Culasse à tête plate - Ces culasses étaient utilisées sur des moteurs plus anciens tels que les moteurs Ford à tête plate (comme illustré ci-dessous). La saillie ovale en haut de la culasse est destinée à l'écoulement du liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement s'écoulerait du bloc et à travers des passages dans la tête (entre les trous de boulons) et sortirait par cet orifice ovale en haut.
Tête de soupape en tête (OHV) - Ce type de culasse a été largement utilisé à partir des années 1950 et est toujours utilisé aujourd'hui. Ces têtes ont les valves situées à l'intérieur d'elles plutôt que dans le bloc comme la tête plate. Les soupapes sont actionnées indirectement à partir de la came via un train de soupapes, qui se compose généralement de poussoirs (poussoirs), de tiges de poussée et de culbuteurs. Une tête OHV ressemble généralement à ces têtes Chevrolet ci-dessous. Dans l'image, la surface plate de la tête (côté droit de l'image) est la partie qui fait face au bloc moteur. Le côté gauche est l'endroit où vous voyez les pointes de soupape, les ressorts de soupape, les dispositifs de retenue et les dispositifs de retenue. En plus de cela, vous verriez les culbuteurs s'ils étaient installés.
Tête de came en tête (OHC) - Ce troisième type de tête a généralement l'arbre à cames co-localisé avec la came. On l'appelle "au-dessus de la tête", car la came réside en fait au-dessus de la tête. L'OHC peut avoir une configuration simple (SOHC) ou double (DOHC). (Vous pouvez en savoir plus sur les différences entre un SOHC et un DOHC dans ce post SE ). Voici quelques images montrant des têtes OHC:
Dans cette image, c'est un peu difficile à voir, mais il y a un arbre à cames (vous pouvez voir le seul engrenage à gauche de la tête) qui prolonge la longueur de la tête. Cet arbre à came unique actionne à la fois les soupapes d'admission et d'échappement qui sont dans la tête.
Dans cette image d'un DACT, vous pouvez voir les deux arbres à cames (trouver deux engrenages à droite de la tête dans l'image). avec DOHC, les soupapes peuvent être actionnées directement (comme dans cette image) ou avec l'utilisation de culbuteurs.
Expliquons d'abord un peu la culasse Flathead. Comme je l'ai déjà dit, il s'agit essentiellement d'un morceau de métal plat qui scelle le haut du cylindre. Dans l'image ci-dessus, la partie supérieure de l'image (comme je l'ai dit) est la partie plate. Les empreintes dans la tête (la partie presque en forme de cœur) sont la chambre de combustion. C'est là que le mélange air-carburant a de la place pour brûler lorsque le piston est au point mort haut (PMH) pendant l'allumage, entre les cycles de compression et de puissance d'un moteur à cycle Otto.
Pour mieux comprendre ce qui compose la plupart des autres culasses, passons en revue certaines des bases (Remarque: certaines de ces choses ont été mentionnées ci-dessus, mais je vais mieux expliquer ce qu'elles sont ici):
Culasse nue : il s'agit du bloc de construction principal de toute la structure. Tous les autres composants dont nous parlerons sont attachés à la tête nue sous une forme ou une mode.
- Soupape : Habituellement enfouie à l'intérieur de la tête, c'est la partie qui laisse le mélange air / carburant entrer dans la chambre de combustion et les gaz d'échappement pendant cette partie du cycle Otto. La soupape est actionnée à l'heure précise par l'arbre à cames. Voici une image représentative d'une valve:
- Ressort de soupape : Cela maintient la soupape fermée lorsqu'elle n'est pas ouverte. Les ressorts de soupape peuvent être composés d'une, deux ou même trois portions de ressort différentes (selon le besoin de conception). Habituellement, seuls les moteurs à très hautes performances ont besoin des pressions de ressort impliquées avec trois (ou triples) ressorts. Voici une image représentative d'un ressort de soupape (ce sont des ressorts de ruche, ainsi appelés en raison de leur forme):
Dispositif de retenue du ressort de soupape: Le dispositif de retenue du ressort de soupape maintient le ressort situé sur le ressort. Le dispositif de retenue est situé à l'extrémité supérieure du ressort (loin de la tête). Il maintient le ressort en place tout en se fixant simultanément à la valve via des verrous de retenue (voir ci-dessous). Voici une image représentative d'une retenue:
Verrou de retenue: le verrou (ou la clé) de retenue est coincé entre la pointe de la valve et la retenue. Un ajustement serré se produit en raison de la pression du ressort poussant vers le haut sur la serrure, de l'angle des serrures par rapport à la tige droite de la soupape et de la petite languette qui s'insère dans la soupape. Voici une image représentative d'un verrou de retenue:
C'est la moitié d'une paire de serrures. Vous pouvez également voir l'angle qui est créé, ainsi que la petite languette qui relie le verrou à la tige de soupape.
