La nécessaire synchronisation entre l’ouverture et la fermeture des soupapes et, pour le moteur à essence, le déclenchement de l’étincelle d’allumage repose sur un système complexe demandant un entretien périodique : la distribution. Le jeu aux soupapes est calculé en fonction de la dilatation des divers éléments de la commande des soupapes, et des soupapes elles-mêmes. Un jeu trop important conduit à une distribution très bruyante ; mais un jeu trop faible peut amener à griller une soupape, qui ne ferme plus à chaud. D’où l’intérêt de savoir effectuer ce réglage simple. Cette opération doit, tout au plus, être effectuée avec soin et méthode.
Le fonctionnement d’un moteur à combustion interne à quatre temps met en mouvement plusieurs éléments, entraînés à partir de la ligne d’arbre (vilebrequin) : arbre(s) à cames, pompe à huile, distributeur d’allumage, pompe d’injection. Cet ensemble d’organes et le dispositif qui les entraîne à partir du vilebrequin s’appelle la distribution.
L’élément principal de la distribution est constitué par l’arbre (ou les arbres) à cames qui actionne(nt) les soupapes. Le cycle complet d’un moteur à quatre temps s’effectue sur deux tours de vilebrequin, au cours desquels la soupape d’admission et celle d’échappement s’ouvrent et se ferment chacune une fois l’arbre à cames tourne donc à la moitié de la vitesse du vilebrequin.
L’entraînement de l’arbre à cames par le vilebrequin s’effectue donc avec un rapport de démultiplication de 1/2.
Différents types d’entraînement furent utilisés. Pour mémoire, citons l’entraînement par bielle ou par arbre intermédiaire avec renvois d’angle.
L’entraînement direct par pignons reste utilisé sur certains moteurs à arbre à cames latéral. Les dispositifs les plus courants sont l’entraînement par chaîne et l’entraînement par courroie crantée. Ce dernier tend à se généraliser sur les moteurs à arbre à cames en tête (ACT).
Jusque dans les années 1950, la distribution des moteurs à explosion comprenait un arbre à cames latéral et des soupapes latérales. Puis s’est généralisé le système des soupapes en tête, actionnées par des culbuteurs, commandées par des tiges, elles-mêmes actionnées par un arbre à cames, qui restait placé latéralement, sur le côté du moteur. Initialement réservé aux voitures de compétition, puis au voitures de sport, un nouveau système s’est généralisé dans les années 1980 : la distribution par soupapes et l’arbre à cames en tête. Cette organisation a permis de simplifier le système en réduisant le nombre de pièces en mouvement. Il a réduit les phénomènes d’inertie.
Sur un moteur à arbre cames latéral, les soupapes sont commandées par des culbuteurs, sortes de leviers pivotants reliés d’un côté à la tige de liaison avec l’arbre à cames et de l’autre, appyant sur le queue de soupape.
Sur les moteurs à arbre à cames en tête, celui-ci agit soit :
Dans les deux cas, un ressort rappelle la soupape après qu’une pression ait été exercée sur sa queue. le "jeu" au soupape correspond à l’amplitude de ce mouvement.
Beaucoup de voitures à arbre à cames en tête sont dotées d’un système (poussoir hydraulique à de rattrapage automatique du jeu ne demandant donc aucun réglage.
L’idéal est de commencer le travail lorsque le moteur est bien froid. Déposez le cache-culbuteurs.Suivant les voitures, il est retenu soit par des vis sur sa périphérie, soit par deux gros boulons placés sur le dessus (c’est le cas de la plupart des cache-culbuteurs en tôle emboutie). Prenez garde de ne pas casser le joint en liège ou en caoutchouc lors de la dépose.
Examinez maintenant les soupapes. Faites un schéma indiquant l’emplacement respectif des soupapes d’admission et d’échappement ; cochez-les au fur et à mesure de leur réglage, cela évitera une confusion toujours possible, surtout si c’est la première fois que vous faites cette opération. Le repérage des soupapes est assez facile :
Les soupapes sont plaquées sur leur siège par un puissant ressort. Elles sont ouvertes par l’action d’une came, agissant soit directement, soit (plus fréquemment) par l’intermédiaire d’un levier articulé sur un arbre : le culbuteur.
Le culbuteur est actionné d’un côté par la came, soit par l’intermédiaire d’une tige de culbuteur si l’arbre à cames est latéral, soit directement pour un arbre à cames en tête. De l’autre côté, le culbuteur pousse la queue de soupape par l’intermédiaire d’un poussoir.
