Comment fonctionne un arbre à cames ?

Dans les moteurs à combustion interne, l’arbre à cames est un élément qui joue un rôle important, en assurant le bon fonctionnement du moteur. Mais que faut-il savoir sur son fonctionnement ? Quels sont les dysfonctionnements possibles et quel est le prix d’un arbre à cames ? Découvrez les réponses à ces questions dans cet article.

Sommaire

Arbre à cames : définition

Un arbre à cames est un composant mécanique utilisé dans les moteurs à combustion interne, ainsi que dans d’autres applications mécaniques, pour contrôler le mouvement des soupapes d’admission et d’échappement. Il s’agit d’un arbre généralement monté dans la culasse du moteur et qui comporte des lobes excentriques ou des cames, d’où son nom.

Quel est le rôle et le fonctionnement de l’arbre à cames sur votre voiture ? 

L’arbre à cames ainsi que le capteur de l’arbre à cames jouent un rôle essentiel dans la performance et l’efficacité d’un moteur, car il détermine la durée et le moment où les soupapes s’ouvrent et se ferment, influençant ainsi la quantité d’air et de carburant admise dans la chambre de combustion. Une bonne conception de l’arbre à cames peut améliorer la puissance, le couple et l’économie de carburant du moteur.

Lorsque l’arbre à cames tourne avec le moteur, les cames exercent une pression sur les poussoirs, les tiges de culbuteurs ou les linguets, ce qui provoque l’ouverture et la fermeture des soupapes à des moments précis. Le profil des cames est soigneusement conçu pour contrôler la synchronisation des soupapes, permettant ainsi au moteur de fonctionner de manière efficace en régulant l’admission d’air et l’échappement des gaz.

Où il se trouve dans le moteur d’une voiture ?

L’arbre à cames est généralement situé dans la culasse du moteur, au-dessus des cylindres. Sa position exacte peut varier en fonction de la conception du moteur. Dans les moteurs à soupapes en tête, l’arbre à cames est localisé à l’intérieur du bloc moteur. Dans le cas des moteurs à cames en tête, l’arbre à cames se situe au-dessus de la culasse. 

Quelle est la différence entre vilebrequin et arbre à cames ?

Le vilebrequin et l’arbre à cames sont deux composants cruciaux dans un moteur à combustion interne, mais ils ont des fonctions très différentes. Voici les principales différences :

• Fonction principale :

Le vilebrequin est responsable de la conversion du mouvement linéaire alternatif des pistons en mouvement rotatif continu. Il transforme l’énergie générée par la combustion du carburant en rotation, ce qui permet de faire tourner le vilebrequin et de fournir de la puissance au véhicule.

L’arbre à cames contrôle l’ouverture et la fermeture des soupapes d’admission et d’échappement du moteur à des moments précis. Il influence la synchronisation des soupapes pour optimiser l’admission d’air et l’échappement des gaz, ce qui affecte les performances et l’efficacité du moteur.

• Mouvement :

Le vilebrequin tourne en cercle pour convertir le mouvement linéaire alternatif des pistons en un mouvement rotatif continu.

L’arbre à cames tourne également en cercle, mais son mouvement est synchronisé avec le vilebrequin pour ouvrir et fermer les soupapes à des moments précis

Quels sont les symptômes d’un arbre à cames usé ou cassé ?

Voici quelques-uns des symptômes les plus courants associés à un arbre à cames défectueux :

• Témoin lumineux du moteur allumé : un arbre à cames défectueux peut déclencher l’allumage du témoin lumineux du moteur sur le tableau de bord. Cela peut indiquer un problème avec le système de gestion du moteur lié à la synchronisation des soupapes.
• Ratés d’allumage : un arbre à cames défectueux peut provoquer des ratés d’allumage, ce qui se manifeste par des secousses ou des vibrations du moteur pendant le fonctionnement. Cela peut également se traduire par des bruits anormaux du moteur.
• Perte d’efficacité du carburant : un arbre à cames usé peut entraîner une mauvaise synchronisation des soupapes, ce qui peut affecter la combustion du carburant. Cela peut se traduire par une consommation de carburant accrue et une efficacité réduite.
• Bruits anormaux du moteur : un arbre à cames défectueux peut provoquer des bruits inhabituels du moteur, tels que des claquements, des cliquetis ou des bruits de cognement. Ces bruits sont généralement causés par un mauvais fonctionnement de la chaîne de distribution ou des composants associés.
• Ralenti instable : un arbre à cames endommagé peut provoquer un ralenti instable du moteur, avec des variations de régime incontrôlées. Cela peut rendre la conduite difficile, en particulier au ralenti.

Arbre à cames défectueux : quelles sont les causes possibles ?

Voici quelques-unes des causes possibles d’un arbre à cames défectueux :

• Usure normale : comme tout composant mécanique, un arbre à cames subit une usure avec le temps en raison du frottement constant et des contraintes mécaniques .
• Contamination d’huile : la présence de contaminants dans l’huile, tels que des particules de métal ou des impuretés, peut endommager l’arbre à cames et les paliers.
• Chaîne de distribution usée : une chaîne de distribution usée ou défectueuse peut entraîner une mauvaise synchronisation des soupapes, exerçant ainsi une pression excessive sur l’arbre à cames.

Comment réparer un arbre à cames usé et à quel prix ?

La réparation d’un arbre à cames nécessite une expertise mécanique, car elle implique un démontage complexe du moteur. Si vous choisissez de confier cette tâche à un professionnel, le coût peut varier largement en fonction de la complexité du travail et du modèle de votre voiture.

En moyenne, le coût d’un arbre à cames neuf oscille entre 100 € et 300 €. Si le capteur de l’arbre à cames doit également être remplacé, vous devrez ajouter entre 10 € et 100 € à votre budget.

Le coût de la main d’œuvre représente une part importante du coût total. La réparation peut nécessiter entre 2 à 7 heures de travail, selon la position de l’arbre à cames dans le moteur. En somme, le coût total d’un changement d’arbre à cames peut varier entre 1000 € et 1500 €.

Il est également possible de réparer l’arbre à cames si seules les cames sont usées. Une technique appelée « surfaçage de chrome à impulsions électroniques » peut être utilisée pour restaurer l’épaisseur normale des cames.

Combien de temps ça prend pour le changer ?

Voici une estimation approximative  du temps nécessaire pour remplacer un arbre à cames :

• Véhicules simples : sur les véhicules plus simples avec un accès relativement facile à l’arbre à cames, la tâche peut prendre environ 3 à 6 heures.
• Véhicules complexes : sur les véhicules plus complexes avec une conception de moteur plus compliquée ou un accès limité à l’arbre à cames, le remplacement peut prendre de 6 à 10 heures ou plus.