Un arbre à cames à tige de poussée est un composant essentiel dans de nombreux moteurs à combustion interne, en particulier ceux dotés d'un système de commande de soupapes basé sur une tige de poussée. En tant que fournisseur d'arbres à cames, j'ai eu le privilège d'approfondir les subtilités du fonctionnement de ces pièces fascinantes. Dans ce blog, j'expliquerai le principe de fonctionnement d'un arbre à cames à tige de poussée, de sa structure de base à son rôle dans le fonctionnement du moteur.
Structure de base d'un arbre à cames à tige de poussée
L'arbre à cames de la tige de poussée est généralement situé dans le bloc moteur, sous la culasse. Il s'agit d'un long arbre cylindrique avec une série de lobes ou de cames usinés sur toute sa longueur. Chaque lobe est soigneusement conçu avec un profil spécifique qui détermine le moment d'ouverture et de fermeture, la levée et la durée des soupapes du moteur.
L'arbre à cames est entraîné par le vilebrequin du moteur via une chaîne de distribution, une courroie de distribution ou des engrenages. Le rapport entre l'arbre à cames et le vilebrequin est généralement de 1:2, ce qui signifie que l'arbre à cames tourne à la moitié de la vitesse du vilebrequin. En effet, le cycle du moteur à quatre temps (admission, compression, puissance et échappement) nécessite deux rotations complètes du vilebrequin pour un cycle complet, tandis que l'arbre à cames n'a besoin de tourner qu'une seule fois pour ouvrir et fermer les soupapes aux moments appropriés.
Le rôle des lobes de came
Les lobes de came constituent le cœur de l'arbre à cames de la tige de poussée. Leur forme et leur taille sont conçues avec précision pour contrôler le mouvement des soupapes du moteur. Lorsque l'arbre à cames tourne, les lobes entrent en contact avec les poussoirs (également appelés poussoirs). Lorsque le lobe tourne, il pousse le poussoir vers le haut.
Il existe deux principaux types de poussoirs : les poussoirs solides et les poussoirs hydrauliques. Les poussoirs solides sont des composants mécaniques simples qui nécessitent un réglage périodique pour maintenir le jeu correct des soupapes. Les poussoirs hydrauliques, quant à eux, utilisent la pression d'huile pour ajuster automatiquement le jeu des soupapes, éliminant ainsi le besoin de réglage manuel.
Le mouvement ascendant du poussoir est transféré à la tige de poussée. La tige de poussée est une tige longue et mince qui va du poussoir au culbuteur dans la culasse. Lorsque la tige de poussée monte, elle pousse une extrémité du culbuteur.
Le fonctionnement du culbuteur et de la valve
Le culbuteur est un levier pivotant situé dans la culasse. Lorsque la tige de poussée pousse une extrémité du culbuteur, le culbuteur pivote autour de son point d'appui. Cela amène l'autre extrémité du culbuteur à pousser vers le bas sur la tige de valve, ouvrant ainsi la valve.
L'ouverture et la fermeture des soupapes sont cruciales pour le fonctionnement du moteur. Pendant la course d'admission, la soupape d'admission s'ouvre pour permettre au mélange air-carburant de pénétrer dans la chambre de combustion. Pendant la course d'échappement, la soupape d'échappement s'ouvre pour laisser les gaz brûlés sortir de la chambre.
La forme du lobe de came détermine la levée de soupape (jusqu'où la soupape s'ouvre) et la durée de la soupape (combien de temps la soupape reste ouverte). Un lobe de came à grande levée ouvrira davantage la soupape, permettant à davantage de mélange air-carburant de pénétrer dans la chambre de combustion, ce qui peut augmenter la puissance du moteur. Un lobe de came plus long maintiendra la soupape ouverte plus longtemps, ce qui peut également améliorer les performances du moteur à régime élevé.
Avantages des systèmes d'arbre à cames à tige de poussée
Les systèmes d'arbre à cames à tige de poussée présentent plusieurs avantages. L’un de leurs principaux avantages réside dans leur conception compacte. Étant donné que l'arbre à cames est situé dans le bloc moteur, la hauteur totale du moteur peut être réduite, ce qui est avantageux pour les véhicules dont l'espace dans le compartiment moteur est limité.
Un autre avantage est la simplicité du système de tige de poussée. Il y a moins de pièces mobiles que les systèmes à arbre à cames en tête (OHC), ce qui peut réduire les coûts de fabrication et de maintenance. De plus, les moteurs à tige de poussée peuvent souvent produire un couple élevé à bas régime, ce qui les rend adaptés à des applications telles que les camions et les SUV.
Applications et nos offres de produits
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Importance de la qualité des arbres à cames
La qualité d'un arbre à cames est de la plus haute importance. Un arbre à cames de mauvaise fabrication peut entraîner divers problèmes, tels qu'un ralenti irrégulier, une puissance de sortie réduite et une consommation de carburant accrue. Dans notre entreprise, nous utilisons des matériaux de haute qualité et des processus de fabrication avancés pour garantir que nos arbres à cames répondent aux normes de qualité les plus élevées.
Nous commençons par sélectionner les bons matériaux, tels que l'acier ou l'alliage de haute qualité, capables de résister aux contraintes et aux températures élevées à l'intérieur du moteur. Ensuite, nous utilisons des techniques d'usinage de précision pour créer les lobes de came avec le profil et les dimensions exacts requis pour chaque modèle de moteur. Enfin, nous effectuons des contrôles de qualité rigoureux pour garantir que chaque arbre à cames répond à nos critères de qualité stricts avant de quitter notre usine.
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Références
- Heywood, JB (1988). Fondamentaux du moteur à combustion interne. McGraw-Colline.
- Taylor, CF (1985). Le moteur à combustion interne en théorie et en pratique. Presse du MIT.