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: Favre

    Bonsoir Tontongreg,

    Je corrige mon commentaire précédent. Désolé pour le dérangement.

    Peu après avoir acheté le Z j’avais constaté un perte de puissance avec EML. Je l’avais immédiatement ramenée au petit garage vendeur et devinez : il m’avait annoncé un problème de valvetronic et il avait reprogrammé le truc et naïf comme j’étais je suis reparti sans demander mon reste, la Z repartait nickel. 

    Bien sûr je n’ai pas de facture de son intervention elle était à l’époque sous garantie…

    J’ai pu repartir en me disant ok problème réglé.

    Et alors que mon vehicule est tombe en panne la concession m’annonce 3000 euros de facture pour pb de distribution variable qui a fait décaler la chaîne de distribution.

    Le vendeur est il responsable ?

    Je pensais également tenter la demande de prise en charge par bmw mais mon Z4 vient d’Italie donc pb…il me faudrait écrire à bm Italie ? Avec plus de 100000 bornes et 10 ans ça se tente ?

    Un énorme merci pour ton avis !

    1. says: TontonGreg

      Bonjour,
      Là, pour prouver que le vendeur est responsable, ça va être dur vu que tu n’as pas de document attestant son intervention. Par contre, pour un problème de ce genre, oui, n’hésite pas à contacter BMW France pour une prise en charge, tout ou partie, ce n’est pas normal d’avoir ce souci à 100.000km.
      Essaie aussi d’avoir un devis d’un pro BMW mais pas concessionnaire officiel.

  2. says: Alexis D.

    Bonjour Tonton Greg.

    Super cet article !

    Concernant le double VANOS il n’y pas une erreur par contre ? Ce n’est pas sur le S50B30 qu’il est apparu en premier ? Car de mémoire le S52B32 ( M3 américaine) ne dispose que d´un VANOS simple non ?

  3. says: Christian

    Bonjour Monsieur.
    Je souhaite svp savoir comment je peux faire le calage de moteur BMW serie 1 E87 ? Puisque je trouve pas les points de repérage sur les différents poulies. Je ne vois aucun signe de repérage ni au pignon de Vilebrequin, ni au pignon de la pompe d’injection, encore moins à celui d’arbre à canne.
    Pouvez-vous m’expliquez comment je peux proceder au calage de distribution?
    Merci d’avance.

  4. says: M DIAGNE

    Bonsoir j’ai une bmw x1 sdrive 20i de 2012 que j’ai acheté d’ocasion. Actuellement le moteur fait beaucoup de bruit au ralenti comme durant les accélérations avec une grande consommation en carburant de 11.8 litres/100 km. Au ralenti le nombre de tours/min est de 700 mais quand je met la climatisation ou le chauffage le ralenti passe a 850 tours par min ce qui a mon avis est anormal et peut être lié a la forte consommation de carburant. Est ce que quelqu’un peut m’aider a comprendre car je pense avoir le même type de moteur.

  5. says: Dib316ti

    Bonsoir quelqu’un peut me renseigner concernant le code defaut p1024(Distribution variable, ligne 1 – apprentissage adaptatif ) sur une 316ti , quelle pieces faut-il changer ??
    Merci d’avance

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