Soupape

Les soupapes des moteurs à explosion

Tous les éléments constitutifs du moteur ont leur importance propre, et permettent le bon déroulement du cycle mécanique tout entier. Certains de ces éléments ont un rôle extrêmement important dans le fonctionnement du véhicule, mais trop peu d’usagers connaissent exactement leur mission et les contraintes auxquelles ils sont soumis. C’est notamment le cas des soupapes présentes dans les moteurs à explosion. Il est pourtant nécessaire pour les apprentis conducteurs de bien connaître le fonctionnement du moteur d’une automobile, car ils pourront être interrogés sur ces questions lors des vérifications techniques.

Qu’est-ce que les soupapes ?

Les soupapes sont des éléments mécaniques constitutifs des moteurs thermiques, et notamment des moteurs à explosion. Les modèles de soupapes les plus répandus sont les “soupapes à tige”, appelées également “soupapes à tulipes”. Il s’agit de longues tiges de métal comprenant à l’une de leurs extrémités un tampon de métal, appelé le “siège” de la soupape.

Fabrication et composants

Les soupapes sont imaginées et fabriquées dans des formes et des matériaux permettant de réduire au maximum les contraintes qu’elles subissent lors du cycle de fonctionnement du moteur, notamment en matière de frottement et de chaleur. En effet, lors de la combustion du mélange de carburant et d’air sous pression, les soupapes peuvent être soumises à une très forte chaleur, et atteindre elles-mêmes jusqu’à 1 000 degrés Celsius.

Pour pouvoir garantir un bon fonctionnement des moteurs pendant une longue durée sans qu’elles aient besoin d’être remplacées, les soupapes sont faites soit dans un métal unique soit dans un alliage, qui doit à la fois résister à des chaleurs extrêmes, tout en gardant un bon coefficient de glissement pour ne pas bloquer le moteur pendant un cycle mécanique.

De plus, le siège de la soupape, qui est la partie comprise dans la chambre de combustion elle-même, est généralement blindée pour mieux résister aux contraintes thermiques et mécaniques dues au fonctionnement du moteur.

Leur place dans le fonctionnement du véhicule

La principale mission des soupapes dans la mécanique du véhicule est de rendre hermétique par intermittences la chambre de combustion du moteur, et de permettre l’approvisionnement d’air et de carburant ou l’échappement des gaz créés lors de la combustion.

Ainsi, il existe deux types de soupapes, chacune appelée en fonction de leur mission dans le fonctionnement du moteur :

les soupapes d’admission
les soupapes d’échappement

Les soupapes d’admission

Les soupapes d’admission approvisionnent la chambre de combustion en carburant et en air grâce à un mélange pressurisé. Elles interviennent lors de la première phase de fonctionnement d’un moteur à 4 temps. Une fois leur mission terminée pour le cycle, elles remontent grâce au mouvement de l’arbre à cames et scellent hermétiquement la chambre jusqu’au cycle de combustion suivant.

Les soupapes d’échappement

Contrairement aux soupapes d’admission, les soupapes d’échappement permettent l’évacuation et la dispersion des gaz générés lors du cycle de combustion créé par le contact entre le mélange de carburant et d’air avec la bougie d’allumage. En effet, une fois l’explosion nécessaire au fonctionnement du moteur produite, l’arbre à cames pousse les soupapes d’échappement, qui permettent alors aux gaz de suivre le chemin du système d’échappement jusqu’au pot d’échappement. Les gaz générés par la combustion sont alors évacués dans l’atmosphère.