Le mécanisme de distribution sert à assurer l'admission dans les cylindres d'une charge d'air frais et l'échappement des gaz brûlés.
Les soupapes d'admission et d'échappement s'ouvrent et se ferment dans des positions déterminées du piston, ce qui est assuré par la coïncidence des repères sur les pignons d'entraînement des organes lors de leur montage.
Le mécanisme de distribution est du type à soupapes en tête avec arbre à cames en bas.
Les cames de l'arbre à cames 24, conformément aux phases de distribution, actionnent les poussoirs 23.
Les tiges 19 communiquent un mouvement oscillant aux culbuteurs 16, qui, surmontant la résistance des ressorts 4 et 5, ouvrent les soupapes 25.
Les soupapes se ferment sous l'action de la force de compression des ressorts.
L'arbre à cames est en acier ; les cames et les tourillons d'appui ont subi un traitement thermique par HFC ;
il est installé dans la partie centrale du bloc-cylindres sur cinq paliers lisses, qui sont des douilles en acier coulées avec un alliage antifriction.
Le diamètre des douilles est supérieur de 6 mm par rapport aux douilles du moteur mod. 740.10.
L'arbre à cames est de dimension augmentée, avec des phases de distribution et une levée de soupapes modifiées par rapport à l'arbre à cames du moteur mod. 740.10.
Sur l'extrémité arrière de l'arbre à cames est pressé un pignon à denture droite 3.
L'entraînement de l'arbre à cames est assuré depuis le pignon du vilebrequin par l'intermédiaire de pignons intermédiaires.
Les pignons sont en acier, estampés avec des dents traitées thermiquement.
Pour assurer les phases de distribution prescrites, les pignons sont installés lors de l'assemblage selon les repères frappés sur les faces d'extrémité.
Pour éviter tout déplacement axial, l'arbre est fixé par le corps 2 du palier du support arrière, qui est fixé au bloc-cylindres par trois boulons.
Le diamètre d'assemblage du corps de palier du support arrière est supérieur à celui du corps de palier du moteur mod. 740.10.
L'installation du corps de palier du support arrière de l'arbre à cames du moteur mod. 740.10 n'est pas admissible, car elle entraînerait une chute critique de la pression d'huile dans le système et une défaillance prématurée du moteur.
Les soupapes sont en acier résistant à la chaleur.
L'angle du chanfrein de travail des soupapes est de 90°. Le diamètre de la tête de la soupape d'admission est de 51,6 mm, celui de l'échappement — 46,6 mm ; la hauteur de levée de la soupape d'admission — 14,2 mm, celle de l'échappement — 13,7 mm.
La géométrie des têtes des soupapes d'admission et d'échappement assure les paramètres gazodynamiques correspondants d'admission-échappement des gaz, c'est pourquoi leur remplacement par les soupapes du moteur mod. 740.10 n'est pas recommandé.
Les soupapes se déplacent dans des douilles de guidage fabriquées en métallocéramique.
Pour éviter la pénétration d'huile dans le cylindre et réduire sa consommation par combustion, des manchettes d'étanchéité en caoutchouc sont installées sur les guides de soupapes.
Les poussoirs sont du type à coupelle avec une partie de guidage profilée, fabriqués en acier avec surfaçage ultérieur de la surface de la coupelle par fonte trempée.
Le poussoir a subi un traitement chimico-thermique.
Les culbuteurs de soupapes sont en acier, estampés, et constituent un levier à deux bras dont le rapport du grand bras au petit bras est de 1,55.
Les culbuteurs des soupapes d'admission et d'échappement sont installés sur un support commun et fixés dans le sens axial par un fixateur à ressort.
Les culbuteurs de soupapes du moteur 740.11-240, contrairement aux culbuteurs du moteur mod. 740.10, n'ont pas de douille en bronze.
Les guides de poussoirs sont coulés d'une seule pièce avec le bloc-cylindres.
Les tiges de poussoirs sont en acier, creuses, avec des embouts pressés. Les tiges sont plus courtes de 3 mm que les tiges du moteur mod. 740.10 et ne sont pas interchangeables avec elles.
Le support de culbuteurs est en fonte, ses tourillons ont subi un traitement thermique par HFC.
Le diamètre des tourillons est supérieur de 2 mm par rapport aux tourillons du support de culbuteurs du moteur mod. 740.10.
Les ressorts de soupapes sont hélicoïdaux, installés par deux sur chaque soupape.
Les ressorts ont des sens d'enroulement différents.
