Éclaté d'un moteur à double arbre à cames en tête.
En mécanique, la distribution regroupe les mécanismes qui assurent l'admission et l'échappement des gaz dans les cylindres d'un moteur à explosion. L'arbre à cames, les soupapes ou encore la courroie (ou chaîne) de distribution sont une liste non exhaustive des éléments composant la distribution.
Description et fonctionnement
Éclaté d'un système à double arbres à cames vue de face avec deux soupapes par piston.
Lors de son fonctionnement, un moteur à combustion interne effectue différentes phases réalisées dans un ordre précis appelées « temps ». Afin que celles-ci se déroulent d'une manière ordonnée, il est nécessaire de synchroniser les différentes phases.
Un moteur à deux temps utilise peu de pièces mécaniques dans la mesure où il s'agit de découvrir lors de la course du piston différentes lumières d'entrées et de sortie du mélange carburé à l'admission et des gaz brulés à l'échappement et parfois d'actionner, par dépression, des clapets sur le circuit d'admission.
Le moteur à quatre temps est un système plus complexe car utilisant de nombreuses pièces en mouvement simultané et synchronisé, se rapprochant d'un mouvement d'horlogerie. Dans ce cas, le mouvement circulaire décrit par le vilebrequin est transmis au mécanisme d'ouverture des soupapes (le(s) arbre(s) à cames) soit par courroie, soit par chaîne de transmission, ou bien encore par une cascade de pignons.
La courroie de distribution est présente sur de nombreux moteurs à cause de son coût de fabrication faible comparé aux autres types de distribution; cependant, il est conseillé de la remplacer selon une périodicité préconisée par le constructeur (tous les 80 000 à 140 000 km, ou de 5 à 10 ans).
La chaîne de distribution, quant à elle, nécessite un entretien moins fréquent mais a besoin d’être vérifiée selon le kilométrage constructeur (jeu au niveau des maillons, tendeurs de chaîne, etc.).
Différentes techniques
Cascade de pignons, pour transmettre le mouvement du vilebrequin à l'arbre à cames qui se situe en général dans le bloc moteur. Ce montage entraine une distribution avec des tiges de poussée et des leviers (tiges de culbuteurs et culbuteurs). Sa durée de vie est théoriquement égale à celle de l'ensemble du moteur, si elle est correctement lubrifiée.
Chaîne, pour transmettre également l'entrainement de l'arbre à cames, qui peut se situer dans le bloc moteur ou dans la culasse. Dans les années 60 et 70, bon nombre de moteurs nécessitait un remplacement avant la fin de vie du moteur. La chaine se détendait et pouvait interférer avec le carter de distribution jusqu'à le découper. Suivant l'implantation dans le véhicule, son remplacement était coûteux (dépose moteur). La distribution de certains moteurs était bruyante. À partir des années 1980, la durée de vie a été considérablement augmentée et le bruit diminué. Seuls les gros rouleurs pouvaient être amenés à remplacer leur chaîne de distribution, le tendeur et les pignons en cours de vie de leur véhicule. Ce montage implique un carter de distribution étanche. C'est la technologie la plus fiable et la moins coûteuse en entretien pour les propriétaires. On notera des cas de décalage de pignon de vilebrequin. Ce défaut n'est pas lié à la technologie de la chaine mais au type de montage du pignon. On notera également des cas d'allongements de chaines et des tendeurs défectueux.
La cascade de pignons et la chaine de distribution sont appréciés des collectionneurs et des petits rouleurs qui n'ont pas de remplacement à effectuer au bout de 5 ou 10 ans, sur leurs véhicules qui roulent peu.
Courroie de distribution (hors montage courroie humide dans l'huile moteur): elle a l'avantage de ne nécessiter aucun graissage, d'être silencieuse et moins chère à fabriquer. Elle permet également d'entrainer la pompe à eau (simplification de l'entrainement des accessoires moteurs) et elle n'a pas besoin de carter étanche. Elle doit-être remplacée périodiquement (tous les 50 000 à 240 000 kilomètres ou de 5 à 10 ans suivant les moteurs), Lorsque la première condition est atteinte, il faut la remplacer sous peine de rupture. Sur un moteur diesel avec arbre à cames commandant directement les soupapes, c'est une destruction de la culasse et de quelques soupapes. Sur d'autres modèles, les dégâts peuvent se limiter aux soupapes ou à des éléments de distribution (leviers, arbre des leviers) voire à aucun dégât pour les moteurs à non-interférence (les pistons en position haute ne peuvent pas toucher les soupapes même si ces dernières sont descendues au maximum). Le remplacement de la courroie est nécessaire du fait de la dégradation progressive de ses composants, essentiellement du caoutchouc enrobant une tresse (âme) en aramide ou fibre de verre). Les constructeurs préconisent le remplacement simultané de la pompe à eau, du galet tendeur et des joints d'étanchéité de l'arbre à cames et du vilebrequin ce qui augmente encore un peu le prix de l'opération.
Courroie de distribution sur un moteur Ford Cosworth en marche.
Changement d'une courroie de distribution.
Dent abimée sur une courroie de distribution.
Courroie de distribution humide: la courroie est lubrifiée par l'huile moteur, comme pour une chaîne de distribution. Ce type de courroie diminue les frottements et améliore donc le rendement du moteur mais nécessite un entretien scrupuleux.
En terme de déchets, ce sont des centaines de milliers de courroies et joints qu'il faut éliminer chaque année en France, ainsi que les galets tendeurs et pompes à eau qu'il faut recycler (broyage et refonte).
Notes et références
↑D'ailleurs, en langue anglaise, ce système est nommé «timing belt» que l'on peut traduire par «courroie de synchronisation».
