La soupape est une pièce très importante du mécanisme de distribution du moteur. Elle bouge dans la chambre de combustion, dans plusieurs cas avec de différents types de combustibles, et à des températures élevées, raison pour laquelle elle influencie énormement dans le bon fonctionnement du moteur.
Pour profiter au maximum de son rendement, une soupape doit être correctement sélectionnée dans le catalogue de Basso S.A.
Les questions-réponses que nous détaillons ensuite ont été choisies par des personnes consacrées à la récupération et au montage de moteurs.

Question N° 1:
Qu'est-ce que c'est une bonne soupape?

Réponse
:La soupape accomplit la fonction d'ouvrir et de fermer de manière hermetique et à un moment donné les conducteurs d'entrée et de sortie du mélange dans la chambre de combustion; ce mélange, une fois allumé permet le fonctionnement du moteur avec son expansion.

Une bonne soupape doit avoir les caractéristiques suivantes:

A) Des matériels et une structure pouvant résister de hautes températures et des pressions des gaz de combustion, des changements brusques de température, la vibration du moteur et la corrosion chimique des gaz de combustion.

B) Ample degré thermique pour conserver sans brûler les sédiments accumulés pendant basse vitesse et charge légère et dissiper la chaleur reçue des températures élevées des gaz de combustion pendant hautes vitesses et charges lourdes.

C) La forme, la dimension, les matériels et les traitements thermiques d'après les spécifications de plans d'équipes originales.

Question N° 2:
Quelle est la différence entre la soupape d'admission et celle d'échappement?

Réponse:
La perfection dans le remplissage des cylindres des moteurs n' arrive jamais à être absolue. Malgré cet inconvénient et pour obtenir un rendement thermique élevé, nous détaillons ci-dessous quelques alternatives avec lesquelles les constructeurs de moteurs ont résous en partie le problème:

"Avec la adoption de soupapes appropriées
"Avec une levée convenable de celles-là
"Avec une disposition favorable des soupapes
"Avec un réglage de distribution optime

Si nous observons une patte de cylindres nous voyons, en général, que le diamètre de la soupape d'admission est plus grand que celui d'échappement, sauf dans les moteurs multisoupapes. L'entrée du mélange dans la chambre de combustion est limitée à l'action de la pression atmosphérique environnante (celle-ci varie selon la hauteur).
Par contre, la sortie des gaz brûlés se produit dans des conditions très différentes. La pression résiduelle des gaz brûlés après leur expansion est très supérieure à la pression atmosphérique.
L'action provoquée par la montée du piston favorise l'augmentation de la vitesse d'expulsion des gaz.

A) Le diamètre de la tête de la soupape d' admission est entre 20% et 25% plus grand que celui d'échappement pour faciliter le remplissage des cylindres.

B) Le diamètre de la soupape d' échappement étant plus petit, le volume exposé aux gaz chauds est inférieur et avec cela on réduit la quantité de chaleur accumulée.

C) Les températures du mélange avant et après l'ignition (soupapes d'échappement 700°, soupape d'admission 200°) sont très différentes. La soupape d' échappement est exposée à recevoir plus de chaleur, donc la structure, les matériels et les traitements thermiques sont différents à ceux de la soupape d' admission.

D) Le contact portée-siège est généralement plus large que celui d'admission.

E) A cause de différentes températures, le jeu de tige de soupape-guide d'échappement est plus grand que celui d'admission.

Question N° 3:
Quelle chaleur reçoit une soupape en fonctionnement?

Réponse:
Le mélange air-combustible, une fois comprimé dans la chambre de combustion, est allumé par une bougie (moteurs à essence ou gaz) ou par une compression élevée (moteurs diesel) en produisant de hautes températures transmises aux éléments qui fonctionnent à l'intérieur de cette chambre.

A) Une soupape reçoit l' élevée quantité de chaleur produite à la chambre de combustion, dans chaque cycle de fonctionement du moteur.

B) La majeure quantité de chaleur reçue par la soupape s'accumule sur la tête et et dans une partie de la zone sous -tête (à peu près le 76% et le restant 24% est transmis à la tige).

C) Au fur et à mesure qu' on augmente les révolutions du moteur les coups de chaleur se succèdent avec plus de fréquence et l' accumulation de chaleur dans les soupapes est plus grande.

