Améliorations de Performance Comment les Arbres à Cames à Levée Élevée Interagissent avec les Poussoirs Hydrauliques

L'idée d'équiper un arbre à cames haute performance est simplement attrayante : une puissance accrue, des performances moteur impressionnantes, et peut-être surtout, une augmentation significative de la puissance du moteur. Dans de nombreux cas, l'accent est mis sur les notions de levée et de durée augmentées — les valeurs qui déterminent l'ouverture des soupapes et la durée pendant laquelle elles doivent rester ouvertes. Cependant, la combinaison de ces profils agressifs, et en particulier les modèles à grande levée, avec des poussoirs hydrauliques standards doit être abordée avec prudence. Cela est essentiel pour réussir la mise à niveau tout en assurant sa fiabilité.

Comprendre la Levée et la Durée des Arbres à Cames dans les Moteurs Haute Performance

En termes simples, un arbre à cames a pour rôle d'ouvrir et de fermer les soupapes du moteur. La levée correspond à la distance maximale parcourue par la soupape lorsque le galet de came la pousse à s'ouvrir. Elle est directement liée à la quantité de mélange air/carburant pouvant entrer et sortir du cylindre, ainsi qu'aux gaz d'échappement pouvant quitter ce dernier. La durée est le temps (exprimé en degrés de vilebrequin) pendant lequel la soupape reste éloignée de son siège. Comparées aux cames d'origine, les cames de performance à conception agressive augmentent à la fois la levée et la durée.

Plus la levée est importante, plus l'air peut circuler, ce qui est particulièrement avantageux à haut régime, lorsque le moteur aspire fortement. Un temps d'ouverture plus long, notamment un chevauchement accru (les soupapes d'admission et d'échappement sont légèrement ouvertes simultanément), améliore le balayage du cylindre, éliminant plus efficacement les gaz d'échappement et aspirant davantage de mélange frais. Cette combinaison accroît la puissance et le couple, tout en modifiant les exigences du système de distribution.

Compatibilité Défis : Associer des cames de performance à des poussoirs hydrauliques

L'aspect autoréglable des poussoirs hydrauliques explique leur popularité, car ils ne nécessitent pas d'ajustements fréquents du jeu des soupapes, sont silencieux et évitent les réglages répétés du jeu des soupapes. Ils intègrent un petit piston et un ressort plongés dans l'huile moteur, et la pression d'huile agit automatiquement pour combler tout espace entre le poussoir et les composants de la distribution.

C'est précisément ce mécanisme qui pose problème avec les cames à levée élevée et longue durée d'ouverture :

1. "Pompage" du poussoir : Lorsque le système fonctionne très rapidement, le cycle d'ouverture/fermeture peut provoquer un pompage du piston interne du poussoir. La pression d'huile le pousse légèrement au-delà de sa position normale de fonctionnement, ce qui a pour effet de maintenir la soupape ouverte plus longtemps et plus largement qu'elle ne le devrait, et avec une pression réduite. Cela entraîne :

• Un mauvais étanchéité des soupapes à haut régime (perte de puissance).
• Un contact possible entre le bord de la soupape et le piston (dégâts moteur catastrophiques).

2. Effondrement sous haute pression du ressort : Les arbres à cames hautes performances exigent des ressorts de soupape beaucoup plus rigides afin d'assurer une fermeture efficace et d'éviter le phénomène de 'valve float' (provoqué lorsque le ressort ne parvient pas à maintenir le contact entre le train de soupapes et l'arbre à cames). Cette force exercée par les ressorts peut surpasser celle du ressort interne du poussoir, ce qui entraîne un léger effondrement de celui-ci. Cela nuit aux performances en réduisant la levée effective de la came ainsi que sa durée d'action.

