A CAMES :

 

4 CV
1063
FERRY SPORT
FERRY COMPET

FERRY N°12

SATECMO
DAUPHINE
DAUPHINE G
1093
MOTEUR
662-2
SP
SP
SP
SP
SP
670-1
670-05
670-05 SP
PUISSANCE
21
32
28
40
55
AOA
6
11
24
34
18
12
6
7
9
RFA
30
55
54
73
48
55
30
45
50
50
45
45
50
70
45
59
45
45
45
RFE
7
7
20
31
15
17
7
7
7
LEVÉE ECH
5,75
NC
NC
NC
6,28
NC
5,75
6,57
7,06
LEVÉE ADM
6
NC
NC
NC
9,98
NC
6
6,96
6,97


 

Jean-Pierre DELAUNOY Mai 2002