VANOS et Valvetronic: la distribution variable chez BMW

Le VANOS (VAriable NOckenwelle Steuerung) est le système de distribution variable de chez BMW, complémentaire avec le Valvetronic.

A son lancement en 1992, dans la E34 avec le M50, le moteur ne comportait qu’un « simple » VANOS, agissant sur l’arbre à came d’admission.

Le double VANOS (sur admission et échappement) est apparu lui sur la M3 E36, dans le moteur S52B32, en 1996.

C’est bien beau tout ça mais pourquoi avoir une distribution variable? tout simplement pour permettre au moteur d’avoir plus de puissance, sur toute sa plage de fonctionnement (surtout à bas et moyen régime).

Principe.

Par exemple: si vous avez besoin de puissance alors les soupapes resteront ouvertes légèrement plus longtemps afin d’envoyer plus de carburant dans le cylindre.

Avantages.

Ce système améliore en fait de manière significative le couple du moteur (à bas et moyen régime) et les émissions de gaz.

Fonctionnement.

Afin de modifier le temps d’ouverture des soupapes, le VANOS modifie la position angulaire des arbres à cames. Il va donc travailler sur l’avance ou le retard à l’ouverture ou la fermeture des soupapes.

Il va ensuite calculer l’avance ou le retard le l’arbre à came à avoir et le transmettre à un système hydraulique (un piston) qui va modifier mécaniquement la position de l’arbre à came en actionnant un pignon à denture hélicoïdale.

On va éviter de longues phrases et plutôt regarder cette vidéo:

Notez aussi que la limitation de vitesse à 250 km/h est assurée par le système VANOS: à environ 255 km/h, le point d’avance et l’injection sont calculée afin de limiter le régime maxi du moteur.

L’ami du VANOS: le Valvetronic

Ce système, lancé en 2001 au Salon de Genève (première mondiale), a pour but de réduire l’effet de pompage lorsque le moteur est à bas régime (résultat des forces de pression et de dépression au-dessus du piston et qui s’opposent à la rotation du moteur).

Fonctionnement.

Ce fameux levier est commandé par un moteur électrique, via une vis sans fin et réagit en 0.3 secondes. Ce système pèse environ 5kg.

Certains modèles à 4 soupapes par cylindre ont une levée asymétrique entre les 2 soupapes pour améliorer l’effet tourbillon dans le cylindre.

Pour sécuriser le système, un papillon de valve est installé, notamment en cas de dysfonctionnement du système.

BMW annonce une baisse de la consommation de 18% au ralenti et de 6% à 3 000 tr/mn.
L’avantage du système VALVETRONIC est surtout mesurable en utilisation « faible charge ».

En vidéo.

Photos

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Chez les autres constructeurs

On retrouve d’autres appellations chez les concurents:
Porsche: Variocam Plus
Honda: VTEC puis iVTEC (les précusseurs de ce systéme)
Rover & MG: VVC
Toyota: VVTi & VVTLi

Dans la presse

(l’Argus de l’Automobile, 22.3.2001)

« Ce dispositif complète le système Vanos double, appliqué ici pour la première fois sur un moteur quatre cylindres.
Ce système assure en continu une variation du calage, c’est-à-dire, le temps d’ouverture des soupapes, des arbres à cames d’admission et d’échappement.
Le Valvetronic module lui la levée des soupapes d’admission entre 0,3 mm et 9,7 mm.
Le constructeur bavarois explique très bien cette nécessité de calage et de levée variables en osant la comparaison avec la respiration humaine.
Lorsqu’il fournit un effort important, l’homme respire profondément et longuement.
Pour un effort moindre, s’il lui faut moins d’air, ce n’est pas en se bouchant un peu le nez ou la bouche qu’il réduit l’arrivée d’air, mais en respirant moins longuement et moins profondément.
Le Valvetronic agit de la même façon en supprimant l’étranglement que constitue le papillon d’accélération classique.
Le collecteur est donc ouvert en continu, et c’est l’ouverture de la soupape, variable en durée et en « profondeur » qui alimente les cylindres selon la position de la pédale d’accélérateur et la gestion électronique générale.
L’arbre à cames d’admission actionne normalement les soupapes par l’intermédiaire d’un basculeur.
C’est à ce niveau qu’un arbre à cames secondaire modifie la position angulaire du basculeur pour obtenir une levée plus ou moins importante des soupapes.
Cet arbre secondaire entre en rotation, sur une course d’environ un demi-tour, sous l’action d’une vis sans fin entraînée par un servomoteur dont le mouvement est commandé par le calculateur électronique.
Réponse immédiate à l’accélérateur, gain de 10% en termes de consommation, émission réduites, accélérations et reprises en progrès grâce à un couple plus élevé sont les atouts de cette innovation technique.
En outre, elle est adaptée à toutes les qualités d’essence du commerce, contrairement aux moteurs à injection directe qui exigent un indice d’octane élevé et une très faible teneur en souffre.«