Pignon d'arbre à cames (cam sprocket) : synchronisation moteur

Le pignon d'arbre à cames (cam sprocket) est fixé à l'extrémité de l'arbre à cames dans un moteur à combustion. Avec la courroie de distribution (ou chaîne) et le pignon de vilebrequin (crankshaft sprocket), il maintient le calage entre vilebrequin et arbre à cames. Ressemble à poulie ou engrenage, mais : dents extérieures (contrairement à poulie), et ne contacte pas directement l'autre pignon (contrairement à engrenage).

Fonctionnement par chaîne

Dents extérieures s'engrènent dans une chaîne à maillons de même pas. Chaîne court sur le pourtour, relie au pignon de vilebrequin (généralement proche). Connectés par chaîne, les deux pignons tournent au même rythme sans se toucher. Dans la plupart des véhicules, pignon d'arbre à cames = 2× diamètre pignon vilebrequin → 2 tours vilebrequin = 1 tour arbre à cames.

Commande des soupapes

Axe du pignon = arbre à cames. Rotation pignon → rotation arbre à cames. Calage précis : soupapes s'ouvrent/ferment en phase avec rotation vilebrequin (énergie linéaire → rotation). Bon calage = moteur tourne correctement.

Applications et histoire

Tout moteur à combustion interne peut utiliser un pignon d'arbre à cames pour caler les composants. Utilisés depuis IIIe siècle av. J.-C. (Grèce antique : machines, armes, jouets). Aujourd'hui : véhicules (voitures, camions).

Matériau et maintenance

Métal robuste (aluminium) → longue durée sans usure. Remplacement typique auto/camion : 60 000-100 000 km. Chaîne de distribution remplacée en même temps. Usure due au relâchement progressif de la chaîne. Remplacement complexe, long → mécanicien qualifié.