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VANOS et Valvetronic: la distribution variable chez BMW

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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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79 commentaires

  1. Romain dit :

    Bonjour Tonton Greg

    Après un diag le débitmètre en défaut ( il est neuf, peut être que quelque chose d’autre le met en default ) et :
    Valvetronic adaptation 2A6B mémorisation des valeurs d’apprentissage en EEPROM impossible
    ainsi que Valvetronic limitation de puissance 2D0F signal au dessus du seuil ou court circuit vers pole positif
    Il pense qu’il faut changer le moteur valvetronic et le faire chez BM car il y a une programmation du moteur a faire.
    Qu’en pensez vous ?

    Merciiiiiiii

    Je rappelle que quand elle est bien froide, la voiture démarre puis cale tout de suite. Il y a une forte odeur d’essence d’ailleurs. Si j’essaye juste après elle ne démarre pas. Je dois attendre 5 minute pour retenter ma chance. Quand elle démarre, une fumée blanche sors du pot et quand j’accélère on voit bien la fumé sortir. Si j’accélère au point mort un bon coup elle cale à nouveau et rebelote. Si je roule je ne dois pas trop monter dans les tours le temps qu’elle chauffe car sinon elle passe en mode sécurité. Ça fait ça le temps qu’elle chauffe entre 1 et 3 minute et après elle marche normalement, je peu accélérer et tout, pas de souci.

    1. TontonGreg dit :

      Hello,
      Ou caler informatiquement le valvetronic, avec la valise BMW qui va bien, donc oui, en concession…
      Mon conseil, à ce niveau, passe en concession et parles-en au responsable d’atelier, il pourra te conseiller, à savoir s’il faut changer le matériel ou seulement reprogrammer qq chose.

      1. Romain dit :

        Déposée aujourd’hui chez BMW, le mécanicien ouvre le couvre culasse et surprise. Le guide de chaine est en morceaux… Résultat, 1700 euros de frais. Sur une voiture qui a 190 000 km, je me demande si ça en vaut la peine…

  2. Bertrand dit :

    Bonjour bonjour,

    Comme pas mal d’entre vous j’ai également un soucis sur ma E46. Le voyant moteur et eml s’affiche et je roule donc en mode dégradé. Après être passée à la valise, le code 2a6b et 2a67 s’affiche. Je les ai effacé, le voyant moteur s’est effaché et eml également. J’ai roulé 5 km et l’eml réapparait. 2eme tentative le voyant moteur et eml réapparaissent.
    De ce que j’ai pu lire, il faut changer le valvetronic ? Ou peut il s’agir que d’un reprog à faire? A savoir que la voiture n’a pas roulé pendant 6 mois (l’ancien proprio l’avait laissé au garage). La batterie a été changée.
    Des idées? Merci d’avance, je désespère ! Et quand je vois les frais BMW je prends peur…

    1. TontonGreg dit :

      Hello,
      Oui, message typique de pb avec valvetronic.
      Généralement, il est préconisé de changer le moteur. Mais avant, n’hésite pas à le caler, ce n’est peut-être que ça (expliqué plus haut).

      1. Bertrand dit :

        Re bonjour
        Le vanos fonctionne très bien. J’ai nettoyé les 2 capteurs (arbre à came) car un peu huileux et finalement le code 2a6b à disparu. Néanmoins le 2a67 est tjrs présent.
        Pensez vs que les 2 capteurs ont ils besoin d’être changé ? Ou est forcément le valvetronic?
        Merci

        1. TontonGreg dit :

          ce code est lié au valvetronic, il faut donc regarder du côté du moteur valvetronic, voir s’il fonctionne bien et s’il est bien calé.

  3. Johann dit :

    Bonjour.

    Petite question sur l’ensemble valvetronic/double vanos:
    Est il possible de passer sur une levée plus importante ? Genre 10,5 ? Pour augmenter le caractère et la puissance à haut régime ?

    Merci pour cet article et les autres sur ces systèmes

    Johann

    1. TontonGreg dit :

      Bonjour,
      Techniquement possible mais ça engendrerait beaucoup de modifications mécanique, à la rigueur, il vaut mieux y greffer un turbo 🙂

      1. Johann dit :

        Merci de votre réponse, j’ai déjà un turbo, j’ai un thp sur une 208 gti en stage 2.
        Ayant fait pas recherche sur les systèmes de ce moteur, je pensais que l’on pouvait changer la ‘roue dentée’ pour augmenter la levée et ajouter du caractère à haut régime

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