Si vous possédez une BMW produite à partir de 1992, et plus, les chances sont que votre voiture est livrée avec le système de distribution variable des soupapes BMW VANOS. Le calage des soupapes est l’une de ces choses qui peuvent définir les performances, l’efficacité et la puissance globale de votre moteur. Aujourd’hui, nous allons parler du système VANOS, de son fonctionnement, de la façon de reconnaître les problèmes, et plus encore.
Bien qu’il s’agisse d’un dispositif relativement simple, un système VANOS est un point de défaillance potentiel dans les voitures à fort kilométrage. Savoir comment il fonctionne et comment reconnaître les symptômes de défaillance est essentiel si vous voulez garder votre BWM en parfait état de marche.
Qu’est-ce que la distribution variable des soupapes et pourquoi est-ce important ?
Auparavant, les moteurs étaient analogiques, simples et rigides. Bien qu’il y ait encore beaucoup d’entre nous qui sont nostalgiques de cette époque, nous reconnaissons également que « simple et rigide » ne signifie pas nécessairement meilleur. Autrefois, les moteurs étaient simples : le vilebrequin entraînait la chaîne de distribution, qui entraînait les engrenages qui, au final, faisaient tourner les arbres à cames. En d’autres termes, votre choix d’arbres à cames dictait votre calage des soupapes et, finalement, le type de performance que vous obteniez.
Sur le papier, cela semble génial. Cependant, il y avait peu ou pas de flexibilité dans le réglage du calage des soupapes. Vous pouviez choisir entre le couple à bas régime et les performances à haut régime. Rares étaient les options qui offraient les deux.
Vous avez déjà arrêté une muscle car vintage à un feu rouge et remarqué qu’elle tourne au ralenti de façon si brutale qu’elle pourrait caler à tout moment ? La cause d’un tel ralenti irrégulier est souvent les cames loping qui provoquent un léger chevauchement entre le calage des soupapes d’admission et d’échappement pour obtenir de meilleures performances près du haut de la plage de régime.
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Trouver une solution moderne qui fonctionne
Mais comment assurer des performances optimales à la fois dans les bas et hauts régimes ? La seule réponse est la distribution variable des soupapes.
Différentes marques utilisent différents systèmes. BMW a le VANOS, Honda a le V-TEC, etc. L’idée reste la même. Ajuster progressivement le calage des soupapes au fur et à mesure que le moteur parcourt sa plage de régime permet d’améliorer les performances, le rendement et la consommation de carburant. Le VVT est l’une des technologies qui ont grandement amélioré l’économie de carburant dans les voitures modernes.
Image courtoisie de Beisan Systems.
BMW VANOS – Huile, solénoïdes, engrenages hélicoïdaux et magie spatiale allemande
La façon dont BMW s’y est pris pour résoudre le puzzle de la distribution variable est simple mais ingénieuse. Si vous vous êtes déjà demandé ce que signifie VANOS, c’est « Variable Nockenwellen Steuerung », ce qui signifie littéralement calage variable de l’arbre à cames. L’ensemble du système est basé autour de solénoïdes, d’huile et d’engrenages hélicoïdaux.
La première chose que vous devez savoir est que l’engrenage de l’arbre à cames et l’arbre à cames lui-même sont totalement indépendants. Lorsque votre moteur monte dans la plage de régime, une électrovanne est activée et pousse l’huile dans le système, ce qui finit par activer l’engrenage hélicoïdal VANOS. L’engrenage se déplace lentement dans la fente située entre l’engrenage de l’arbre à cames et la came elle-même. Comme il possède des cannelures à l’intérieur et à l’extérieur, l’engrenage VANOS relie physiquement l’engrenage de l’arbre à cames et la came elle-même.
La raison pour laquelle ces cannelures ont une torsion est de permettre le réglage progressif du calage variable des soupapes. Plus l’engrenage s’enfonce dans la fente entre la came et l’engrenage de l’arbre à cames. Plus l’ajustement angulaire est exercé sur l’arbre à cames. Nous parlons de quelques degrés tout au plus, mais c’est largement suffisant pour faire le travail.
Ce réglage angulaire est ce qui contrôle le chevauchement entre les soupapes d’admission et d’échappement.
