La chaîne de distribution n'est pas sans entretien

Défaillances souvent dues à une mauvaise lubrification

Downsizing de la motorisation, pressions d'injection plus élevées, couple accru, des systèmes stop & start ... Ce ne sont que quelques-unes des évolutions qui expliquent le retour de la chaîne de distribution et sa prédominance croissante sur la courroie de distribution. La chaîne de distribution résiste généralement mieux à l'usure – dans beaucoup de cas elle tienne même pendant toute la durée de vie du véhicule. Cependant, elle n'est pas infaillible ... De nombreux défaillances sont dues à une lubrification inadéquate.

De la chaîne à la courroie ... à la chaîne 

Dans les années 1960, en raison de l'introduction de moteurs à un ou plusieurs arbres à cames supérieurs, on était passé à grande échelle de la distribution par chaîne vers la distribution par courroie. Celle-ci offrait moins de résistance, exigeait moins d'huile dans le carter et réduisait considérablement le bruit du moteur. Grâce à la disponibilité de matériaux et de techniques de production meilleurs, la chaîne de distribution est toutefois devenue plus légère et plus durable. Aujourd'hui, un moteur avec une chaîne de distribution est, de ce fait, bien plus silencieux que par le passé et résiste mieux aux forces de la dernière génération de moteurs.

Plus résistante à l'usure

Une chaîne de distribution tient, généralement, toute la durée de vie du véhicule. Sa robustesse garantit, en outre, une transmission de puissance plus élevée et permet de surmonter de plus grandes distances entre les éléments du moteur. Sa grande résistance à l'usure et ses coûts de réparation réduits com­pensent aussi son coût de production plutôt élevé. Enfin, bien qu'on sache que les chaînes de distribution peuvent devenir plus longues en raison de l'usure des maillons, l'adaptation en découlant des temps de distribution ne cause pas nécessairement de dégâts au niveau du moteur, à condition que les maillons ne ne sautent pas une dent en raison de l'allongement de la chaîne.

Si tout va bien, une chaîne de distribution ne doit donc jamais être remplacée. Ces dernières a­nnées, les concepteurs de moteurs ont intégré cette idée dans leur conception. Alors, dans de plus en plus de moteurs la distribution à chaîne se trouve du côté transmission. Ceci rend le moteur plus compact et crée de cette façon aussi plus d'espace d'absorption si un piéton est renversé.

Remplacement plus complexe

Cependant, la construction adaptée rend le remplacement de la chaîne de distribution plus compliqué, car on ne peut avoir complètement accès à la chaîne qu'en levant le moteur. Même lorsque la chaîne se trouve à une place "normale" dans le moteur, il est de plus en plus difficile en raison du manque de place de la remplacer ou de l'inspecter.

Le moteur plus compact a rendu le remplacement de la chaîne de distribution plus complexe

Plus de véhicules avec une distribution à chaîne signifie plus de telles réparations. Celles-ci sont souvent considérées comme complexes par le mécanicien, notamment en raison de l'utilisation nécessaire d'outillage spécial. La demande de formation se fait donc de plus en plus sentir. Les changements de construction modifient aussi le processus d'installation et d'enlèvement de pièces de moteur et de transmission. Le remplacement de la chaîne de distribution devient, de ce fait, également plus compliqué.

Rôle et principe de fonctionnement

La chaîne de distribution fait partie intégrante du moteur à combustion interne et con­stitue la liaison entre l'arbre à cames, le vilebrequin et d'autres groupes secondaires qu'elle entraîne aussi. La chaîne de distribution joue un rôle crucial dans la colla­boration harmonieuse des éléments fondamentaux du moteur et garantit par conséquent une fonction de moteur efficace.

La chaîne de distribution est une chaîne simple ou double entraînant via un pignon les éléments tournants du moteur. Les pistons sont actionnés par la combustion dans le moteur et font ensuite tourner le vilebrequin. Puis, ce dernier met l'arbre/les arbres à cames en mouvement au moyen de la chaîne de distribution. Les valves d'entrée et de sortie dans la culasse s'ouvrent et se ferment ainsi. Dans les moteurs à combustion modernes, la chaîne de distribution entraîne aussi souvent, outre l'arbre à cames, d'autres éléments, p.ex. la pompe à huile, la pompe à injection de carburant et, le cas échéant, la verge.