Cet ensemble mécanique, appelé « culbuterie » présente des jeux fonctionnels, destinés à absorber les dilatations des divers éléments sous l’effet de la chaleur. Les soupapes, en contact direct avec la chambre de combustion, subissent la dilatation la plus importante. Mais les tiges de culbuteur, culbuteurs et poussoirs se dilatent également, sous l’effet de la chaleur du moteur, mais aussi de celle résultant des frottements.
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| Dans la plupart des cas, le réglage du jeu aux soupapes sur un moteur culbuté se fait en débloquant un écrou et en serrant ou en desserrant une vis qui peut être à tête fendue. Le contrôle se fait avec une cale. | |
Le jeu caractéristique se mesure entre la queue de soupape et le poussoir. Il est normalement plus important pour les soupapes d’échappement, plus échauffées, car soumises à une température supérieure que pour les soupapes d’admission.
Un jeu insuffisant peut empêcher une soupape de se fermer complètement à chaud, ce qui risque de la « griller » (fusion d’une partie de sa lèvre).
À l’opposé, un jeu trop important provoque des rebonds des soupapes sur leur siège, ce qui se manifeste par un « cliquetis » A la longue, ce phénomène peut provoquer la rupture locale d’une lèvre de soupape.
Le jeu aux soupapes se mesure normalement sur un moteur froid, sauf indication contraire du constructeur mentionnée dans le manuel d’entretien (cas de la Golf GTI, par exemple). Il se règle généralement en agissant sur la longueur de la tige de culbuteur.
Sur un moteur "culbutés", le jeu se prend entre la queue de soupape et le culbuteur, la cale d’épaisseur devant coulisser "gras » entre les deux.
• Desserrez le contre-écrou de réglage
• Tournez la vis fendue avec un tournevis jusqu’à l’obtention du jeu désiré.
• Resserrez alors le contre-écrou, tout en faisant très attention que la vis de réglage ne tourne pas pendant cette opération. Vous aurez peut-être intérêt à retirer les bougies pour faire tourner le moteur plus aisément entre chaque réglage de soupapes sur un cylindre.
De plus en plus, les moteurs modernes sont équipés de poussoirs hydrauliques (voir plus loin). Il s’agit d’un dispositif continuellement rempli par de l’huile moteur, qui amortit automatiquement les variations de dilatation de la culbuterie. Ce système élimine la nécessité d’un réglage périodique.
Sur les moteurs dépourvus de poussoirs hydrauliques, il faut régler le jeu aux soupapes selon une périodicité mentionnée dans le manuel d’entretien du véhicule. Ce réglage s’impose également lorsque le moteur émet un bruit caractéristique de « cliquetis ».
Le réglage le plus courant s’effectue en agissant sur une vis ou un excentrique placé à l’extrémité du poussoir de soupape.
On trouve aussi fréquemment des cales ou pastilles d’épaisseur entre poussoirs et cames. Le réglage s’effectue alors par échange des cales, qui nécessite un outil d’extraction spécial ou parfois même impose te démontage de l’arbre à cames pour pouvoir accéder aux poussoirs ; ce qui implique le recalage de la distribution en fin d’opération. Extrêmement délicate, cette opération n’est pas à la portée d’un mécanicien amateur et devra être confiée à un garagiste
Les moteurs à hautes performances sont équipés d’une distribution par deux arbres à cames en tête ; l’un des arbres entraîne les soupapes d’admission, l’autre les soupapes d’échappement. Cette architecture se retrouve systématiquement sur les moteurs comptant plus de deux soupapes par cylindre, notamment les quatre cylindres à douze ou seize soupapes.
Il ne faut pas confondre le double arbre à cames en tête (2 ACT) avec les moteurs ayant deux arbres à cames, parce qu’ils ont deux rangées de cylindres : moteurs en V et moteurs à plat à cylindres opposés. (Ces derniers ayant souvent un ACT par rangée de cylindres).
Réglages par calesLe dispositif le plus usité sur les moteurs 2 ACT comporte des cales d’épaisseur interposées entre la tête du poussoir de soupape et la came. Sur les moteurs les plus anciens, l’extraction de ces cales nécessitait la dépose des arbres à cames, opération du ressort d’un spécialiste.
Certains moteurs possèdent des poussoirs de soupapes hydrauliques qui règlent automatiquement le jeu en cours de fonctionnement. Cette technique maintenant très au point permet une marche silencieuse des soupapes et supprime une opération d’entretien fastidieuse.
