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Le haut-moteur d’une voiture (1)

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Ce que l’on a coutume d’appeler le haut-moteur comprend la culasse avec sa distribution, et les cylindres avec leurs pistons. L’évolution technique de cette partie du moteur a été considérable.

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Culasses borgnes ou culasses détachables ?

Au début du XXᵉ siècle, les voitures étaient équipées de cylindres dit borgnes, car ils étaient coulés d’une seule pièce de fonderie avec la culasse. On adopta cette disposition parce que les matériaux utilisés à l’époque n’auraient pas permis une étanchéité parfaite entre bloc et culasse. Les soupapes étaient latérales et le dessus du cylindre borgne comportait des bouchons démontables permettant d’y accéder. On en vint assez rapidement aux culasses détachables, qui équipèrent la célèbre Ford T. Cependant, certaines voitures à hautes performances sont restées très longtemps fidèles au bloc borgne (Bentley jusqu’en 1931 et Bugatti jusqu’à la Seconde Guerre mondiale).

Soupapes latérales ou en tête ?

Les premières culasses démontables qui équipaient les moteurs à soupapes latérales étaient d’une construction assez rudimentaire, puisqu’elles n’étaient en fait que de simples couvercles sans aucune pièce mobile, les soupapes et leur commande se trouvant dans le bloc moteur. Les moteurs de ce type n’offraient qu’un rendement modeste du fait de leur chambre à combustion de forme peu élaborée.On adopta ensuite les soupapes en tête, c’est-à-dire placées dans la culasse, où elles assuraient l’ouverture et la fermeture des passages d’admission et d’échappement. Cette disposition, bien que compliquant la fabrication de la culasse, permettait d’avoir une bien meilleure chambre de combustion et, donc, un moteur plus performant.

 


Simple ou double arbre à cames ?

Deux moyens furent employés pour actionner les soupapes en tête :

  • un arbre à cames logé latéralement dans le bloc moteur qui commandait les soupapes par l’intermédiaire de poussoirs, de tiges et de culbuteurs ;
  • un ou deux arbres à cames en tête, c’est-à-dire situés directement dans la culasse qui devint, de ce fait, fort complexe. Un simple arbre à cames en tête commandait les soupapes par l’intermédiaire de basculeurs (un peu comme pour un moteur dit “culbuté”) alors qu’un double arbre actionnait directement les queues de soupapes, quelquefois par l’intermédiaire de courts poussoirs creux (Alfa Romeo, Jaguar, Ferrari) ou bien de linguets (Bugatti) pour absorber les réactions latérales.

Le moteur de loin le plus évolué techniquement de l’entre-deuxguerres fut sans conteste celui des Bentley sorti dès 1919 et qui fut produit pendant 12 ans en 4 et 6 cylindres, dans diverses cylindrées. Le 4 cylindres 3 litres de 1919 possédait déjà 4 soupapes par cylindre commandées par un arbre à cames en tête, double allumage, vilebrequin à 5 paliers lubrifié sous pression, refroidissement forcé par pompe à eau, et construction presque entièrement en alliage léger... Cette extraordinaire avance technique permit d’ailleurs à Bentley de s’adjuger cinq victoires aux 24 Heures du Mans dans les années 1920.

 

Les distributions par simple ou double arbre à cames en tête furent longtemps réservées aux voitures de haut de gamme (Bugatti, Duesenberg, Hispano-Suiza, Alfa Romeo, Bentley, etc.). Les voitures populaires sont restées longtemps fidèles aux soupapes latérales, avant de passer aux soupapes culbutées, solution appliquée pendant très longtemps.

 


L’évolution technique des culasses

Actuellement, les culasses évoluent toutes vers un même type : elles sont coulées en alliage léger, comportent une distribution par simple arbre à cames en tête entraîné par courroie crantée. Les modèles haut de gamme ou sportif sont à deux arbres à cames en tête attaquant directement les queues de soupape.

 

En plus de la distribution, la culasse porte les pipes d’admission et d’échappement ainsi que le thermostat de régulation de température du circuit de refroidissement. Un joint spécial comprenant une feuille réfrataire comprise entre deux minces feuilles de cuivre ou d’acier assure l’étanchéité entre la culasse et le bloc cylindres.

 



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