Les moteurs à calage variable des soupapes (VVT) sont devenus assez courants au cours de la dernière décennie. Différentes versions de la technologie VVT existent, mais la version sur laquelle cet article se concentrera utilise un phaseur pour manipuler la position de l'arbre à cames et, par conséquent, le calage des soupapes.
(Voir Figure 1)
Les phasers peuvent être trouvés uniquement sur la came d'échappement ou sur les cames d'admission et d'échappement. La modification de la position de l'arbre à cames modifie l'axe de la came et l'angle de séparation des lobes entre les cames d'admission et d'échappement. Cela permet aux ingénieurs d'améliorer l'économie de carburant et la puissance tout en continuant à respecter les normes d'émissions.
VVT présente des défis de diagnostic supplémentaires et des opportunités de réparation pour l'industrie des services, y compris de nouveaux codes de panne, donc si vous n'êtes pas familier avec ces unités, il est temps d'améliorer votre préparation au diagnostic en examinant le système VVT, ses commandes et son fonctionnement.
Étant donné que l'huile moteur est le fluide hydraulique qui fait fonctionner le VVT, il est impératif que les moteurs soient remplis au bon niveau avec de l'huile moteur propre de la viscosité appropriée. Un niveau d'huile bas ou une mauvaise viscosité peuvent entraîner des codes de réponse lente du système tels que P000A ou P000B et d'éventuelles plaintes d'entraînement, y compris un MIL allumé.
La pression d'huile est un autre facteur critique dans le système VVT. Au fur et à mesure que les roulements s'usent et développent un jeu, la pression d'huile sera affectée. Les moteurs VVT sont usinés avec des galères d'huile supplémentaires et sont équipés d'un ou plusieurs tamis à mailles fines pour empêcher les débris de pénétrer dans les composants. Si ces écrans doivent être remplacés, l'ensemble du moteur devra peut-être être démonté.
Les moteurs VVT ont généralement des capteurs qui surveillent la pression et la température de l'huile et font partie de la stratégie de contrôle du système. Le principal composant de contrôle de la mise en phase de l'arbre à cames est la soupape de commande d'huile (OCV). L'OCV est un distributeur à tiroir, un peu comme ceux que l'on trouve dans les transmissions automatiques, qui agit comme un dispositif de contrôle de l'huile.
(Voir Figures 2,3,4 et 5)
Il détermine quels orifices reçoivent de l'huile sous pression et lesquels sont ventilés. Le PCM (module de commande du groupe motopropulseur) fait fonctionner un solénoïde qui modifie la position de la soupape. L'huile sous pression circule à travers l'OCV vers l'un des tourillons de palier d'arbre à cames.
(Voir Figure 6)
Il s'écoule ensuite à travers des passages à l'intérieur et vers l'avant de l'arbre à cames. Une fois au nez de l'arbre à cames, l'huile entre dans le phaseur d'arbre à cames.
*Il n'est pas recommandé de démonter le phaser car ils ne sont vendus qu'ensemble.*
Le phaser est un mécanisme en deux parties composé du rotor et du corps du phaser. Le corps du phaser est physiquement boulonné au pignon d'arbre à cames et le rotor est relié à l'arbre à cames à l'aide d'une goupille.
(Voir Figure 7)
Les deux pièces peuvent se déplacer d'environ 20° (40 degrés de vilebrequin) indépendamment l'une de l'autre. Les orifices à l'intérieur du phaser dirigent l'huile vers ou depuis huit chambres. Les chambres sont regroupées en deux côtés, A et B. Lorsqu'un groupe reçoit de l'huile sous pression, les autres sont ventilés, ce qui fournit la force nécessaire pour déplacer ou maintenir le rotor par rapport au corps du phaseur. Les joints d'huile s'insèrent dans les rainures usinées du rotor pour fournir un joint étanche entre les chambres.
L'huile ventilée des orifices de phaseur retourne à travers l'arbre à cames, les orifices de palier de came, à travers la soupape de commande d'huile, puis s'écoule dans le carter de distribution avant. À l'intérieur du phaser, la goupille de verrouillage à ressort sur le rotor s'engage dans le corps du phaser pour verrouiller les deux pièces ensemble. Cela évite le bruit et l'usure potentielle au démarrage du moteur. La pression d'huile est nécessaire pour dégager la goupille de verrouillage.
(Voir Figure 8)
Les positions de phaser verrouillées sur le moteur Chrysler de 2,4 L démonté sur les photos sont un retard complet sur l'admission et une avance complète sur l'échappement. En raison de la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre lorsqu'il est vu de l'avant du moteur, le rotor d'échappement reçoit une assistance supplémentaire d'un ressort pour atteindre la position d'avance complète. Lorsqu'il est dans la position par défaut, il n'y a pas de chevauchement de vannes.
Électriquement, le solénoïde OCV a deux bornes qui se connectent au PCM qui fournit un contrôle du rapport cyclique. La résistance du solénoïde et le côté sur lequel se trouve la commande varient selon les fabricants. Dans le cadre d'une stratégie de nettoyage et de diagnostic, les solénoïdes OCV sont généralement cyclés lors du mode d'allumage. Indépendamment des spécificités de contrôle, le PCM surveille les circuits de solénoïde pour les défauts, y compris les ouvertures, les courts-circuits à la terre ou les courts-circuits à la tension.
(Voir Figure 9)
Les codes d'erreur du circuit du solénoïde OCV incluent P0010 et P0013. Outre la récupération des codes de panne, les outils d'analyse sont utiles pour surveiller la position souhaitée de l'arbre à cames par rapport à la position réelle de l'arbre à cames et peuvent également être équipés de tests d'actionneur et de routines de nettoyage utiles. Les capteurs de position de vilebrequin (CKP) et les capteurs de position d'arbre à cames (CMP) sont utilisés par le PCM pour déterminer l'arbre à cames fonctionnalité de mise en phase. Les anneaux de tonalité CMP ou les roues de déclenchement sont généralement connectés à la came elle-même plutôt qu'au pignon. Lorsque le PCM commande au solénoïde OCV d'avancer ou de retarder, les modèles CMP sont comparés aux modèles CKP pour déterminer si la commande est exécutée. Une valeur d'écart ou d'erreur est calculée. Dès que l'écart atteint un certain point, un défaut est déclaré. Ceux-ci incluent les DTC P0011 et P0014, qui sont des erreurs de performances cibles. Cela rend également plus important que jamais que le calage de l'arbre à cames soit réglé correctement pendant l'entretien de la chaîne de distribution ou de la courroie. Une défaillance du capteur CKP ou CMP peut également entraîner la désactivation ou la limitation du fonctionnement du VVT par le PCM.
Les constructeurs automobiles devant utiliser tous les outils à leur disposition pour répondre aux exigences CAFE (économie moyenne de carburant de l'entreprise) en forte augmentation, il est probable que nous verrons davantage de moteurs équipés de VVT. Ces systèmes sont bien conçus et se sont avérés fiables. Cela étant dit, la chaleur, l'âge, l'usure et le manque d'entretien sont des raisons susceptibles de provoquer d'éventuelles pannes. L'examen de ces composants, y compris les tamis à mailles fines, constitue une excellente incitation à renouveler régulièrement l'huile. J'espère que cet aperçu des composants, des commandes et du fonctionnement du système vous permettra d'être prêt à temps pour entretenir le nombre croissant de véhicules équipés de VVT.
