Les soupapes du moteur automobile permettent l’arrivée de gaz frais dans les cylindres ou évacuent les gaz d’échappement vers l’extérieur. Parallèlement, la soupape assure l’étanchéité de la chambre de combustion en cas de besoin. Découvrez maintenant tout ce qu’il faut savoir sur les soupapes, leur fonctionnement et ce qu’il faut faire en cas de soupape défectueuse.

Fonction des soupapes dans le moteur

Les soupapes du moteur à combustion permettent un échange de gaz en douceur. Chaque cylindre dispose d’au moins une soupape d’admission par laquelle l’air ou le mélange gaz-air pénètre dans la chambre de combustion sous forme de gaz frais. Les résidus issus de la combustion quittent le moteur sous forme de gaz d’échappement via au moins une soupape d’échappement. Selon le moteur, la commande des soupapes est assurée par un ou plusieurs arbres à cames.

Soupapes dans un moteur à quatre temps

Les soupapes d’admission et d’échappement sont absolument nécessaires au fonctionnement du moteur à quatre temps. Lors du premier temps, le temps d’admission, la soupape d’admission est ouverte et la soupape d’échappement est fermée. Le gaz frais introduit par les canaux est finalement comprimé et allumé par le piston au cours du deuxième temps. Au cours du troisième temps, appelé temps de travail, les gaz brûlent dans le cylindre, la force libérée agissant sur le piston. Au quatrième temps, appelé temps d’expulsion, les gaz d’échappement sont expulsés du cylindre. Cela se fait par la soupape d’échappement qui est maintenant ouverte. Selon le moteur, la soupape d’admission s’ouvre à la fin de ce temps, avant même que la soupape d’échappement ne soit fermée.

La commande des soupapes

Pour que les soupapes s’ouvrent et se ferment au bon moment, une commande fiable des soupapes est nécessaire. La commande des soupapes est assurée par le moteur lui-même via la commande des soupapes. Pour ce faire, le vilebrequin est relié à l‘arbre à cames par une courroie crantée ou une chaîne de distribution et entraîne ce dernier. Les cames de l’arbre agissent généralement sur les extrémités de la tige de soupape via des poussoirs à coupelle et ouvrent la soupape. La fermeture des soupapes est assurée par des ressorts de soupape.

Structure des soupapes

En raison des contraintes auxquelles elles sont soumises, les soupapes du moteur sont constituées d’alliages spéciaux. Sur les moteurs à quatre temps modernes, on utilise presque toujours des soupapes à disque. Ces soupapes possèdent une tête de soupape qui s’insère dans le siège de soupape ou la bague de siège de soupape de la culasse. La tige de soupape est dotée d’un joint de tige de soupape qui assure l’étanchéité entre la chambre de combustion et la culasse. En même temps, le joint permet de lubrifier les guides de soupape.

Les défauts de la soupape et le diagnostic

Les soupapes sont soumises à de fortes contraintes lors du fonctionnement du moteur. À des régimes élevés, les soupapes d’admission et d’échappement s’ouvrent et se ferment plusieurs fois par seconde. Les températures rencontrées et les résidus de combustion agressifs entraînent également une usure constante des composants. Si les soupapes sont défectueuses, un échange de gaz fiable n’est plus possible. Un diagnostic fiable des soupapes défectueuses n’est pas toujours facile. Les garages professionnels disposent d’appareils permettant de détecter un défaut des soupapes. Une endoscopie à l’aide d’un vidéoendoscope permet par exemple d’obtenir rapidement des informations sur l’état des soupapes et de la chambre de combustion. Il est également possible de mesurer la compression du moteur.

Symptômes d’une soupape défectueuse

Si une ou plusieurs soupapes sont endommagées, la chambre de combustion n’est plus étanchée de manière fiable. Par conséquent, des gaz peuvent s’échapper de manière incontrôlée et provoquer des dysfonctionnements du moteur. Les soupapes défectueuses entraînent souvent des symptômes tels qu’un fonctionnement irrégulier du moteur ou une diminution de la puissance du moteur. Souvent, la compression d’un cylindre est fortement diminuée.