Eléments du système de distribution à chaîne

La chaîne de distribution est un élément robuste et flexible, composé de broches, de rouleaux, de bagues et de plaquettes de liaison. Pour transmettre la puissance générée et entraîner ainsi le moteur, le système de distribution à chaîne comprend également des pignons reliant la chaîne. Pour veiller à ce que la chaîne reste soigneusement alignée et conserve son timing, elle est maintenue tendue sur les pignons au moyen d'un guide, d'un rail de tension et d'un tendeur. Le guide guide la chaîne et évite aussi qu'elle se mette à vibrer. Le rail de tension guide et tend la chaîne, qui est à son tour tendue par le tendeur. Le tendeur doit compenser l'usure en tendant à nouveau la chaîne.

Tendeur de chaîne

Le tendeur de chaîne doit tendre la chaîne de distribution dans toutes les conditions de fonctionnement et absorber les vibrations indésirables. Des tendeurs de chaîne mécaniques sont principalement utilisés dans les entraînements secondaires comme ceux des pompes à huile et à eau. Le patin de tension n'est aussi soutenu que par un ressort. Seul un faible amortissement est ainsi obtenu. Des tendeurs de chaîne hydrauliques régulent la tension de façon automatique. Selon la pression de l'huile, celui-ci exercera plus ou moins de pression sur la chaîne. La pression du piston appuie sur la chaîne de distribution via le rail de guidage et amortit et réduit, de ce fait, les forces de la chaîne se produisant de manière dynamique dans l'entraînement à chaîne.

Guide de chaîne

Des guides fixes et des guides de tension – caractérisés par leur forme arquée – guident la chaîne de distribution. Les guides sont en plastique ou en une combinaison d'aluminium et de plastique. Des guides fixes sont des guides simples en plastique ou en métal avec soutien en plastique qu sont généralement plats ou arqués selon le trajet de la chaîne. Des guides de tension sont plus souvent exposés à une charge plus importante, en raison de la pression de contact du tendeur de chaîne sur la chaîne de distribution. Cela requiert des dimensions mieux adaptées ou l'emploi d'un matériau plus robuste.

Pignons à chaîne

La chaîne de distribution peut, selon l'espace d'installation et l'application, être installée sur différents pignons à chaîne. Le choix du matériau des pignons à chaîne dépend en grande partie ici des rapports de la chaîne de distribution, des conditions de marche et de la transmission de puissance spécifique. Afin de réduire l'impact du maillon de chaîne dans la base de la dent du pignon à chaîne, on utilise uniquement des pignons à chaîne avec un revêtement en caoutchouc ou des anneaux doublés. Des pignons à chaîne à moyeux sont utilisés pour transmettre un plus grand couple sur l'arbre. Des pignons à chaîne en forme de disque ne peuvent être utilisés que pour la transmission de petits couples.

Exempte d'entretien?

La durée de vie d'une chaîne de distribution étant aussi longue que celle du moteur, il n'y a pas d'intervalles de remplacement prescrits. Une fois la chaîne installée dans le moteur nouvellement assemblé, elle ne doit en principe jamais plus être contrôlée. La chaîne de distribution et les éléments allant avec peuvent pourtant s'user ou casser. Ici, la question se pose régulièrement de savoir quand et comment les défauts et l'usure peuvent apparaître et comment des signes éventuels peuvent être identifiés.