Le diamètre du fil du ressort extérieur est de 4,8 mm, celui de l'intérieur — 3,5 mm. L'effort préalablement établi des ressorts est de 355 N, l'effort total en travail — 821 N.
Les ressorts sont interchangeables avec les ressorts du moteur mod. 740.10.
Les culasses 1 (fig. 1) sont séparées pour chaque cylindre, fabriquées en alliage d'aluminium.
La culasse comporte une cavité de refroidissement communiquant avec la cavité de refroidissement du bloc.
Pour renforcer le fond de la culasse, son épaisseur dans la zone du canal d'échappement a été augmentée et une nervure supplémentaire a été réalisée par rapport à la culasse du moteur mod. 740.10.
Chaque culasse est installée sur deux goupilles de positionnement pressées dans le bloc-cylindres et est fixée par quatre boulons en acier allié.
L'une des goupilles de positionnement sert en même temps de douille pour l'alimentation en huile de la lubrification des culbuteurs de soupapes.
La douille est étanchéifiée par des bagues en caoutchouc.
Dans la culasse, par rapport à la culasse du moteur 740.10, l'orifice d'écoulement de l'huile moteur de sous le couvercle de soupapes vers la cavité des tiges a été augmenté.
Les fenêtres des canaux d'admission et d'échappement sont situées sur les côtés opposés de la culasse.
Le canal d'admission a un profil tangentiel pour assurer un mouvement de rotation optimal de la charge d'air, qui détermine les paramètres du processus de travail et les performances environnementales du moteur, c'est pourquoi le remplacement par les culasses du moteur mod. 740.10 n'est pas admis.
Dans la culasse sont pressés des sièges en fonte et des douilles de guidage de soupapes en métallocéramique.
Les sièges de soupapes ont un serrage augmenté dans l'ajustement par rapport aux sièges du moteur mod. 740.10 et sont fixés par un bord vif.
Le siège et la soupape d'échappement sont profilés pour assurer une moindre résistance à l'échappement des gaz brûlés.
L'utilisation de la soupape d'échappement mod. 740.10 n'est pas recommandée.
Le joint « culasse — chemise » (joint de gaz) est sans joint plat (fig. 4).
Dans la gorge alésée de la face inférieure de la culasse est pressée une bague d'étanchéité en acier 3. Au moyen de cette bague, la culasse est installée sur le collet de la chemise.
L'étanchéité du joint est assurée par la haute précision d'usinage des surfaces conjuguées de la bague d'étanchéité et de la chemise de cylindre 5.
La bague d'étanchéité possède en outre un revêtement au plomb pour compenser les micro-irrégularités des surfaces à étancher.
Pour réduire les volumes nuisibles dans le joint de gaz, un joint-remplisseur en fluoroplastique 4 est installé.
Le joint-remplisseur est fixé sur la ceinture saillante de la bague du joint de gaz grâce à un cône inversé avec serrage.
L'utilisation du joint-remplisseur réduit la consommation spécifique de carburant et l'opacité des gaz d'échappement. Le joint-remplisseur est à usage unique.
Pour étancher les canaux de dérivation du liquide de refroidissement, des bagues d'étanchéité 2 en caoutchouc silicone sont installées dans les orifices du fond de la culasse.
L'espace entre la culasse et le bloc, les orifices d'écoulement de l'huile moteur et les orifices de passage des tiges sont étanchés par le joint 7 de la culasse en caoutchouc thermorésistant.
Lors de l'assemblage du moteur, les boulons de fixation de la culasse doivent être serrés en trois passes dans l'ordre croissant des numéros indiqué sur la fig. 5.
Les valeurs des couples de serrage doivent être :
- 1re passe — jusqu'à 39–49 N·m (4–5 kgf·m) ;
- 2e passe — jusqu'à 98–127 N·m (10–13 kgf·m) ;
- 3e passe — jusqu'à 186–206 N·m (19–21 kgf·m).
Avant le vissage, enduire le filetage des boulons d'une couche de graisse graphitée.
Après le serrage des boulons, il est nécessaire de régler les jeux entre les soupapes et les culbuteurs.
Le mécanisme de soupapes est fermé par un couvercle en aluminium 15 (voir fig. 1).
Pour l'isolation acoustique et l'étanchéité du joint couvercle — culasse, une rondelle d'isolation vibratoire 14 et un joint d'étanchéité en caoutchouc 19 sont utilisés.
Les boulons de fixation des couvercles de culasses doivent être serrés à un couple de 12,7–17,6 N·m (1,3–1,8 kgf·m).