Question N° 4:
Comment est-ce qu'on évacue cette chaleur?

 

Réponse:
Nous savons qu' à chaque cycle la soupape accumule de la chaleur devant être dissipée constamment.
Dans un moteur qui fonctionne à 4000 RPM (révolutions par minute), une soupape ouvre et ferme 33 fois par seconde et elle ne reste en contact avec son siège qu' à peine 2 centièmes de seconde (0,02 s).
Pour votre information nous énumérons quelques raisons mécaniques et/ou naturelles pouvant influencier pour réussir à une bonne évacuation de la chaleur.

A) La majeure dissipation de chaleur (accumulée à la tête de la soupape) doit être transmise à la culasse de cylindres à travers le contact parfait de la soupape avec son siège et de la culasse au réfrigérant du moteur.

B) La chambre de combution a des zones de différentes températures à cause de sa forme irrégulière, par conséquent, la rotation constante de la soupape en fonctionnement évite des accumulations ponctuelles de chaleur et avec cela on reussit à une température plus uniforme à la tête.

C) Le jeu tige-guide doit accomplir les spécifications du fabriquant du moteur. Si le jeu est plus petit et le diamètre de la tige de la soupape résulte augmenté par la température, il se produit une friction sévère avec coupure de film d'huile et le grippage.
Par contre, si le jeu est plus grand, l'interférence ne permet pas la dissipation de la chaleur par la tige-guide-culasse de cylindres dans cette zone.

d) Il ne faut pas mettre des collants (Loctite®) entre guide ou siège et culasse de cylindres. A cause de sa conception isolante cet adhésif ne permet pas la dissipation de la chaleur de la soupape.

e) Ne pas récupérer des soupapes; quand on rectifie les sièges de soupapes usées on réduit l'épaisseur de marge (sur diamètre de tête) à des valeurs inférieures à celles spécifiées par le fabriquant, de cette façon il y a une majeure accumulation de chaleur dans cette zone.

Question N° 5:
Pourquoi une soupape peut-elle se brûler?

Réponse:
Nous savons que les soupapes d'échappement fonctionnent dans des conditions plus sévères. Donc, sauf dans des rares exceptions, quand il se présente une défaillance, celle-ci est dûe à une fussion localisée ou brûlement dans le siège et/ou dans la tête de la soupape ayant une ou plusieurs causes déterminant ce type de défaillances.
A cause d' une mauvaise dissipation, la chaleur s'accumule progressivement à chaque cycle, en produisant:

A) DES DISTORSIONS

B) DES DILATATIONS PLUS GRANDES PRODUISANT INTERFÉRENCES (TIGE-GUIDE) (* Avec possibilité de grippage)

C) PERTE DE LA COUCHE DE LUBRIFICATION AVEC POSSIBILITÉ DE GRIPPAGE.

D) FATIGUE THERMIQUE.

Chacune de ces causes individuellement ou ensemble produisent des défaillances prématurées dans les soupapes.
Comment peut-on éviter ces causes entraînant une défaillance? (voir question N° 6).

Question N° 6:
Comment refroidit-on une soupape pour éviter le brûlement?

Réponse:
Pour qu' une soupape fonctionne de manière correcte et qu'elle ne perde pas ses propriétés pendant la vie utile du moteur, il faut qu'elle n'excède pas de certaines températures en fonctionnement. De cette manière ses traitements thermiques et/ou ses structures n'auront pas des modifications.
Nous détaillons ensuite des conditions et/ou des spécifications à suivre pour qu'une soupape conserve sa température idéale:

A) Le mélange correct air-combustible est un élément important; il absorbe une partie de la chaleur accumulée dans les soupapes en gazéifiant dans la chambre de combustion,

B) La dissipation rapide de température par un contact correct de tête de soupape-siège à la culasse de cylindres et de celle-ci au réfrigérant du moteur.

C) La dissipation de la chaleur tige-guide de soupape dûe à un jeu idéal (voir spécifications du fabriquant).

D) Le restant de chaleur par radiation et des contacts avec d'autres éléments du moteur (plateaux, ressorts, culbuteurs, etc.)

E) Finalement, et à cause des systèmes de fabrication, une soupape doit tourner constamment pour éviter contacter deux fois la même position. En tenant compte de la construction même du moteur, il y a naturellement dans la chambre de combustion, des zones avec de différentes températures.