Technique : La distribution

Chaque soupape est ouverte à chaque cycle, directement ou indirectement, par un excentrique. Dans un moteur à quatre temps, le renouvellement des gaz s'effectue tous les deux tours de l'arbre moteur.

De ce fait, l'arbre sur lequel sont montés les excentriques (arbre à cames) tourne à une vitesse deux fois moins grande que celle du vilebrequin.

Pour les deux-temps, les deux vitesses sont identiques. La disposition et le nombre des arbres à cames conditionnent la forme de la chambre de combustion (triangulaire, hémisphérique, plate) et la position des soupapes (parallèles, inclinées).

On peut choisir :

- L'arbre à cames dans le carter. Avec cette disposition, les soupapes peuvent être latérales ou bien en tête et commandées par tiges et culbuteurs ;
- L'arbre à cames en tête avec soupapes (forcément en tête).

Les moteurs à cylindres en ligne utilisent soit un arbre à cames (dans le bloc ou en tête), soit deux arbres à cames en tête.

Les moteurs en V peuvent recevoir un arbre à cames dans le carter (V8 américain et moteur Rolls Royce), deux arbres en tête (V6 Fiat 130 et Mercedes),- ou quatre arbres en tête - deux par rangées de cylindres - (Fiat Dino ou Alfa Romeo Montreal).

Les moteurs à cylindres opposés (boxer) emploient un arbre à cames central (Volkswagen, Panhard et 2 CV Citroën), deux arbres en tête, un par ligne de cylindres (Alfasud), ou quatre arbres en tête - deux par rangée de cylindres - (12-cylindres Boxer Ferrari).

Une solution particulièrement originale est fournie par le moteur à trois arbres à cames. Ce montage particulier existait sur la Fiat 806/406 Grand Prix de 1927. Il s'agissait d'un 12-cylindres (disposés sur deux rangs parallèles) avec deux vilebrequins moteurs et trois arbres à cames en tête. L'arbre central commandait l'admission et les deux autres, extérieurs, l'échappement. La synchronisation entre l'arbre moteur et l'arbre à cames est d'une importance primordiale.

La liaison est assurée soit par un assemblage d'engrenages (le plus souvent à dentures hélicoïdales), pour diminuer le bruit, soit par chaîne, soit enfin par courroie crantée, solution qui tend à s'imposer. La courroie crantée a été adoptée en 1960 sur la Pontiac et, en France, en 1965 sur la Peugeot 204 (n'oublions pas non plus le moteur de la V 8 Glas) à cause de sa plus grande simplicité de fabrication. De plus, elle assure sa fonction avec silence.

Les courroies sont constituées par une structure de support de brins de fibre de verre noyés dans du néoprène embouti, qui est revêtue d'un tissu antifriction. La fibre de verre assure l'inextensibilité de la courroie, le néoprène constitue la partie élastique et le crantage, tandis que le revêtement sert de protection à la courroie elle-même.

Les avantages de cette solution en ont suggéré l'adoption sur des moteurs très différents ; de la Fiat 128 à l'Alfasud, de la Lamborghini Urraco à la Dino V 8 et sur des diesels Ford Transit). Il faut aussi signaler un autre type de transmission par biellettes calées sur deux pivots excentriques. Ce système, toutefois, n'est pas très répandu (NSU Prinz).

Autre genre de commande utilisée aussi dans le passé (par exemple sur les voitures Salmson et encore aujourd'hui sur quelques types de motocyclettes) afin de réduire les parties en mouvement alternatif (poussoirs, tiges) et éviter l'encombrement de la commande par chaîne : il s'agit d'un arbre perpendiculaire à l'arbre moteur, qui reçoit et renvoie le mouvement aux soupapes en tête grâce à deux couples d'engrenages coniques. Le profil de la came commande la levée et le temps d'ouverture de la soupape.

Il est formé par :

- Un cercle de base, partie circulaire qui correspond à la phase de repos de la soupape ;
- Deux côtés tangents à ce dernier, curvilignes ou rectilignes, correspondant aux phases d'ouverture ou de fermeture ;
- Une partie curviligne raccordant les côtés, qui correspond à l'ouverture maximale. La conception des profils de carne est très délicate ; elle détermine en effet les accélérations des soupapes et, partant, toutes les forces entrant en jeu dans la distribution.