Les soupapes

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Soupape

Une soupape (Une soupape est un organe mécanique servant à fermer et ouvrir une chambre ou un conduit à la demande .) est un organe mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies,...) servant à fermer et ouvrir une chambre ou un conduit à la demande .
Mécanique



Les soupapes en action, en haut du cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point...)



Les soupapes sont indispensables au fonctionnement de certains moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par...). Elles sont généralement actionnées par un arbre à cames avec un ou plusieurs ressorts de rappel individuels, ou par barre de torsion (La torsion est la déformation subie par un corps soumis à l'action de deux couples opposés agissant dans des plans...) (Honda CB 450). Ils sont dits à soupape commandée. Dans le cas de certains moteurs à combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie...) interne, elle sont simplement commandées par la différence de pression (La pression est la force exercée sur une surface donnée.) entre leurs deux faces (soupapes automatiques).
Sécurité


On installe une soupape de sécurité (appelée soupape de décharge sur les véhicules à turbocompresseur) sur les réservoirs de gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi...) et de produits pouvant être soumis à de forte variation de pression.
Par exemple, une soupape permet la sortie de la vapeur () lorsque la pression atteint un certain seuil dans un autocuiseur.
Les réservoirs de GPL des voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est...) comportent une soupape de sécurité, afin d'éviter une explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement...) du réservoir en cas d'incendie.

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Source : techno-science.net
Soupapes en tête

Les moteurs à soupapes en tête sont une alternative aux moteurs à soupapes latérales. On peut les rencontrer sur toutes sortes d'architectures (Architectures est une série documentaire proposée par Frédéric Campain et Richard Copans, diffusé sur Arte depuis 1995.) de moteurs à quatre temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les...) (en V, en ligne, etc.)
Dans les moteurs à soupapes en têtes on peut distinguer les moteurs à arbre à cames latéral et les moteurs à arbre à cames unique en tête (culbuté).
La disposition en tête, c'est-à-dire au-dessus du cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point...), permet d'avoir une meilleure circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) des gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi...) et un meilleur taux de compression que les moteurs à soupapes latérales.
En revanche, elle expose à l'affolement de soupapes (impossibilité pour la soupape (Une soupape est un organe mécanique servant à fermer et ouvrir une chambre ou un conduit à la demande .) de revenir à temps sur son siège aux hauts régimes), risquant de provoquer le bris du moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par...) car la tête de soupape se déplace dans la zone balayée par le piston.
Cet inconvénient, majoré sur les moteurs culbutés, est jugulé par les moteurs à distribution desmodromique.
Dans l'industrie automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est...), les moteurs culbutés à soupapes en tête et arbre à cames latéral furent la norme jusqu'à l'arrivée des moteurs à arbre à cames en tête.
Avantages et désavantages des moteurs à soupapes en tête.

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Les moteurs à soupapes en tête et arbre à cames latéral sont exposés à l'affolement des soupapes. La masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur...) réunie des soupapes, des tiges de culbuteurs, et des culbuteurs provoque une inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle)....) trop importante à haut régime.
La puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière spécifique des moteurs à soupapes en tête et arbre à came latéral est souvent inférieure à celle des moteurs à arbre à cames en tête. Ceci est lié à la disposition en lignes des soupapes dans la chambre de combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie...) ce qui nuit au remplissage (moteurs de renault 4 (La Renault 4, fut une petite voiture populaire de grande diffusion, de conception simple et pratique. Ce fut aussi la...) par exemple).
Les moteurs à soupapes en tête ont une courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple,...) de puissance et de couple plus linéaire. Le couple moteur disponible à bas régime permet d'utiliser des transmissions ayant moins de rapports.
La conception simple et plus compacte des moteurs à soupapes en tête culbuté que celle des moteurs à arbre à came en tête permet d'abaisser le centre de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) des voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est...) et le coût de production des moteurs.
Les systèmes permettant de désactiver une rangée de cylindres sont plus facile à installer sur un moteur à soupapes en tête, ce qui permet de réduire la consommation de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant...) lorsque le moteur est peu sollicité.

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