Dans les moteurs modernes, le mécanisme de distribution se trouve dans la culasse, de sorte que l’arbre à cames (ou les arbres à cames) qui s’y trouve entraîne la chaîne ou la courroie de distribution. Les avantages de chaque option font l’objet d’un débat depuis longtemps. Nous examinerons les arguments de ceux qui préfèrent le moteur à chaîne, les avantages et les inconvénients de la courroie de distribution, ainsi que les particularités de l’entretien de ces systèmes de distribution.
Types d’entraînement de la distribution du moteur
Dans le moteur à combustion interne, le mécanisme de distribution est chargé de synchroniser le mouvement des pistons dans les cylindres avec l’ouverture et la fermeture des soupapes d’admission et d’échappement – ce n’est qu’ainsi que le moteur peut fonctionner correctement. La commande de distribution fait tourner l’arbre à cames qui, à son tour, commande les soupapes.
Dans le passé, l’arbre à cames était souvent logé dans le bloc-cylindres et relié au vilebrequin par une paire d’engrenages. Ce type d’entraînement est aussi fiable que possible, même s’il présente certains inconvénients. Mais dans la grande majorité des voitures modernes, la distribution est assurée par une chaîne ou une courroie. Et parfois – leur combinaison. Dans ce cas, un arbre à cames est entraîné par le vilebrequin au moyen d’une courroie, et le second par celui-ci, mais au moyen d’une courte chaîne.
Ils fonctionnent de la même manière, mais la courroie transmet la force grâce au contact des dents en « caoutchouc », tandis que la chaîne est constituée de maillons métalliques. Chacune de ces options présente des avantages et des inconvénients, ainsi que des nuances de fonctionnement qu’il est important de connaître. En même temps, il est impossible de dire sans équivoque ce qui est le mieux, la chaîne ou la courroie.
Avantages et inconvénients de la distribution par courroie
La distribution par courroie implique l’utilisation d’une courroie crantée spéciale. Ce sont ses dents sur la surface intérieure qui transmettent le couple et synchronisent simultanément la rotation de l’arbre à cames et du vilebrequin.
Les courroies dentées modernes sont une construction multicouche assez complexe, dont la surface de travail présente un « motif » soigneusement étudié. Les dents ont généralement un profil trapézoïdal, plus rarement semi-circulaire. La base de la courroie est une couche de renforcement en fibre de verre, en métal ou en fils textiles qui ne lui permettent pas de s’étirer. La partie supérieure est recouverte de caoutchouc, ce qui confère à la courroie sa flexibilité. La surface extérieure des dents est généralement constituée d’une autre couche de renforcement imprégnée d’un composé de graphite qui réduit l’usure et la friction.
La courroie de distribution peut également entraîner d’autres éléments du moteur, le plus souvent la pompe. Les dimensions et le matériau de la courroie, le nombre et la taille de ses dents sont soigneusement calculés par les ingénieurs pour un moteur donné, de sorte que ces pièces ont leur numéro de catalogue et sont sélectionnées pour un modèle de voiture particulier.
Pour que la transmission fonctionne correctement, la courroie doit être correctement tendue. Une tension excessive est tout aussi néfaste qu’une tension insuffisante. Un rouleau spécial, en contact avec la surface extérieure de la courroie, est chargé de maintenir une tension optimale. Il est complété par des dispositifs de tension mécaniques et automatiques, et en plus de lui dans la synchronisation de l’entraînement de la courroie peut être impliqué rouleau de dérivation. Il est généralement installé sur la section de la courroie la plus droite possible afin d’amortir ses vibrations et, en même temps, de la maintenir sur le tendeur.
Le principal avantage de la synchronisation par courroie peut être qualifié de relatif caractère budgétaire d’une telle solution, étant donné qu’une courroie neuve et les travaux liés à son remplacement sont trop onéreux. Toutefois, il est important de savoir que la courroie de distribution n’est généralement pas la seule à être remplacée : de nouveaux galets et tendeurs sont également installés. Parfois, si le manuel d’utilisation le prescrit, il peut être nécessaire de remplacer d’autres composants avec lesquels la courroie de distribution fonctionne.
