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« Technologie/Moteurs thermiques/Moteur Diesel/Soupape » : différence entre les versions

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[[Fichier:Nissan VQ35DE 005.jpg|thumb|Siège de soupape d'un moteur essence Nissan à 4 [[soupape (moteur)|soupapes]] par cylindre.]]
[[Fichier:Destroyed valve.jpg|thumb|upright=0.8|Soupapes endommagées par le sur-régime.]]
 
Un '''siège de soupape''' de [[moteur à combustion interne]] est la pièce sur laquelle les [[soupape (moteur)|soupapes]] d'admission ou d'échappement viennent en contact afin de fermer la [[chambre de combustion]]. Les sièges de soupapes sont des pièces critiques des moteurs thermiques. En effet, si elles sont mal positionnées, orientées ou mal usinées, des fuites au niveau des soupapes vont se produire ce qui dégradera le taux de [[compression]] du moteur, et donc son [[rendement]], sa [[puissance]], son niveau d'émissions polluantes ainsi que sa durée de vie.
L''''affolement de [[soupape (moteur)|soupapes]]''' est un phénomène mécanique survenant dans un [[moteur à combustion interne]] lorsqu'une ou plusieurs soupapes ne suivent plus les consignes de l'arbre à cames ; en général, elles ne se referment pas suffisamment vite.
 
== Matériaux et fabrication ==
La plupart des moteurs utilisent des soupapes dont l'ouverture est commandée par un dispositif mécanique ([[arbre à cames]] ± [[culbuteur]]s), mais dont le retour est commandé par un ou plusieurs [[ressort]]s.
 
Les sièges de soupapes subissent d'importantes contraintes thermiques, surtout les soupapes d'échappement qui ne sont pas refroidies par le carburant, et mécaniques en raison des fortes [[pression]]s de contact et d'[[abrasion]], essentiellement les soupapes d'échappement, dues aux résidus tels que la [[suie]]. C'est pourquoi elles sont fabriquées dans des alliages métalliques très durs, tels que la [[stellite]] (alliage de [[cobalt]]). Les sièges sont généralement fabriqués à partir de la [[métallurgie des poudres]], car elle permet d'obtenir des alliages hors équilibre.
== Phénomène ==
 
Les sièges de soupapes sont [[frettage|frettés]] dans la [[culasse]] si bien qu'une large collerette de maintien doit être prévue dans la culasse. Du fait de la précision requise sur sa géométrie et sur son positionnement, le profil conique où vient s'appuyer la soupape est ensuite usiné. Le frettage des sièges de soupapes dans la culasse permet de récupérer la culasse lorsque le siège est accidenté<ref>{{fr}} [[#EPM|Raymond Brun (1984)]], Contact tête de soupape - culasse, p. 118, Chp VIII - La culasse et les soupapes. Consulté le 25 avril 2009</ref>.
Lors des hauts régimes, la soupape peut ne pas avoir le temps de revenir à sa place. Il s'ensuit au mieux d'une perte de puissance du moteur, accompagnée d'un bruit anormal, au pire d'une casse du haut moteur suite à la rencontre des [[Moteur à soupapes en tête|soupapes en tête]] et des [[piston (mécanique)|pistons]], rencontre non prévue par le fabricant du moteur.
 
== Défauts ==
Le phénomène peut également être provoqué par la casse ou l'affaissement d'un ressort de soupape.
[[Fichier:Valve Seat.jpg|thumb|upright=0.9|Le contact entre la soupape et le siège doit être parfait pour assurer un bon fonctionnement.]]
 
Plusieurs défauts de positionnement ou d'usinage peuvent apparaître :
Avec les [[Moteur Diesel|moteurs Diesel]] moderne, la rencontre a lieu à chaque fermeture tardive d'une soupape. La cause est due à leur très fort taux de compression, les pistons remontant très près de la [[culasse]]. En général, le régime de rotation de ce type de moteur est contrôlé de façon stricte et est suffisamment faible pour éviter tout problème, mais lors d'un changement de vitesse raté (rétrogradage en sur-régime), le sur-régime moteur peut déclencher le phénomène.
* mauvais appui sur le fond du lamage de la culasse (mauvaise transmission de la chaleur vers la culasse)
* défaut de circularité de la face d'appui
* défaut de [[concentricité]] avec l'axe du [[guide de soupape]]
* mauvais angle de la surface de contact
Ces défauts engendrent des désordres fonctionnels dans la distribution, étant donné que l'étanchéité n'est plus correctement réalisée, mais également une usure excessive des soupapes ainsi qu'une mauvaise dissipation de la chaleur de la [[chambre de combustion]] vers la [[culasse]]<ref>{{fr}} [[#EPM|Raymond Brun (1984)]], Contact tête de soupape - culasse, p. 117, Chp VIII - La culasse et les soupapes. Consulté le 25 avril 2009</ref>.
{{clr}}
 
== RemèdesRéférences ==
{{Références|colonnes=2}}
 
== Annexes ==
Afin de diminuer le risque du phénomène, plusieurs stratégies sont possibles :
* durcir ou multiplier le nombre de ressorts, l'affolement étant un phénomène lié à la [[résonance]] du ressort, qui se produit à une certaine [[fréquence]] ; Cette méthode a ses limites puisqu'un ressort plus dur demandera au moteur plus d'efforts pour ouvrir la soupape associée.
* commander mécaniquement le retour de la soupape ([[commande desmodromique]]) ;
* utiliser de l'[[air comprimé]] à la place des ressorts ([[ressort pneumatique de soupape]]).
* Alléger les soupapes et leurs commandes (culbuteurs, tiges de culbuteurs) afin de limiter les masses en mouvements et donc l'effort à fournir par les ressorts.
 
=== Sources bibliographiques ===
Les [[Moteur à soupapes latérales|moteurs à soupapes latérales]] ne risquent pas la casse, car les soupapes ne sont pas en face du piston.
 
* {{ouvrage|lang=fr|id=EPM|titre=Science et technique du moteur diesel industriel et de transport|auteur=Raymond Brun|éditeur=Editions TECHNIP|volume=2|année=1984|isbn=978-2710804734|lire en ligne=http://books.google.fr/books?id=XmbxtPfgfygC&printsec=frontcover&client=firefox-a}}
== Voir aussi ==
* [[Soupape (moteur)]]▼
* [[Commande desmodromique]]
 
=== Articles connexes ===
{{Palette|Groupe motopropulseur}}▼
* [[Moteur thermique]]
{{Portail automobile}}
▲* [[Soupapesoupape (moteur)|Soupape]]
* [[Guide de soupape]]
 
▲{{Modèle:Palette| Groupe motopropulseur}}
{{Portail|automobile|génie mécanique}}
 
{{DEFAULTSORT:Siege de soupape}}
[[Catégorie:Dispositif mécanique]]
[[Catégorie:MoteurOrgane àd'un combustionmoteur à interneexplosion]]
 
[[deen:Ventilflatternvalve seat]]
[[en:Valve float]]
[[es:Flotado de válvula]]
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