Principales défaillances du mécanisme de distribution
Les écarts dans le fonctionnement du mécanisme de distribution lors de l'usure naturelle des pièces provoquent une dégradation de la dynamique du mécanisme et contribuent à une usure accélérée des conjugaisons.
Sur le nombre total de défaillances de tous les systèmes du moteur, 25–27 % concernent la distribution.
Les principales défaillances du moteur, dues à des défaillances de la distribution, peuvent être les suivantes :
- diminution de la puissance du moteur, augmentation de la consommation de carburant et d'huile ;
- augmentation de l'opacité des gaz d'échappement ;
- diminution de la pression d'huile dans le système du moteur à une température supérieure à 0 °C ;
- fonctionnement instable du moteur au ralenti ;
- fonctionnement du moteur avec des ratés ou une surchauffe ;
- fuites de liquide dans les raccordements du système de refroidissement.
Les signes de défaillances de la distribution sont des cognements dans la culasse.
Un cognement sonore dans la culasse est provoqué par le choc des soupapes contre les culbuteurs en raison d'un jeu thermique important entre la soupape et le nez du culbuteur.
Un cognement métallique sourd au ralenti et son renforcement lors de l'alimentation en carburant sont le signe d'une rupture des ressorts de soupapes ou d'un grippage des soupapes.
L'absence d'étanchéité de la soupape sur son siège se produit en l'absence ou en cas de diminution du jeu thermique entre le nez du culbuteur et la soupape, ainsi qu'en cas d'atteinte de la capacité portante de la liaison fixe culasse — siège de soupape.
En cas d'absence d'étanchéité de la soupape sur son siège, des jeux se forment sur certaines parties entre la soupape et le siège.
Les gaz incandescents sous pression et à grande vitesse passent dans les fentes formées, c'est pourquoi les surfaces du chanfrein à cet endroit se corrodent intensivement et l'appui du chanfrein sur le siège se dégrade.
Les produits de combustion s'accumulent sur la surface du chanfrein, ce qui entraîne une violation de l'étanchéité de la liaison.
L'analyse des dommages caractéristiques des soupapes et de leurs sièges montre qu'environ 90 % de tous les dommages se produisent en cas de violation de l'étanchéité de la liaison siège — soupape.
En cas d'augmentation du jeu thermique, la hauteur de levée des soupapes diminue, ce qui entraîne une dégradation du remplissage et de la purge des cylindres, une augmentation des charges d'impact et de l'usure des pièces de distribution.
En cas de jeux thermiques très petits, par suite de la combustion ou de l'usure des chanfreins de travail de la soupape ou du siège de soupape, l'étanchéité de la chambre de combustion n'est pas assurée, le moteur perd de la compression, surchauffe et ne développe pas toute sa puissance.
Les défaillances les plus fréquentes de la distribution sont les suivantes :
- usure prématurée des surfaces d'appui du siège et de la soupape ; usure de la douille de guidage de soupape ;
- atteinte de la stabilité de l'ajustement dans la conjugaison siège de soupape — culasse ;
- déformation de la culasse ;
- déformation du siège et de la tige de soupape ;
- déformation de la tête de soupape ; rupture de la tige de soupape et corrosion ; usure des orifices pour poussoirs ;
- usure des douilles de l'arbre à cames ; usure des cames de l'arbre à cames ; usure des culbuteurs de soupapes.
Avant d'effectuer les entretiens techniques, un contrôle individuel de l'état de la distribution est nécessaire, permettant, à l'aide d'un équipement spécial et sans démontage du moteur, de détecter à l'avance les défaillances cachées indiquées ci-dessus et de déterminer la liste des interventions préventives et de réparation.
Il convient d'évaluer l'état technique de la distribution selon des paramètres de diagnostic, et de déterminer la nécessité d'effectuer les opérations d'entretien et de réparation — selon les valeurs limites de ces paramètres.
Défaut caractéristique des tiges : affaiblissement de l'ajustement des embouts et flexion de la tige.
Les défauts caractéristiques des soupapes sont l'usure des chanfreins de travail, la flexion de la tige, la rupture de la tête de soupape, l'usure de l'extrémité de soupape.
Les défauts caractéristiques des poussoirs sont l'usure de la coupelle, des piqûres sur la surface de travail, l'usure de la tige.
Les coupelles et les tiges de poussoirs usées sont restaurées par chromage.
Après restauration, les soupapes sont rodées dans les sièges des culasses.