Quant à la ressource, elle est calculée par le fabricant et varie généralement entre 40 et 150 000 kilomètres. Sur les modèles de moteurs les plus récents, le kilométrage avant remplacement peut être encore plus élevé. Lors du choix d’une nouvelle courroie de distribution, il est nécessaire de tenir compte de sa durée de vie, qui est en moyenne de cinq ans à compter de la date de mise en circulation – cette information doit être lue sur l’emballage avant l’achat.
Structurellement, l’entraînement de la courroie de distribution est situé à l’extérieur du moteur, de sorte que sa seule protection contre la poussière de la route, les précipitations et les fluctuations de température est, au mieux, un couvercle de moteur en plastique décoratif. Cependant, les contaminations « internes » sont beaucoup plus dangereuses pour la courroie – tout d’abord, l’huile qui s’échappe par les joints d’étanchéité usés. Tout cela ne prolonge pas la durée de vie de la courroie, mais la possibilité de l’inspecter visuellement constitue une certaine compensation.
C’est nécessaire, car les conséquences d’une courroie de distribution cassée peuvent être catastrophiques. Une courroie cassée provoque l’arrêt quasi instantané de l’arbre à cames, de sorte que certaines soupapes d’admission ou d’échappement restent en position ouverte alors que les pistons se dirigent encore vers elles. Ce contact peut endommager ou briser les soupapes et, dans le pire des cas, les pistons et les cylindres en pâtissent. La réparation coûtera une somme impressionnante, et comme la courroie n’avertit souvent pas de la proximité de la rupture, il est important d’entretenir régulièrement le mécanisme de distribution et de ne pas économiser sur les pièces de rechange.
Avantages de la courroie de distribution:
- le faible coût de la courroie et du travail de remplacement ;
- la possibilité d’un contrôle visuel en cours de fonctionnement ;
- Fonctionnement silencieux.
Minusages de la courroie dentée:
- pas élevé par rapport à la ressource chaîne;
- soumise à une usure accrue due à des facteurs externes ;
- graves défaillances du moteur en cas de rupture de la courroie.
Avantages et inconvénients de la distribution par chaîne
Cette variante de l’entraînement de la distribution du moteur est fondamentalement la même que la courroie, mais le vilebrequin et l’arbre à cames sont reliés par une chaîne en acier. Dans les groupes motopropulseurs modernes, on utilise principalement des chaînes à rouleaux à plateaux, le plus souvent à une rangée, bien qu’il existe des chaînes à deux rangées. Il existe également des chaînes à plaques.
Les chaînes de distribution sont également sélectionnées par les ingénieurs pour un moteur particulier et ont leur propre numéro de catalogue, qui doit être pris en compte lors de l’entretien et de la réparation. Dans le moteur, la chaîne est placée dans un bain d’huile et fonctionne dans ce bain. Comme la courroie, cette conception est dotée de tendeurs et prévoit également un dispositif d’apaisement, chargé d’amortir les vibrations qui surviennent au cours du processus de fonctionnement. Dans le cas de la distribution par courroie, ce rôle est assuré par un rouleau de dérivation.
À la question de savoir ce qui est le plus fiable, la chaîne ou la courroie de distribution, la chaîne a généralement l’avantage. Souvent, les constructeurs automobiles ne précisent même pas ses ressources séparément, ce qui implique que la transmission par chaîne est conçue pour toute la durée de vie de la voiture. Toutefois, la pratique montre que sur de nombreux moteurs, la chaîne (à une rangée) doit être remplacée après un kilométrage moyen de 150 000 kilomètres. Les chaînes à double rangée ont une plus grande ressource, mais elles sont aujourd’hui rares en raison de la résistance accrue à la rotation.
Naturellement, la réparation coûtera plus cher que dans le cas d’une courroie, mais c’est le prix à payer pour une ressource et une fiabilité accrues. Cela est notamment dû au fait que la chaîne de distribution est isolée de tous les facteurs externes – si vous n’économisez pas sur l’huile moteur et que vous la changez régulièrement, il ne devrait pas y avoir de problèmes. En outre, l’entraînement vous « signalera » l’usure de la chaîne par un bruit lorsque le moteur tourne, par des révolutions instables et, probablement, même par les voyants de contrôle sur le tableau de bord – parce que la chaîne est d’abord tirée et que, de ce fait, les phases de synchronisation sont décalées.
