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.

Le VANOS consiste à ajuster la quantité de carburant/air ainsi qu’à gérer la sortie des gaz, cela en contrôlant les positionnement des temps d’ouverture des soupapes en fonction du régime moteur et de la position de la pédale d’accélération.  Notez qu’il n’agit pas sur le contrôle de la course des soupapes.

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.

Le calculateur DME (Digital Motor Electronic) va collecter les information du régime moteur et de la position de la pédale d’accélération.

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.

Un levier est placé entre l’arbre à cames et le culbuteur à rouleau habituel. A forte charge, ce levier est en permanence en contact avec la came . La descente de la soupape est de 9,7 mm. La soupape est ouverte pendant 250° de vilebrequin. A faible charge, le levier est éloigné de la came par l’action du moteur électrique (jaune). Le levier ne suit qu’une partie du mouvement de la came . Le temps d’ouverture de la soupape est plus court et son déplacement peut être réduit jusqu’à 0,25 mm (images dans le slide-show plus bas).

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

 

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.
« 

 

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94 Comments

  1. says: Vince

    Bonjour comment allez vous ?
    Alors moi je suis à la recherche d informations
    Sur les vanos e36
    Je voudrais connaître de combien de degrés est le décalage de l arbres à cam sur les e36 simple vanos
    320 323 325 328
    Pour les m3 je connais déjà les valeur, la 3l le vanos decal de 42 degrés l adm
    Pour la 3l2 60 degrés adm et 38 degrés ech
    Merci

    1. says: TontonGreg

      ça, c’est une bonne question.
      Mais pourquoi voudrais-tu connaitre cela ? c’est pour la calage ? il y a un outil spécial pour ça normalement, c’est plus simple à caler.

  2. says: Vince

    Bonjour je voulais connaître cette valeur pour savoir si par la suite j aurai pu adapté l ecoidal d une m3 si il decal plus, peu être je pourrai gagnier sur toute ma plage de régime

  3. says: ZaeL9k

    Hello TontonGreg,

    Je viens de tomber sur ton post, vraiment sympa !
    M3 e46 avec deposé de culasse pour joint de culasse entre deux pistons (a 116.000) et vers 125.000 j’accelere et d’un coup, la force d’un 320D. Plus de pèche, sauf très haut dans les tours.
    Je passe la voiture au diag, je ne sais plus les defauts … Puis j’ai effacé, et la voiture est repartie sans aucun soucis, toute sa pèche moteur, au top. Seulement j’ai toujours le voyant qui dit « retard admission / echappament vanos / sortie » (quelque chose dans le genre)
    Un ami a démonté le boitier solenoide pour refaire les soudures, ca n’a rien changé. Il a changé les capteurs arbre a came et echappement, ca n’a rien changé …

    Alors voila j’ai toujours le temoin moteur (la voiture a 136.000 maintenant). Je roule depuis plus de 10.000 comme ça, AUCUNE perte de puissance (sauf la premiere fois), ralentit stable, rien, elle tourne comme un horloge. Je ne sais pas vers quoi me diriger. Dois-je changer le boitier solénoide ? je me dis que non car tout fonctionne au top … Donc j’espère que tu pourrais m’éclairer du coup … J’insite vraiment sur le fait qu’hormis la premiere fois ou elle tirait comme un 320D, depuis le premier effacement des defauts, les codes reviennent, mais depuis ce moment la (soit plus de 10.000km) la voiture tourne comme s’il ne s’était rien passé, vraiment au top.

    1. says: TontonGreg

      Bonjour,
      Mon conseil: passe voir un pro BMW qui pourra résoudre définitivement ton problème avant une grosse casse.
      N’oublie pas au passage les coussins de vilebrequin si tu ne les as pas encore changés 😉

  4. says: rachid elmkhayer

    Bonnjour je voudrais accheter calculateur de bmw 525i model 95 essense n de ref DME 1 703 563 combien le prix s il vous plis merci

  5. says: Pascal m3 e46

    Bonjour tontongreg , j ai un problème, peut-être pourrait tu m aidé… voilà il y a 5 mois et 10000 kms le petit moteur orange s’allume, je vais donc chez bm faire un diagnostic . Il me trouve un problème sur vanos admission sans plus d explication a par le changement totale et entier de la pièce ( 3000 e ttc ) . Après réflexion j opté pour une réfection vanos chez delage 1000e + pastillage…. suite à cela j effectué à peut près 8000 kms avec le petit moteur orange s allumant de temps en temps, puis il y a 2 semaine le voyant eml s’allume avec perte de puissance et mise en sécurité,max 90 km/h. Je me précipite chez bm pour un nouveau diag , il me dise de nouveau problème vanos admission ( vanne avance) + tout un chapelet de code erreur ( papillon, raté combustion de tout les cylindres, signal débitmètre massique, bobine allumages, conversion catalyseur tout cylindres)… donc voilà j en suis là, je ne sais plus quoi pensé et faire , ……. le véhicule est une m3 e 46 ,150000km avec un très bon entretien…. j attend avec impatience de vos nouvelles… merci tonton Greg ….. toute idée sera la bien venu..

    1. says: Zael9k

      Il y a tellement de choses en rapport avec ce problème, j’ai le meme soucis. La partir électronique, le boîtier solénoïde peut être en cause, ca se change pour 150€. Les deux capteurs arbre à came, admission et échappement. Comme disait tontongreg plus haut y’a aussi les électrovannes. En réalité BMW proposera toujours un changement vanos complet, trop de temps une recherche de panne précise et pas rentable. Après faut trouver le problème, mais lis mon soucis plus haut, j’ai à peu près la même chose que toi, mais je sais que le vanos n’est pas dans le sac, car j’ai toute la pêche dans la bagnole, j’ai eu une fois le mode 320d.

      1. says: Pascal m3 e46

        Bonjour zael9k , merci pour ta réponse, ou puis je trouvé ce solénoïde à 150e ? J ai commandé les capteurs aac + capteur papillon, et je vais nettoyer le régulateur de ralenti qui se trouve sous le boîtier admission,,,,, pour les électrovannes je fais confiance à mr delage il me l aurait signifié hs au démontage….

          1. says: Pascal m3 e46

            Bonjour zael9k , je te remercie de ta réponse plus que satisfaisante , super explication avec image en + ,,, j attend les capteurs aac et papillon , je monte le tout et je roule quelques temps pour voir le résultat …. Si pas bon , je me pencherai sérieusement sur le solénoïde . Je ne manquerai pas de te tenir au jus de mes résultats … Merci encore …

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