Guide complet des courroies et chaînes de distribution : fonctionnement, entretien et remplacement

Deux composants moteur sont interconnectés par une courroie de distribution, aussi appelée chaîne de distribution ou courroie crantée. La pièce synchronise la rotation du vilebrequin et de l'arbre à cames pour ouvrir et fermer les soupapes au bon moment, assurant une combustion sans obstacle. On comprend ainsi l'importance de la courroie de distribution dans le processus de combustion, les soupapes s'ouvrant et se fermant pour l'admission du mélange air/carburant et l'échappement des gaz brûlés.

La courroie de distribution est en caoutchouc avec des dents dures qui s'engrènent sur les pignons du vilebrequin et des arbres à cames. Elle entraîne parfois la pompe à huile, la pompe à eau et la pompe d'injection selon la conception du moteur. Les courroies de distribution sont des courroies crantées ou d'entraînement avec des dents sur la face intérieure. La chaîne de distribution est une chaîne à rouleaux, mais le constructeur utilise l'une ou l'autre pour le même but.

Le modèle du véhicule détermine l'utilisation d'une courroie ou d'une chaîne. La chaîne peut remplacer la courroie, elles servent le même but. La courroie est largement utilisée car plus légère et plus silencieuse depuis son introduction dans les années 1960. Cependant, les moteurs modernes reviennent aux chaînes de distribution pour leur longévité accrue.

Aujourd'hui, nous verrons la définition, les fonctions, les pièces, le schéma, les types et le principe de fonctionnement d'une courroie de distribution. J'expliquerai aussi la construction et la conception, ainsi que les symptômes d'une courroie défectueuse.

Définition de la courroie de distribution

Une courroie de distribution est un composant de moteur à combustion interne qui synchronise le mouvement du vilebrequin et des arbres à cames. Elle est conçue avec des dents précises et dures qui s'engrènent sur les pignons du vilebrequin et des deux arbres à cames. Grâce aux dents précises, les soupapes d'admission et d'échappement s'ouvrent et se ferment en phase avec les pistons.

La construction et la conception sont typiquement en caoutchouc avec fibres à haute résistance tensile. L'ensemble est en matériau robuste : polyuréthane moulé, néoprène ou uréthane soudé de divers grades. Les dents peuvent avoir un pas non standard ou métrique. Le pas est la distance entre les centres de deux dents adjacentes.

Le caoutchouc se dégrade aux hautes températures et au contact d'huile. La durée de vie de la courroie diminue dans les moteurs chauds et avec fuites d'huile. Les courroies récentes et onéreuses utilisent des matériaux résistants à la température comme le « nitrile hautement saturé ». L'eau ou l'antigel peuvent grandement affecter la durée de vie des cordes de renfort, nécessitant des précautions pour les applications tout-terrain. C'est pourquoi la plupart des moteurs sont très étanches.

Les anciennes courroies s'usaient vite à cause de leurs dents trapézoïdales. Les fabricants utilisent maintenant des dents courbes, plus silencieuses et durables.

Fonctions des courroies de distribution

Voici les fonctions des courroies ou chaînes de distribution dans les moteurs automobiles :

• La courroie permet le processus de combustion car le contrôle des pistons et soupapes en dépend.
• Elle relie le vilebrequin et l'arbre à cames pour commander le jeu des soupapes.
• Elle assure l'ouverture et la fermeture précises et synchronisées des soupapes.
• Elle entraîne d'autres composants : pompe à eau, pompe d'injection, pompe à huile.
• Elle utilise la même énergie mécanique de combustion pour commander les soupapes, sans source externe.
• Elle empêche le piston de heurter violemment les soupapes.

La courroie de distribution, bien que dispositif unique, relie différentes pièces : pignon d'arbre à cames, galet tendeur de courroie, pignon d'arbre d'équilibrage supérieur, poulie de pompe à eau, galet tendeur, galet d'équilibrage, pignon d'arbre d'équilibrage inférieur, pignon d'entraînement de courroie d'arbre à cames, pignon d'entraînement de courroie d'équilibrage, galet tendeur de courroie d'équilibrage.

Schéma de courroie de distribution :

(Schéma non inclus dans le texte source)

Types de courroies de distribution

Beaucoup de critères entrent en jeu pour définir les types de courroies de distribution :

• Sélection du pas
• Sélection de la poulie
• Dessin de la poulie
• Sélection de la courroie
• Sélection de l'arbre
• Assemblage de conception

Courroies de distribution à dimensions métriques

• Forme de dent trapézoïdale avec dimensions métriques
• Forme de dent arrondie avec dimensions métriques

Courroies de distribution à dimensions impériales

Tous ces critères doivent être considérés avant de lister les types, mais la plupart des constructeurs ont un design standard pour un modèle donné. Regardez la vidéo ci-dessous pour en savoir plus sur les types de courroies ou chaînes.

Principe de fonctionnement

Les courroies de distribution fonctionnent de manière précise et chronométrée. C'est pourquoi le processus de combustion est possible même si la puissance fait tourner le vilebrequin. Elle synchronise ensuite les arbres à cames, permettant aux soupapes de s'ouvrir et fermer pour l'admission d'air et de carburant dans la chambre de combustion. La soupape d'échappement est aussi contrôlée par cette rotation pour laisser échapper les gaz. Ce processus se fait en harmonie.

Comme l'arbre à cames et le vilebrequin travaillent en coordination, les vilebrequins tournent à moitié la vitesse de l'arbre à cames. Par exemple, deux tours de vilebrequin correspondent à un tour d'arbre à cames. La courroie nécessite une tension pour fonctionner correctement, d'où le tendeur de courroie. Les véhicules modernes utilisent des tendeurs automatiques sans réglage. Les anciens nécessitaient des réglages périodiques car la courroie se détendait. Une courroie détendue décale la distribution, d'où l'importance d'éviter ce problème. La distribution est si critique qu'un seul décalage peut affecter l'efficacité du moteur : perte de puissance, ratés, etc.

Regardez la vidéo pour mieux comprendre le fonctionnement de la courroie ou chaîne de distribution :

(Vidéo non incluse)

À savoir sur les courroies d'accessoires

Symptômes d'une courroie ou chaîne de distribution défectueuse ou défaillante

Voici les symptômes d'une courroie ou chaîne de distribution défaillante nécessitant un remplacement :

• Puissance moteur diminuée
• Surchauffe moteur
• Difficulté à démarrer le moteur
• Vibrations ou secousses du moteur
• Fuite d'huile
• Bruit de cliquetis (ticking) depuis le moteur
• Voyant moteur allumé
• Ratés d'allumage (misfiring)
• Bruits de sifflement ou frottement des courroies.

En conclusion, la courroie de distribution est un composant en caoutchouc sous tension qui entraîne divers organes du moteur. Elle fonctionne avec précision, comme l'exigent les soupapes. Elle relie vilebrequin et arbre à cames ; le vilebrequin reçoit la puissance des pistons via les bielles. Dans cet article, nous avons vu les fonctions, le fonctionnement et les types de courroies ou chaînes de distribution.

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