Dans notre dernière chronique, nous avons examiné comment la prolongation de la période d’ouverture des soupapes pouvait servir à augmenter le rendement d’un moteur à quatre-temps. Dans les faits, ce prolongement sert à créer du chevauchement et, par le fait même, améliore de façon dramatique la capacité à respirer du moteur, élargit sa plage de vitesse et hausse sa puissance. Toutefois, il existe également un autre côté à la médaille.
Tout n’est pas rose
L’introduction du chevauchement dans le système de commande des soupapes apporte aussi des effets secondaires moins souhaitables pour le concepteur de moteur. Parlons, entre autres, d’une plage de puissance plus erratique (et moins linéaire), d’une hausse dans la consommation de carburant et enfin d’une augmentation des émanations de gaz polluants, notamment les hydrocarbures imbrûlés. Si les raisons pour ceci sont plutôt complexes, on peut résumer la cause sous-jacente comme étant le fait que tenir les soupapes ouvertes plus longtemps ouvre également la porte à des événements indésirables et nuisibles, par exemple l’expulsion de mélange frais du cylindre (soit directement par la lumière d’échappement), ou encore l’entrée de gaz (déjà) brûlés dans la chambre de combustion (en raison d’ondes à pression négative provenant du système d’échappement), entre autres.
L’art du compromis
Comme vous pouvez le constater, les paramètres d’optimisation pour un moteur changent en fonction de nombreux facteurs, principalement sa vitesse (toutes choses égales). Un réglage qui s’avère optimal à un régime peut être loin de l’idéal à une vitesse autre. Comment donc aborder ce problème et trouver un ajustement polyvalent capable de donner un bon rendement à tous les régimes? Habituellement, les ingénieurs vont jouer sur tous les paramètres possibles (et non seulement le calage des soupapes, mais également sur des éléments tels le design du système d’échappement ou le volume de la boîte à air, par exemple) de sorte à trouver un compromis qui est efficace sur une large plage de régimes. Il est important de noter que les nombreuses avancées dans les systèmes auxiliaires depuis plusieurs années ont permis de produire des moteurs très conviviaux, performants et propres malgré la contrainte du calage.
Le beurre et l’argent du beurre
Le compromis n’est pas la seule piste possible toutefois, et une solution qui prend de plus en plus d’ampleur depuis quelque temps est celle des systèmes de calage variable des soupapes. Il existe différentes variétés de ces systèmes, mais le plus commun parmi ceux-ci agit sur la synchronisation d’un arbre à cames (généralement l’admission) ou encore des deux arbres. En ce faisant, on peut varier le calage en fonction de la vitesse du moteur, livrant à la fois économie, propreté, couple musclé à bas régime et puissance à haute vitesse. Si les premiers systèmes étaient mécaniques, l’arrivée de l’ère électronique fait en sorte que ceux-ci sont aujourd’hui beaucoup plus précis et performants.
