Moteurs + Soupapes + Obturateurs

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Au début de l'automobile, les moteurs possédaient des soupapes automatiques constituées par des disques obturateurs rappelés par des ressorts.  [...] Le retard était moindre si on allégeait les obturateurs et si on affaiblissait les ressorts, mais cela diminuait d'autant la fiabilité du système. Aujourd'hui les soupapes automatiques ne sont plus guère utilisées que sur certains moteurs de marine à deux temps, pour l'admission, dans les compresseurs et dans les pompes mécaniques à essence.  [...] La première donne des obturateurs plus rigides, plus massifs et plus solides, mais plus lourds, avec des sièges sensibles aux effets de la température, et on l'utilise principalement pour des soupapes d'échappement. Les soupapes à tête concave ont la propriété de conserver la forme conique du siège même sous de très fortes déformations thermiques et on les retrouve, la plupart du temps, comme soupapes d'admission dans des moteurs de compétition ou de sport (Ferrari Dino).  [...]

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Dans le premier cas, l'ouverture des soupapes peut être automatique ou commandée (les soupapes d'admission automatiques, qui étaient très courantes au début du siècle, ne sont plus utilisées actuellement que pour les gros moteurs Diesel lents à deux temps.  [...] Les divers systèmes de distribution sans soupapes ont atteint une grande diffusion dans les années vingt (Voisin, Panhard), mais sont désormais abandonnés dans les moteurs à quatre temps.  [...] Avec des soupapes latérales, il n'était pas possible d'atteindre des régimes moteur supérieurs à 4 000 tr/mn, surtout à cause de la forme peu adaptée du conduit d'admission. Toutefois, pour une plus grande facilité d'usinage et pour des raisons de prix de revient, ces moteurs furent utilisés durant de longues années sur les voitures de tourisme.  [...]

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- Les chambres Héron. Elles sont assez répandues aujourd'hui. Elles permettent une construction simple de la culasse avec des soupapes parallèles et un bon rapport surface-volume. Le diamètre des soupapes dépend évidemment de l'alésage, aussi cette solution convient surtout pour des moteurs carrés.  [...] Dans les moteurs de compétition et dans les groupes à quatre soupapes par cylindre, on peut diminuer l'angle des soupapes et créer ainsi une chambre très réduite avec un piston pratiquement plat.  [...] Toutefois, la contribution apportée dans ce domaine par une forme particulière est minime. Toutes les solutions se valent pratiquement. Dans les moteurs deux temps, enfin, caractérisés par l'absence de soupapes, le dessin de la chambre est plus simple.  [...]

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A l'heure actuell, les constructeurs équipement les moteurs avec des soupapes à tête plate, car elles ne demandent pas d'usinage mécanique. les soupapes à tète concave ou convexe sont destinées uniquement à des applications spéciales. Les portées, qu'il s'agisse de la portée mobile de la soupape ou de la portée fixe du siège dans la culasse, possèdent une forme tronconique avec un demi-angle au sommet qui est généralement de 45°.  [...] Ce jeu varie entre 0,2 et 0,6 mm, les valeurs les plus faibles étant généralement adoptées pour des moteurs à tiges et culbuteurs, tandis que les valeurs les plus élevées sont utilisées avec la commande directe des soupapes par arbre à cames en tête.  [...] En revanche, des chambres triangulaires ou hémisphériques permettent d'augmenter le rapport des diamètres de soupapes au diamètre du piston. Si l'on a besoin de diamètres plus élevés, on double le nombre des soupapes, pratique courante pour certains moteurs de course et, plus rarement, pour quelques voitures de tourisme.  [...]

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De tout temps, les phases d'admission et d'échappement ont été parmi les plus complexes qu'aient eu à traiter les ingénieurs motoristes. Pendant les premiers balbutiements de l'automobile, de nombreuses solutions furent essayées. soupapes à tiroir, lumières découpées dans la chemise, soupapes automatiques à disques obturateurs.  [...] De même, les soupapes à disques rotatifs, essentiellement destinées aux moteurs deux temps, malgré une utilisation abondante dans les années d'avant-guerre, ne purent s'imposer. Elles permirent pourtant à certains moteurs de compétition (DRB 1000 cm3 de 1963 par exemple, d'obtenir des rendements élevés dépassant parfois 250 ch au litre).  [...] La technologie industrielle préférant souvent le simple, le fiable et le plus économique, tous les constructeurs s'orientèrent rapidement vers le principe qui est désormais universellement répandu, à savoir celui de soupapes situées dans la culasse et commandées par arbres à cames et ressort.  [...]

