Train de soupapes

Un système de commande des soupapes est un système mécanique qui contrôle le fonctionnement des soupapes d'admission et d'échappement dans un moteur à combustion interne . Les soupapes d'admission contrôlent le flux du mélange air/carburant (ou de l'air seul pour les moteurs à injection directe) dans la chambre de combustion, tandis que les soupapes d'échappement contrôlent le flux des gaz d'échappement usés hors de la chambre de combustion une fois la combustion terminée.

La disposition des soupapes dépend en grande partie de l'emplacement de l'arbre à cames. Les configurations courantes de soupapes pour les moteurs à pistons, du plus ancien au plus récent, sont les suivantes :

• Moteur Flathead : L'arbre à cames et les soupapes sont situés dans le bloc moteur sous la chambre de combustion .
• Moteur à soupapes en tête : L'arbre à cames reste dans le bloc, cependant les soupapes sont situées dans la culasse au dessus de la chambre de combustion.
• Moteur à arbre à cames en tête : Les soupapes et les arbres à cames se trouvent dans la culasse au-dessus de la chambre de combustion.

Le système de distribution comprend tous les composants responsables de la transmission du mouvement de rotation de l'arbre à cames à l'ouverture et à la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement. Les composants typiques sont répertoriés ci-dessous dans l'ordre, du vilebrequin aux soupapes.

Le calage et le profil de levée des soupapes sont contrôlés par les arbres à cames , grâce à l'utilisation d'un lobe soigneusement formé sur un arbre rotatif. L'arbre à cames est entraîné par le vilebrequin et, dans le cas d'un moteur à quatre temps, tourne à la moitié de la vitesse du vilebrequin.

Le mouvement est transféré du vilebrequin à l'arbre à cames le plus souvent par une courroie de distribution en caoutchouc , une chaîne de distribution métallique ou un jeu d'engrenages.

Les tiges de poussée sont de longues tiges métalliques fines utilisées dans les moteurs à soupapes en tête pour transférer le mouvement de l'arbre à cames (situé dans le bloc moteur) aux soupapes (situées dans la culasse). L'extrémité inférieure d'une tige de poussée est équipée d'un poussoir sur lequel l'arbre à cames entre en contact. Le lobe de l'arbre à cames déplace le poussoir vers le haut, ce qui déplace la tige de poussée. L'extrémité supérieure de la tige de poussée pousse sur le culbuteur, ce qui ouvre la soupape.

Selon la conception utilisée, les soupapes sont actionnées par un culbuteur , un doigt ou un poussoir à godet . Les moteurs à soupapes en tête utilisent des culbuteurs, qui sont actionnés par le bas indirectement (par l'intermédiaire des tiges de poussée) par les lobes de came . Les moteurs à arbre à cames en tête utilisent des doigts ou des poussoirs à godet, qui sont actionnés par le haut directement par les lobes de came.

La plupart des moteurs modernes utilisent des soupapes à champignon , bien que des soupapes à manchon , des soupapes à tiroir et des soupapes rotatives aient également été utilisées à l'occasion. Les soupapes à champignon sont généralement ouvertes par le lobe de l'arbre à cames ou le culbuteur et fermées par un ressort hélicoïdal appelé ressort de soupape .

Le flottement des soupapes se produit lorsque le ressort de soupape est incapable de contrôler l'inertie du train de soupapes à des régimes moteur élevés (RPM).