Types de systèmes VANOS BMW
Le système VANOS initial a été introduit en 1992 sur les moteurs de la série M50 de BMW. Souvent appelé Single VANOS, cette configuration n’affectait que la position des soupapes d’admission tandis que le côté échappement était lié via une configuration de pignon de chaîne. Quatre ans plus tard, en 1996, BMW a introduit le système VANOS double qui ajustait la position des soupapes d’admission et d’échappement individuellement. La meilleure façon de savoir si votre voiture est équipée d’un système VANOS simple ou double BMW est de vérifier votre code moteur en ligne.
Comment fonctionne le VANOS ?
Maintenant que nous savons ce qu’est le VANOS et comment il ajuste physiquement la position de l’arbre à cames, découvrons comment il fonctionne lorsque votre moteur évolue dans sa plage de régime.
Au ralenti, l’engrenage VANOS est complètement rétracté et n’affecte pas le calage des soupapes. Lorsque vous appuyez sur la pédale d’accélérateur et que vous commencez à vous déplacer sur la plage de régime, le solénoïde est activé, poussant l’huile dans le système. Avec l’augmentation de la pression d’huile, l’engrenage VANOS commence à s’insérer entre l’engrenage de la came et la came. En conséquence, vous obtenez et un chevauchement de la position des soupapes d’admission et d’échappement, ce qui permet la recirculation des gaz d’échappement – une opération qui améliore les émissions à vitesse de croisière.
Une fois que le moteur passe dans la plage de régime supérieure, l’engrenage VANOS se rétracte lentement. Ce faisant, le chevauchement entre la soupape d’admission et la soupape d’échappement est réduit, permettant une puissance maximale.
Imaginez maintenant combien de fois le solénoïde pousse cet engrenage dans et hors de l’arbre à cames au cours d’une conduite moyenne ?
Le solénoïde VANOS s’ouvre, ce qui permet à la coupelle de l’engrenage hélicoïdal de pousser vers l’avant et de modifier l’orientation de la came par rapport à l’engrenage de plusieurs degrés.
Reconnaître les problèmes du VANOS
Bien que de conception finalement simple, les systèmes VANOS sont sujets à l’usure avec le temps. Le fait que ces solénoïdes travaillent dur jour après jour signifie que l’ensemble du système a une durée de vie limitée. En fait, vous envisagez probablement le remplacement des joints VANOS à environ 50 000 miles, tandis que l’ensemble du système doit être révisé ou peut-être même remplacé peu de temps après.
Comme ces systèmes sont à peu près garantis de partir à un moment donné, il vaut la peine de savoir quand les remplacer. Il y a plusieurs symptômes à surveiller :
- Performances léthargiques, manque de puissance sous 3 000 tr/min – Le tout premier symptôme que beaucoup remarquent est le manque de puissance dans la plage inférieure des tr/min. Vous remarquerez que le couple à bas régime de votre voiture a disparu, le moteur ayant du mal à accélérer. Il est important de noter que la perte de puissance est graduelle. Lorsque les solénoïdes commencent à tomber en panne, ils le font sur une longue période de temps, ce qui rend difficile de le remarquer au début.
- Problèmes de ralenti – Un autre signe révélateur d’un VANOS mourant est un ralenti irrégulier. Votre moteur présentera souvent des baisses de régime intermittentes et aura généralement des problèmes pour maintenir un ralenti stable. Si toutes les causes habituelles du ralenti irrégulier n’apportent aucune amélioration, il y a de fortes chances que vous cherchiez à remplacer le système VANOS.
- Problèmes de démarrage à froid et augmentation de la consommation de carburant – Ces problèmes sont assez explicites. Lorsque vos solénoïdes VANOS commencent à tomber en panne, vous constaterez une augmentation de la consommation de carburant à mesure que les soupapes d’admission se désaccordent. Brûler plus de carburant est un seul drapeau rouge que la plupart des gens remarquent en premier.
- La lumière de contrôle du moteur et diverses défaillances du moteur – Enfin, vous êtes susceptible d’obtenir la fameuse lumière de contrôle du moteur qui révélera toutes sortes de codes de défaut liés à VANOS lorsque vous branchez la voiture sur les diagnostics.
Remplacement du Vanos et entretien du solénoïde
Un système VANOS défaillant peut modifier considérablement le fonctionnement de votre voiture, et le réparer est l’une de ces choses sur lesquelles vous ne voulez pas tergiverser. Il existe de nombreux solénoïdes de remplacement bon marché ou même des systèmes entiers qui proviennent souvent de Chine. Bien qu’abordables, l’installation de ces composants est un excellent moyen de provoquer toute une série d’autres problèmes.
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