culbuteur

Un culbuteur est un levier qui pivote sur un point d'appui monté sur la culasse et convertit la poussée ascendante d'une tige de poussoir (ou l'action de la came dans les conceptions à arbre à cames en tête) en un mouvement descendant pour ouvrir une soupape. Dans les moteurs à poussoirs traditionnels, il est situé au-dessus de la culasse et oscille des milliers de fois par minute, traduisant une entrée verticale en un calage précis des soupapes qu'un moteur exige.

Le composant a une géométrie simple mais des tolérances critiques. Une extrémité entre en contact avec la tige de poussoir ou la came; l'autre appuie sur la queue de soupape ou, plus couramment, sur l'extrémité sphérique d'un goujon de culbuteur réglable. Le point de pivot, appelé point d'appui ou axe de culbuteur, est supporté par des supports boulonnés à la culasse. Les culbuteurs sont généralement moulés en fonte ductile ou forgés en acier, avec des patins en acier trempé aux surfaces de contact pour résister aux millions de cycles d'impact. Les rapports entre les bras côté poussoir et côté soupape varient, allant généralement de 1,3:1 à 1,8:1, ce qui multiplie mécaniquement la levée du poussoir pour obtenir une plus grande course de soupape.

Usure, défaillance et réglage

Les culbuteurs s'usent là où ils entrent en contact avec les tiges de poussoir et les queues ou goujons de soupape. Un contact usé crée une cavité arrondie qui réduit la levée de soupape et perturbe le calage des soupapes. L'axe de culbuteur lui-même peut s'user, permettant un jeu latéral dans le bras qui provoque une action erratique des soupapes. Les culbuteurs tordus ou fracturés, bien que moins courants, se produisent lorsque la tige de poussoir se coince lors de l'assemblage ou que les supports de point d'appui se déplacent suite à des dommages d'impact. Le réglage du jeu (le dégagement entre le culbuteur et la queue de soupape) doit être réglé précisément; trop serré, la soupape ne se ferme jamais complètement, trop lâche, elle s'ouvre tard et se ferme tôt.

Le nom vient du mouvement de bascule: le bras bascule littéralement sur son pivot comme une balançoire de terrain de jeu. Les moteurs à poussoirs ou à arbre à cames dans le bloc utilisent des culbuteurs presque universellement car la distance entre l'arbre à cames et la soupape est trop grande pour être actionnée directement. Les moteurs à arbre à cames en tête (SOHC et DOHC) peuvent utiliser des culbuteurs pour réduire la distance soupape-came, bien que de nombreux moteurs modernes les remplacent par des poussoirs directs ou des poussoirs à godet, ce qui économise du poids et réduit la complexité.

La conception du culbuteur se situe à l'intersection de la rigidité et de la masse. L'ajout de matériau améliore la durabilité mais augmente l'inertie, forçant des pressions de ressort plus élevées et consommant plus de puissance moteur à haut régime. Les fabricants équilibrent ce compromis en optimisant la géométrie du bras et en sélectionnant soigneusement les matériaux. Des culbuteurs de qualité doivent maintenir la planéité et la rondeur du trou de pivot à 0,01 à 0,02 pouce près; même un léger désalignement réduit considérablement la durée de vie des roulements.