Culbuteur : schéma, pièces, fonction, matériau et utilisations

Les culbuteurs, leviers centraux du train de soupapes d'un moteur, transmettent le mouvement de la tige pour ouvrir les soupapes du moteur. Actionnés par une tige de poussée provenant de l'arbre à cames, ils entrent en contact direct avec les poussoirs et avec le mouvement de l'arbre. Une extrémité entre en contact avec le poussoir et l'autre est reliée aux soupapes d'admission et d'échappement. Lorsque l'arbre à cames les actionne, le culbuteur s'abaisse et ouvre la soupape afin que l'air et le carburant puissent entrer.

Ce processus s'applique aux deux soupapes du moteur. Un ressort durable soutient le déplacement et ramène les soupapes à leur position initiale à haut régime, maintenant un contact constant avec les culbuteurs. Les culbuteurs des voitures sont généralement fabriqués en acier estampé ou en aluminium pour les modèles à régimes plus élevés. Certains culbuteurs à rouleaux comportent un coussinet au point de contact afin de minimiser l'usure et la friction.

Le culbuteur est le composant chargé de transmettre le mouvement de l'arbre à cames aux soupapes d'admission et d'échappement du moteur.

Composants du culbuteur

Voici les principaux composants d'un culbuteur :

• Tige de poussée
• Poussoir
• Culbuteur
• Ressort de soupape
• Came
• Soupape

• La fonction du culbuteur est cruciale pour comprendre son rôle sur les voitures.
• Il fait office de levier qui actionne des pièces du moteur telles que les tiges de poussée, les soupapes et les poussoirs.
• La rotation du culbuteur engrène avec les lobes de l'arbre à cames, structures en forme de came, produisant un mouvement de haut en bas.
• Ce processus convertit l'énergie mécanique en force, en pressant contre les soupapes du moteur par une pression hydraulique ou de ressort.
• Les soupapes s'ouvrent et se ferment régulièrement, permettant une évacuation contrôlée du carburant et de l'air résiduels lors de la combustion dans chaque cylindre.

Voici les principaux types de culbuteurs :

• Culbuteur à rouleau au bout
• Culbuteur en acier estampé
• Culbuteur à arbre
• Culbuteur à rouleaux complet

Autrefois, les moteurs automobiles produits en série privilégiaient les culbuteurs en acier estampé pour leur rentabilité. Ces culbuteurs supportent la masse animée du train de soupapes, ce qui peut poser problème aux régimes élevés, ce qui conduit les moteurs à haute vitesse à opter pour des versions en aluminium.

Dans ces cas, des coussinets améliorés sont également courants pour le point d'appui du culbuteur. Les moteurs diesel de camions utilisent habituellement de l'acier au carbone forgé ou de la fonte ductile pour les culbuteurs.

Voici les principaux symptômes d'un culbuteur défectueux :

Voici les principaux avantages du culbuteur :

• Il transmet le mouvement de l'arbre à cames pour ouvrir les soupapes.
• Il convertit le mouvement rotatif de l'arbre à cames en mouvement vertical pour l'actionnement des soupapes.
• Il répartit l'usure et la charge sur l'arbre à cames.
• Il évite le choc direct des lobes de l'arbre à cames sur les soupapes, réduisant l'usure et la éventuelle défaillance prématurée.
• Certaines conceptions incluent des culbuteurs réglables pour un réglage précis du jeu de soupape.
• Il simplifie et compacte la géométrie du train de soupapes.
• Il réduit l'inertie totale par rapport aux systèmes d'actionnement direct des soupapes, améliorant la réponse du moteur, surtout aux régimes élevés.

Voici les principaux inconvénients du culbuteur :

• Le mouvement fréquent et le contact avec d'autres pièces du moteur soumettent les culbuteurs à l'usure et à la friction, ce qui exige un entretien plus fréquent.
• Les culbuteurs contribuent à la complexité du train de soupapes d'un moteur.
• Le poids supplémentaire des culbuteurs conduit les ingénieurs véhicules à prioriser la réduction de poids afin d'obtenir des performances et une consommation optimales.
• La réduction de poids peut contribuer au bruit du train de soupapes, surtout sur les moteurs à profils de cames agressifs et à levée de soupape plus importante.
• Le mouvement et les contraintes continus sur les culbuteurs peuvent finir par provoquer de la fatigue et des défaillances.