soupape en tête

Un moteur à soupapes en tête positionne ses soupapes d'admission et d'échappement dans la culasse, directement au-dessus de la chambre de combustion, plutôt que dans le bloc moteur à côté des pistons. Cette disposition améliore le flux de gaz entrant et sortant du cylindre, permettant des diamètres de soupape plus grands et une meilleure respiration à des régimes plus élevés. Cette conception est devenue dominante dans la fabrication automobile et des petits moteurs car elle offre plus de puissance et d'efficacité que l'ancienne disposition à soupapes latérales ou à tête plate.

Deux arrangements mécaniques existent dans la conception des soupapes en tête. Dans les moteurs à poussoirs, un arbre à cames monté bas dans le bloc actionne des poussoirs qui soulèvent des culbuteurs, lesquels à leur tour ouvrent les soupapes dans la culasse. Dans les moteurs à arbre à cames en tête, l'arbre à cames est situé directement dans ou au-dessus de la culasse, éliminant la liaison intermédiaire. Les moteurs à arbre à cames en tête (ACT) réduisent la masse en mouvement alternatif et peuvent fonctionner à des régimes plus élevés avec moins d'usure, mais les conceptions à poussoirs restent moins chères à fabriquer et sont plus simples à entretenir dans de nombreuses applications de camions et industrielles.

Problèmes courants et entretien

Les sièges de soupape dans la culasse s'usent et peuvent se piquer, nécessitant un rodage ou un remplacement périodique pour maintenir une bonne étanchéité. Les tiges de soupape coulissent dans des guides qui finissent par s'user, provoquant des fuites d'huile au-delà des joints et augmentant le blow-by. Les moteurs à poussoirs subissent une usure supplémentaire au niveau des culbuteurs et des poussoirs de soupape, car les surfaces de contact métal sur métal accumulent des dommages microscopiques après des milliers d'heures de fonctionnement. Les moteurs ACT évitent certains de ces modes d'usure, mais nécessitent un réglage plus précis de la courroie ou de la chaîne de distribution.

Le terme « soupape en tête » est apparu dans les années 1910, lorsque les fabricants expérimentaient le placement des soupapes. Les premiers moteurs montaient les soupapes le long des cylindres pour simplifier le moulage et l'usinage, mais le placement en tête permettait des chambres de combustion hémisphériques ou en forme de coin qui brûlent le carburant plus efficacement. Le nom reflète l'emplacement physique: les soupapes sont en tête, dans la culasse, par opposition à plates sur les côtés. Les moteurs modernes utilisent presque universellement des soupapes en tête car les alternatives n'offrent aucun avantage pratique dans les voitures particulières ou les équipements industriels légers.