Caractéristiques d'une chaîne usée

Une voiture avec une chaîne de transmission usée se fait vite entendre. Le crépitement est le signe avant-coureur d'une chaîne cassée et sert involontairement d'avertissement. Une perte de puissance indique aussi souvent une chaîne endommagée. Une chaîne allongée donne lieu ici à une distribution déréglée. Des guides ou des tendeurs de chaîne défectueux (complètement sortis) constituent également des caractéristiques, certes cachées, d'une chaîne usée. Aujourd'hui, le système de gestion du moteur peut reconnaître un changement de timing dû à l'usure de la chaîne et générer un code d'erreur, avec un voyant qui s'allume sur le tableau de bord.

Causes de problèmes et d'usure

• Mauvaise lubrification

Les défaillances des chaînes sont, dans la plupart des cas, le résultat d'une lubrification inadéquate.

Si, lors de trajets plus courts et/ou à des vitesses plus faibles, l'huile n'atteint pas la température correspondant à sa viscosité optimale, elle n'atteindra pas tous les points de lubrification assez rapidement, ce qui favorisera l'usure. C'est généralement le cas pour les voitures citadines.

La contamination de l'huile joue également un rôle. Les différents composants de la chaîne de distribution ont des canaux fins mais cruciaux. Pensez à l'électrovanne qui actionne les pignons réglables de l'arbre à cames et au tendeur de chaîne. Tous deux doivent être capables de fournir la pression nécessaire au bon moment, ce qui n'est pas possible si ces canaux sont obstrués par des saletés (par exemple, une plaque d'huile qui s'est détachée et continue de circuler en raison d'une mauvaise politique de rinçage).

Dans les voitures parcourant des distances plus courtes, la distribution par chaîne durera plus longtemps si les intervalles de renouvellement sont suffisamment courts

• Conséquence de la conception du moteur

Les moteurs de 1.0, 1.2 et 1.4 litres, 3 et 4 cylindres sont extrêmement vulnérables. Également particulièrement vulnérables sont les moteurs parcourant de courtes distances, devant fournir proportionnellement des performances élevées, ayant une forte dynamique de vilebrequin, possédant une fonction stop & start, présentant une rotation irrégulière ... Les moteurs à essence connaissent surtout des problèmes de chaîne en raison des pointes de couple accrues liées aux exigences plus strictes au niveau de la pression d'injection, tandis que les moteurs diesels connaissent des difficultés à cause d'un couple d'entraînement plus élevé sur l'arbre à cames à la suite d'une commande d'arbre à cames variable et d'une injection de carburant à haute pression.

• Erreurs lors du montage

Un mauvais montage lors d'une réparation antérieure peut être la cause d'un problème au niveau de la chaîne de distribution. Quelques erreurs courantes (et cruciales): une mauvaise compatibilité du vilebrequin et de l'arbre/des arbres à cames, la réutilisation des boulons de serrage, négliger la compatibilité du type de chaîne (bague, rouleau, dent) avec les pignons, le non-remplacement du tendeur de chaîne, des guides et des pignons ...

Montage optimale d'une chaîne de distribution

• Contrôlez l'absence de fuites de tous les systèmes de contrôle d'huile avant d'entamer la procédure de remplacement.
• Alignez les repères de la distribution avant de démonter la chaîne  – utilisez le bon outillage afin d'éviter d'endommager les valves.
• Contrôlez l'absence de fissures, d'usure et de dégradations sur tous les éléments du système avant de les retirer – ce, afin de découvrir la cause de la défaillance ou du problème potentiel.
• Remplacez la chaîne, le tendeur, les guides et les pignons à chaîne – avec les bons outils et respectant les couples de serrage préscrits. Utilisez uniquement une clé dynamométrique.
• Utilisez tous les composants se trouvant dans les jeux de distribution à chaîne, afin d'éviter toute défaillance prématurée.
• Remplacez aussi toujours le filtre à huile et nettoyez le bloc-moteur, le couvercle du moteur, la pompe à huile et le filtre à flotteur métallique.
• Après avoir remplacé la chaîne de distribution, rafraîchissez toujours l'huile. Pour vous assurer d'une bonne lubrification, il est également recommandé de contrôler le niveau d'huile.

Pour chacune des interventions ci-dessus, suivez les spécifications du fabricant.

Merci à febi Benelux NV & Schaeffler