La distribution : ouvrir les soupapes au bon moment
La distribution règle les échanges de gaz du moteur : quand faire entrer le mélange frais, quand laisser sortir les gaz brûlés. Sur un 4 temps, ce sont les soupapes, les arbres à cames et leur entraînement qui s’en chargent. Leur réglage, résumé par le « diagramme de distribution », donne au moteur son caractère.
- Diagramme de distribution
- Chaîne, courroie ou pignons
- 2, 4 ou 5 soupapes
1Le vocabulaire de base
- PMH, le point mort haut : la position la plus haute du piston ;
- PMB, le point mort bas : sa position la plus basse ;
- la course : la distance entre le PMH et le PMB ;
- l’alésage : le diamètre du cylindre ;
- le rapport volumétrique : le volume total du cylindre divisé par celui de la chambre de combustion.
Sur un moteur 2 temps, c’est le piston lui-même qui fait la distribution en découvrant les lumières. Cette page traite du 4 temps.
2Le diagramme de distribution
Les gaz ont de l’inertie et une soupape ne s’ouvre pas instantanément. On ouvre donc les soupapes un peu en avance et on les ferme un peu en retard :
| Sigle | Signification | Pourquoi |
|---|---|---|
| AOA | Avance à l’ouverture de l’admission, avant le PMH | La soupape est déjà ouverte quand le piston redescend. |
| RFA | Retard à la fermeture de l’admission, après le PMB | L’élan des gaz continue de remplir le cylindre. |
| AOE | Avance à l’ouverture de l’échappement, avant le PMB | La pression s’évacue avant la remontée du piston. |
| RFE | Retard à la fermeture de l’échappement, après le PMH | Les derniers gaz brûlés sont aspirés par la ligne. |
| Croisement | Période où les deux soupapes sont ouvertes | Le flux sortant aide à aspirer le mélange frais. |
Un grand croisement et de fortes avances donnent un moteur « pointu », très efficace à haut régime mais creux en bas : c’est le réglage des sportives. Un petit croisement favorise la souplesse et la sobriété.
3La commande des soupapes
La came, dont le profil est calculé au centième de millimètre, fixe la levée et la durée d’ouverture. Elle agit sur la soupape de trois façons :
Le poussoir
Un godet interposé entre la came et la soupape. Simple et rigide.
Le linguet
Un petit levier léger, apprécié sur les moteurs qui tournent très haut.
Le culbuteur
Un basculeur, utilisé quand un arbre commande plusieurs soupapes éloignées.
Avec un simple arbre à cames en tête, un seul arbre commande toutes les soupapes, souvent par culbuteurs : la Honda CB 750 Four l’a popularisé en 1969. Avec un double arbre à cames en tête, l’un commande l’admission, l’autre l’échappement : c’est la norme sur les moteurs performants. Voir l’arbre à cames.
4L’entraînement des arbres à cames
Les arbres à cames tournent deux fois moins vite que le vilebrequin, qui les entraîne de trois façons :
La chaîne
La solution la plus répandue, avec un tendeur automatique. Un bruit de ferraille au ralenti signale souvent un tendeur fatigué.
La courroie crantée
Silencieuse et légère, elle doit être changée régulièrement. Ducati l’utilise encore sur ses bicylindres.
La cascade de pignons
Très précise, mais lourde et chère : Honda VFR 750 et 800 jusqu’en 2001, RC30 et RC45. La CBR 1000 RR-R y revient en partie.
5Le nombre de soupapes par cylindre
- 2 soupapes : simple et coupleux, encore utilisé sur des moteurs refroidis par air, comme le Desmodue de la Ducati Scrambler ou le V-twin Moto Guzzi.
- 4 soupapes : quatre petites soupapes laissent passer plus de gaz que deux grandes, et la bougie trouve place au centre. C’est la norme actuelle.
- 5 soupapes : trois d’admission et deux d’échappement, lancées par Yamaha sur la FZ 750 en 1985. Yamaha y a renoncé en 2007 avec la R1, revenue à quatre soupapes.
- 8 soupapes : la Honda NR 750 de 1992, avec des pistons ovales et deux bielles par piston, reste une rareté.
6Questions fréquentes
Qu’est-ce qu’une distribution variable ?
Un système qui modifie le calage ou la levée des cames selon le régime, pour avoir à la fois du couple et de la puissance. Voir l’arbre à cames.
Une chaîne de distribution se change-t-elle ?
Elle dure en général aussi longtemps que le moteur. Seul le tendeur ou les patins peuvent demander une intervention.
À retenir
- Le diagramme de distribution fixe les avances et retards d’ouverture des soupapes.
- Un grand croisement donne un moteur pointu, un petit un moteur souple.
- Chaîne, courroie ou pignons entraînent les arbres à cames ; 4 soupapes est la norme.