Pourquoi les cylindres à quatre soupapes sont-ils meilleurs que ceux à deux ?

Pourquoi les cylindres à quatre soupapes sont-ils meilleurs que ceux à deux ? Avant de répondre à cette question, il faut tenir compte du fait que, pour les moteurs, l’air est synonyme de puissance, et que les soupapes supplémentaires absorbent beaucoup plus d’air dans les cylindres.

Comme l’affirment les experts, les multiples soupapes d’admission et d’échappement améliorent la maniabilité et même les performances.

Aujourd’hui, les moteurs équipés de quatre soupapes par cylindre sont la norme. Les moteurs à deux soupapes par cylindre appartiennent désormais au passé, car on a démontré que les véhicules offrent de meilleures performances avec ces « deux soupapes par cylindre en plus ».

Il est important de souligner que le fonctionnement du moteur dépend de la quantité d’air que chaque cylindre peut « absorber » afin de produire de l’énergie. Étonnamment, utiliser deux grosses soupapes, l’une pour évacuer les gaz d’échappement et une soupape d’admission plus grande pour laisser entrer l’air et le carburant, n’est pas la meilleure façon de procéder.

Quatre soupapes par cylindre, mieux que deux

Les chiffres révèlent étonnamment que deux soupapes plus petites, disons la moitié de la taille d’une seule soupape, permettent à davantage d’air de parvenir au moteur ? La puissance produite par un moteur découle du couple généré à chaque cycle de combustion, de sorte que, dans une certaine mesure, plus un moteur accélère rapidement, plus il produit de puissance. Mais à haut régime, il devient plus difficile d’obtenir suffisamment d’air rapidement, et c’est là que deux soupapes d’admission présentent un avantage sur une seule.

L’ajout de soupapes supplémentaires offre également aux concepteurs davantage de marge pour améliorer le tourbillon dans la chambre de combustion, nécessaire au mélange du carburant et de l’air, et les composants plus petits sont plus légers, ce qui constitue un avantage lorsqu’ils doivent se déplacer plus vite. Les inconvénients sont que les conceptions à quatre soupapes nécessitent beaucoup plus de pièces et un usinage plus complexe que celles à deux soupapes, et que, par le passé, cela a limité l’utilisation de cette conception aux moteurs plus exotiques.

L’idée n’est pas nouvelle : elle est apparue pour la première fois dans les automobiles au début du XXe siècle. Honda a réduit l’écart dans les années 1970 avec les moteurs à trois soupapes par cylindre de la Civic, deux soupapes d’admission et une d’échappement par cylindre, ce qui offre la plupart des avantages des quatre soupapes, mais n’utilise qu’un seul arbre à cames afin de maintenir les coûts bas.

La principale évolution plus récente a été l’injection directe et l’installation d’un injecteur dans chaque chambre de combustion, ainsi que d’une bougie. Avec les moteurs à injection directe, la plus grande partie de la chambre de combustion se trouve dans la tête du piston afin de générer un tourbillon maximal et le meilleur mélange d’air et de carburant, mais la conception des conduits d’admission de la culasse reste importante.

Par conséquent, bien que la plupart des moteurs modernes soient généralement suralimentés par turbos, le refroidissement d’un moteur joue encore un rôle important.