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L'adoption définitive de la culasse démontable élimina ces bouchons et permit d'étudier avec une plus grande précision la forme de la chambre de combustion pour améliorer le rendement. Parmi les formes donnant un rendement appréciable, la culasse conçue par Ricardo, aux environs de 1920, s'imposa- Tout en conservant des soupapes latérales, elle permettait d'obtenir un rapport volumétrique relativement élevé et une bonne turbulence.  [...] On vit également apparaître quelques moteurs présentant une solution intermédiaire. soupapes d'admission en tête et soupapes d'échappement latérales (disposition conservée jusqu'à une époque relativement récente sur les Rolls Royce, Bentley et Rover).  [...] Bientôt les soupapes en tête culbutées s'imposèrent. Pour des raisons de facilité d'usinage, les soupapes en tête furent tout d'abord placées côte côte parallèlement à l'axe des cylindres, disposition qui ne permettait pas l'utilisation de soupapes de grandes dimensions, les moteurs ayant général une course longue et un alésage réduit.  [...]

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La culasse est la partie du moteur qui ferme le haut des cylindres et dans laquelle s'effectue la combustion. En général, les soupapes d'admission et d'échappement y sont logées. Sa forme et ses caractéristiques ont toujours été étroitement liées à l'évolution des moteurs et ont été plus particulièrement déterminées en fonction du type de distribution et de la forme de la chambre de combustion.  [...] En ce qui concerne la distribution, on utilisa, sur les premiers moteurs à gaz, des soupapes latérales. c'est-à-dire disposées de chaque côté du cylindre. Les vitesses et les pressions toujours croissantes des moteurs conduisirent, pour éviter des difficultés d'usinage, à adopter des soupapes d'admission automatiques commandées par la dépression créée pendant l'admission dans le cylindre.  [...] Le dessin des culasses, conçu de façon à faciliter l'entretien du moteur, imposa la disposition des soupapes latérales de chaque côté du bloc, commandées par deux arbres à cames différents.  [...]

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S'il existe un certain jeu à la fermeture de la soupape entre la tige et le petit piston, l'huile afflue dans le cylindre en déplaçant le piston, ce qui rattrape automatiquement le jeu. Cette solution assure le silence de fonctionnement, mais elle ne peut être adaptée sur des moteurs rapides ou de compétition.  [...] La plupart des moteurs possèdent deux soupapes par cylindre. une pour l'admission, l'autre pour l'échappement. Pour améliorer la puissance spécifique et limiter l'effort des soupapes lorsque celui-ci est trop important, on a adopté trois, et même, le plus souvent, quatre soupapes par cylindre, aussi bien dans les moteurs de compétition (Ferrari 512 S, Bugatti de 1919) que dans les moteurs Diesel à quatre temps lorsque l'alésage est supérieur à 150 mm (Scania, Volvo).  [...] Arbre à cames latéral, tiges et culbuteurs. C'était la solution la plus répandue, étant donné la simplicité de sa construction. Les soupapes d'admission et d'échappement sont parallèles. Le poids des organes en mouvement est considérable. rai- son pour laquelle il est en général impossible d'atteindre des régimes supérieurs à 8000 tr/mn.  [...]

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- La disposition des soupapes d'admission et d'échappement, afin d'obtenir le meilleur remplissage à tous les régimes de fonctionnement.  [...] - les chambres hémisphériques. Les soupapes sont disposées obliquement en V. La turbulence n'est pas excellente. Ces culasses ont été longtemps considérées comme celles qui offraient le meilleur rendement. Elles furent notamment utilisées sur les Porsche et les Alfa Romeo.  [...] Elles permettent d'utiliser de grandes soupapes avec de faibles rapports surface-volume. La position de la bougie est centrale (au milieu du V pour les moteurs à quatre soupapes par cylindre) et presque centrale pour les autres types.  [...]

 La commande desmodromique - Technique - Page 4.com

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Ces moteurs s'avérèrent très fiables et performants et ce succès encouragea d'autres firmes à mener des études poussées sur ces moteurs. Ce fut le cas, notamment, des italiens Osca, Stanguellini et Ducati.  [...] Malheureusement peut-être, le développement de ces mécaniques fut assez vite contrarié par l'apparition de nouveaux aciers plus performants qui offrirent aux moteurs classiques des performances pratiquement équivalentes et seule la firme Ducati s'obstina dans ses recherches et utilise la commande desmodromique, aujourd'hui encore, sur ses moteurs de motos (les fameuses desmo ).  [...] La fermeture des soupapes fait appel à un mécanisme desmodromique associé à l'utilisation de la pression d'huile. Les vitesses de rotation autorisées par ces moteurs très aboutis sont supérieures à 14000 trs/mn.  [...]