Cependant, même les maillons de la chaîne de distribution qui sautent n’immobilisent pas la voiture, mais donnent un signal qu’il ne faut pas ignorer : il est nécessaire d’arrêter le moteur et de remorquer la voiture jusqu’au service après-vente. Toutefois, si vous parvenez à amener le problème jusqu’à la rupture de la chaîne – c’est extrêmement rare, mais cela arrive – le moteur a peu de chances de survivre. Tout d’abord, les soupapes rencontreront les pistons de la même manière. Deuxièmement, la chaîne métallique endommagera les composants internes du groupe motopropulseur. La réparation du moteur coûtera plus cher que l’élimination des problèmes liés à la rupture de la courroie de distribution.
Avantages de la chaîne de distribution:
- longue durée de vie de la chaîne;
- grande fiabilité de l’entraînement ;
- Protection contre l’usure accrue due à des facteurs externes.
Minusages de la chaîne de distribution:
- étirement progressif de la chaîne, aggravant les caractéristiques du moteur ;
- coût élevé de la chaîne et des travaux nécessaires à son remplacement ;
- absence de contrôle visuel en cours de fonctionnement ;
- défaillance grave du moteur en cas de rupture de la chaîne ;
- fonctionnement plus bruyant.
Caractéristiques de service de la courroie et de la chaîne de distribution
Si votre voiture est équipée d’un moteur à courroie, vous devez périodiquement regarder sous le capot et inspecter la courroie de distribution pour détecter les fissures, les éraflures, les filets délaminés, les dents usées ou coupées, la présence de fuites de fluides techniques. Il est également important de vérifier le degré de tension – un relâchement est inadmissible. En présence d’au moins un des symptômes décrits ci-dessus, il est préférable de se rendre à titre prophylactique au service, pour inspecter et, si nécessaire, remplacer la courroie.
Il est peu probable que cela soit possible avec un moteur à chaîne, car toutes les voitures ne disposent pas d’une possibilité constructive d’évaluer l’état de la chaîne sans démonter le moteur. S’il y a des fenêtres d’observation dans le pignon de distribution, il faudra un palan, le démontage de la roue et, éventuellement, d’une partie de la fixation du moteur. Il est donc préférable de se concentrer sur les symptômes indirects – bruit, tours flottants, témoins lumineux allumés – et de procéder à un entretien régulier de la voiture.
Quel est le meilleur choix : chaîne ou courroie de distribution
De nos jours, les courroies et les chaînes peuvent se trouver sur des voitures de la même marque, fabriquées ou produites à la même époque. Cela montre qu’il n’existe pas de réponse univoque à la question de savoir ce qui est préférable : la chaîne ou la courroie de distribution.
En outre, il n’est pas possible de mettre en évidence la dépendance entre le type de transmission et d’autres caractéristiques de conception des moteurs. On considère que le diesel a des charges plus élevées sur la distribution, mais parmi les moteurs à « carburant lourd », il y a beaucoup de mécanismes à courroie, mais il y a aussi des mécanismes à chaîne. Les moteurs multicylindres en forme de V sont peut-être les seuls où les chaînes prévalent. Il est évident qu’en raison des particularités de la configuration, il est difficile d’utiliser une courroie. Mais à la place, on utilise généralement plusieurs chaînes à la fois, ce qui limite la longueur et la charge de chacune d’entre elles.
En général, les avantages et les inconvénients d’une courroie et d’une chaîne dans l’entraînement de la distribution sont généralement nivelés par les nuances d’un moteur particulier. Si vous devez choisir entre deux moteurs, il est préférable d’étudier à l’avance la fiabilité d’un groupe motopropulseur particulier, par exemple à l’aide de nos « indices de fiabilité ». La chaîne ou la courroie de la distribution n’est pas si importante.
Totaux
- La distribution par courroie est moins chère à entretenir, mais elle est plus sensible à l’usure et au risque de rupture soudaine en cas d’entretien irrégulier.
- La distribution par chaîne est plus fiable en cas de fortes charges et d’entretien irrégulier, mais elle est plus coûteuse à entretenir et entraîne des problèmes plus graves en cas de rupture.
- Il n’est pas nécessaire de choisir un moteur en fonction du type de distribution. C’est plutôt la fiabilité de l’ensemble qui compte.