Voilà pourquoi les soupapes sont défectueuses

Le défaut d’une soupape peut avoir de nombreuses causes. Outre l’usure typique, une lubrification insuffisante du moteur entraîne une augmentation du frottement et donc un défaut. Un régime inadapté ou des problèmes de combustion peuvent également endommager la soupape. Enfin, des chaînes de distribution ou des courroies dentées souvent rompues sont à l’origine de soupapes tordues.

Réparation et remplacement des soupapes défectueuses

Les soupapes défectueuses et usées doivent être remplacées afin de garantir le bon fonctionnement du moteur. Le remplacement des soupapes n’est toutefois pas simple et nécessite souvent des outils spéciaux. Seuls les vendeurs de voitures expérimentés peuvent effectuer eux-mêmes la réparation. La procédure diffère selon le type de moteur.

1. Retirer le couvre-soupape : pour avoir accès à l’arbre à cames et aux soupapes, il faut retirer le couvre-soupape. Il protège les composants et empêche l’huile de s’échapper.
2. Retirer la culasse : Pour remplacer les soupapes, il est généralement nécessaire de retirer la culasse du bloc moteur. Ensuite, le composant est stocké de manière stable sur un établi.
3. Déposer l’arbre à cames : Sur les moteurs modernes, il est souvent nécessaire de démonter l’arbre à cames afin d’avoir accès aux soupapes. Il en va de même pour les paliers d’arbre à cames et les poussoirs hydrauliques.
4. Retirer les ressorts de soupape : avant de démonter les soupapes, il faut d’abord retirer les ressorts de soupape et leurs coupelles. Il est préférable de démonter ces pièces à l’aide d’un outil spécial.
5. Démonter les soupapes : Après avoir desserré les autres composants, les soupapes peuvent être facilement retirées. Il est conseillé de classer les soupapes par position et par cylindre ou de les marquer.
6. Contrôler les soupapes : Après le démontage, les soupapes doivent être contrôlées individuellement et avec un soin particulier. On remarque souvent que la tige de soupape est tordue ou que la tête de soupape est cassée.
7. Nettoyer la culasse : Après le démontage de tous les composants, il est conseillé de nettoyer les surfaces de la culasse. Il en va de même pour les soupapes restantes qui sont remises en place.
8. Monter les soupapes : Après le nettoyage et la vérification ou l’acquisition de nouvelles soupapes, celles-ci sont montées dans la culasse. Auparavant, il est nécessaire de rectifier chaque soupape dans son siège.
9. Assembler la culasse : Les autres composants peuvent être remontés ou assemblés après un examen approfondi. Les joints de tige de soupape doivent être remplacés.

La soupape n’est pas toujours défectueuse

Si les symptômes indiquent un défaut au niveau de la soupape, il n’est pas toujours nécessaire que la soupape elle-même soit défectueuse. Il arrive que le moteur ne fonctionne pas correctement en raison d’un défaut dans la commande des soupapes ou d’autres composants défectueux. En cas de réparation des soupapes, il convient de contrôler non seulement la soupape elle-même, mais aussi le ressort de soupape et les sièges de soupape. Il est également conseillé d’examiner les cames de l’arbre à cames et de vérifier leur usure.

Acheter des pièces de rechange et des accessoires pour soupapes

Le nombre de soupapes installées varieen fonction du moteur, tout comme leur conception. Ainsi, le diamètre de la tige de soupape ou la longueur des soupapes peuvent varier en fonction du type de moteur. Il est souvent préférable d’acheter des composants neufs, comme des soupapes individuelles, par mesure de sécurité. Toutefois, il peut parfois être intéressant d’acheter une culasse complète en tant que pièce d’origine d’occasion. La pièce d’occasion comprend généralement tous les composants tels que les soupapes et l’arbre à cames.