3. Limites liées au taux de décompression : La rapidité avec laquelle l'huile peut modifier le régime dépend de la vitesse à laquelle elle s'échappe de la chambre intérieure du poussoir. Les poussoirs standards peuvent laisser échapper l'huile trop lentement pour suivre l'action rapide des arbres à cames performants, ce qui accentue le phénomène de 'pump-up'. Inversement, les poussoirs conçus pour des régimes plus élevés présentent souvent un taux de décompression plus rapide, mais peuvent être plus bruyants.

4. Plafond de régime moteur : Tous les poussoirs hydrauliques ont une limite naturelle inférieure (en termes de fonctionnement fiable) à haut régime par rapport aux poussoirs mécaniques, jusqu'à ce que des modifications moteur soient effectuées pour pallier les effets physiques de la colonne d'huile à l'intérieur. Parfois, un profil à levée élevée peut amener le moteur à fonctionner dans des plages de régime que les poussoirs hydrauliques classiques ne peuvent gérer.

Soutien Modifications : Ressorts, culbuteurs et ajustements du système d'huile

La clé d'un fonctionnement fluide d'un arbre à cames à levée élevée utilisé conjointement avec des poussoirs hydrauliques réside dans des ajustements soigneux des composants annexes :

1. Ressorts de soupape améliorés : il n'y a ici aucune concession possible. Des pressions élevées au siège et à l'ouverture sont nécessaires avec des valeurs considérablement plus élevées. Ils devront fonctionner violemment sur la distribution à haut régime sans provoquer de rebond et sans trop comprimer les poussoirs. Les harmoniques des ressorts deviennent même critiques.

2. Culbuteurs à haute résistance : Les ressorts peuvent être mis à rude épreuve par les importantes forces exercées par les ressorts rigides et les hauts régimes, notamment avec les culbuteurs d'origine. Des culbuteurs sûrs, solides et à haute résistance (généralement en titane ou en acier de qualité supérieure) sont indispensables pour garantir la sécurité et la fiabilité.

3. Considérations relatives au système d'huile : L'huile moteur est essentielle au bon fonctionnement des poussoirs hydrauliques.

• Pression d'huile stable : La pression d'huile doit être suffisante et rester constante sur toute la plage de fonctionnement. Il peut être nécessaire de remplacer la pompe à huile ou de modifier les soupapes de sécurité.
• Viscosité de l'huile : La viscosité appropriée doit être choisie. Les huiles épaisses peuvent entraîner un pompage excessif, tandis que les huiles légères peuvent être trop fines, entraînant usure ou bruit. Vérifiez les recommandations pour l'arbre à cames et les poussoirs. Les huiles synthétiques de qualité sont généralement préférées.
• Sélection des lifters : Ne vous inquiétez pas des noms de marques, mais sachez qu'il existe une grande différence de qualité entre les lifters hydrauliques. Les lifters d'origine ne peuvent absolument pas être utilisés et doivent être remplacés par des lifters spécifiques à haute performance, dont les rapports de taux de fuite interne ont été modifiés et dont les composants sont durcis. Ces lifters ont été conçus pour résister plus efficacement au pompage et à l'effondrement sous la tension d'une came agressive.

La À retenir

Les arbres à cames à longue course offrent des performances élevées, une réalité bien connue des ingénieurs, mais des complications peuvent survenir en raison de l'interaction entre ces arbres à cames et les poussoirs hydrauliques. Le pompage et l'effondrement constituent des risques possibles, pouvant entraîner une perte de puissance ou des dommages graves pour les moteurs. La fiabilité en conditions de performance ne peut être assurée en se limitant à remplacer l'arbre à cames. Il est essentiel d'investir dans des ressorts de soupape parfaitement adaptés, de haute pression, des plateaux renforcés, une gestion rigoureuse du système d'huile (pression et viscosité), ainsi que des poussoirs spécialement conçus pour des applications de haute performance. Comprenez les principes physiques expliqués ici et trouvez des solutions à ces réglages critiques, et vous pourrez profiter pleinement des avantages d'un arbre à cames à longue course, tout en conservant le confort des poussoirs hydrauliques.