Joint de soupape - Le joint de soupape est situé autour de la tige de la soupape en haut du guide de soupape (voir ci-dessous) sous le ressort de soupape. Il fournit un joint d'étanchéité afin d'empêcher l'huile de fuir (ou d'être pompée) dans les voies d'admission et d'échappement. Voici une image représentative d'un joint de soupape:
Dans l'image, vous pouvez voir deux valves (en bas à droite et à gauche). Le joint de soupape est le ressort qui entoure la soupape, la pièce en polymère en dessous et le métal qui est en dessous.
Guide de soupape : Le guide de soupape fait exactement ce que son nom l'indique - il guide la soupape. Le guide de soupape est un morceau de métal séparé généralement fabriqué en fonte ou en bronze. Le guide est séparé de la tête afin qu'il puisse être remplacé si nécessaire lors de la reconstruction d'une tête. Il est enfoncé dans la tête et fournit un moyen de maintenir la valve spécifiquement située tout en permettant à la valve de monter et descendre pendant le cycle d'ouverture / fermeture. Il existe de nombreux types et applications différents pour chacun. Voici une image représentative des différents guides de soupape:
Siège de soupape : Le siège de soupape est un matériau durci qui est martelé dans la tête, puis coupé à des angles spécifiques pour, avec la soupape, créer un joint qui maintient les gaz pendant le processus de combustion enfermés dans la chambre de combustion. Les sièges de soupape sont généralement faits d'un certain type d'alliage de fer car cela a tendance à résister aux rigueurs d'une soupape d'ouverture / fermeture au cours de sa durée de vie. Vous pouvez trouver des sièges dans des têtes en fonte (la plupart du temps), mais vous trouverez toujours des sièges de soupape dans des têtes en aluminium. Sans ceux-ci, la valve déplacerait l'aluminium hors du chemin et serait bientôt endommagée. Voici une image représentative d'un siège de soupape:
Dans l'image, j'ai ajouté deux ovales jaunes. Le siège de soupape est situé entre les deux ovales. Le siège est la partie qui est décolorée et semble être usinée en biais. Lorsque les sièges sont en place, un endroit est usiné dans la tête où le siège y sera plus tard enfoncé. Ensuite, le siège est coupé à des angles spécifiques afin que la soupape établisse un contact parfait avec le siège et crée une étanchéité positive. Vous pouvez également voir dans l'image, au centre des cercles, que le guide de soupape atteint son apogée.
Siège de ressort : Selon le fabricant de la tête et la conception de la tête, il peut également y avoir un siège de ressort, qui peut protéger la culasse contre le grippage du ressort. Comme vous l'avez peut-être deviné, le siège de ressort chevauche le guide de soupape et est placé entre le ressort et la tête. Vous les verrez généralement sur des têtes en aluminium. Dans ce domaine, un fabricant peut également placer des cales de ressort de soupape pour régler correctement la hauteur du ressort.
Voici une image de la plupart des pièces décrites ci-dessus et de la façon dont elles s'imbriquent toutes (éclatées, bien sûr):
Chambre de combustion : La chambre de combustion est l'endroit où se produit toute l'action. La forme de celui-ci, en plus des soupapes et du dôme (ou de la coupelle) du piston, façonne la façon dont le front de flamme se déplace après l'allumage air / carburant. Une chambre de combustion peut être de différentes tailles et formes. Tout dépend de ce qui est nécessaire pour le moteur particulier. Ci-dessous, une image représentative d'une chambre de combustion à gros orifices fermés Chevy (BBC). Dans l'image, vous voyez la face des soupapes d'admission (soupape plus grande) et d'échappement (soupape plus petite). Juste à droite des soupapes (à 4 heures de l'heure des soupapes) se trouve un trou fileté. C'est de là que sort la bougie.
Voici une tête OHV très basique. Vous pouvez voir les différentes parties de la tête annotées pour une meilleure compréhension. Toutes les têtes avec des valves fonctionnent à peu près de la même manière, mais peuvent être organisées de différentes manières, comme vous l'avez vu dans les images ci-dessus. Voici une autre image montrant la section transversale de la façon dont les soupapes, le canal d'admission et le canal d'échappement peuvent être situés dans la tête:
Orifices d'admission / d'échappement : Les orifices d'admission et d'échappement sont la partie de la tête qui permet au mélange air / carburant d'entrer dans le cylindre et les gaz d'échappement de quitter le cylindre. La taille, la forme et la texture de ceux-ci peuvent aider ou entraver la façon dont le flux d'air se produit. Un débit plus important s'accompagne d'une puissance et d'un couple supérieurs. Voici une image représentative d'une vue en coupe d'un port:
Extra Bits & Pieces : Pendant le moulage des têtes, des passages de liquide de refroidissement y sont intégrés. Cela permet à la tête de purger l'excès de chaleur du processus de combustion.