Les voitures peuvent être déroutantes : il existe une grande variété de configurations de moteurs, allant des quatre cylindres en ligne aux V8. De plus, les moteurs sont classés en fonction de l’emplacement de leur arbre à cames . La plupart des moteurs modernes sont dotés d’un arbre à cames en tête simple (SOHC) ou d’un arbre à cames en tête double (DOHC).
Si vous êtes comme de nombreux conducteurs, vous ne connaissez peut-être pas la différence entre un moteur SOHC et un moteur DOHC. Pour vous aider à vous y retrouver, nous allons démystifier ces termes apparemment complexes et vous présenter les avantages et les inconvénients des deux conceptions.
Comment fonctionnent les arbres à cames et les soupapes
Avant de pouvoir comprendre les configurations de moteurs SOHC et DOHC, vous devez disposer de quelques informations de base sur les arbres à cames et les soupapes.
Vous voyez, à l’intérieur d’un moteur, il y a un vilebrequin et un ou plusieurs arbres à cames. Le vilebrequin est relié aux pistons et aux bielles, tandis que les soupapes sont ouvertes et fermées par le ou les arbres à cames. Une courroie de distribution ou une chaîne de distribution relie le vilebrequin au ou aux arbres à cames pour les maintenir synchronisés.
Chaque cylindre du moteur est doté d’une ou plusieurs soupapes d’admission et d’une ou plusieurs soupapes d’échappement. Les soupapes d’admission laissent entrer l’air (et le carburant dans le cas d’une injection dans l’orifice) dans le cylindre, tandis que les soupapes d’échappement laissent sortir les gaz d’échappement. L’arbre à cames est doté d’une série de lobes en forme d’œuf, chacun d’eux ouvrant une soupape à un certain moment du cycle de fonctionnement du moteur.
Au début, pendant que le piston descend, l’arbre à cames ouvre la ou les soupapes d’admission pour permettre à l’air d’être aspiré dans le cylindre. Lorsque le piston commence à se déplacer vers le haut, l’arbre à cames ferme la ou les soupapes d’admission.
Ensuite, la bougie s’allume, enflammant le mélange air-carburant à l’intérieur du cylindre pour créer une explosion qui renvoie le piston vers le bas. Une fois que le piston recommence à remonter, l’arbre à cames ouvre la ou les soupapes d’échappement pour permettre aux gaz d’échappement usés de sortir. Le cycle commence alors à se répéter.
Le mouvement linéaire des pistons qui montent et descendent dans le cylindre fait tourner le vilebrequin. De là, le vilebrequin en rotation transfère la force de rotation au reste de la transmission pour propulser le véhicule sur la route.
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Quelles sont les différentes classifications d’emplacement d’arbre à cames ?
Au début des années 1900, certains moteurs automobiles étaient dotés d’une culasse plate avec des soupapes situées dans le bloc moteur. À l’époque, le terme soupapes en tête (OHV) était utilisé pour distinguer les moteurs dotés de soupapes dans la culasse de ceux à culasse plate.
Mais les moteurs à tête plate ne sont plus utilisés dans les applications automobiles. Par conséquent, le terme OHV est désormais utilisé pour décrire tout moteur dont l’arbre à cames est situé dans le bloc moteur. Avec une conception OHV, l’arbre à cames agit sur un ensemble de poussoirs, de tiges de poussée et de culbuteurs pour ouvrir les soupapes situées dans la ou les culasses.
Les deux autres désignations d’emplacement d’arbre à cames utilisées dans les moteurs modernes sont l’arbre à cames en tête simple (SOHC) et l’arbre à cames en tête double (DOHC). Dans les deux cas, l’arbre à cames est situé dans la culasse plutôt que dans le bloc moteur.
Qu’est-ce qu’un moteur SACT ?
Un moteur à simple arbre à cames en tête (SOHC) ne possède qu’un seul arbre à cames situé dans la culasse. Selon la conception du moteur, l’arbre à cames peut actionner soit des culbuteurs, soit des suiveurs de came pour ouvrir les soupapes d’admission et d’échappement individuelles.
Les moteurs SOHC ont généralement deux soupapes (une d’échappement et une d’admission) ou trois soupapes (une d’admission et deux d’échappement) par cylindre. Mais certains moteurs SOHC, comme le 3,5 L de Honda, utilisent quatre soupapes par cylindre.
Il est également important de noter que les moteurs SOHC à configuration en « V » ou à plat ont deux culasses. Chacune de ces culasses possède un arbre à cames à l’intérieur.
Qu’est-ce qu’un moteur DOHC ?
Un moteur à double arbre à cames en tête (DOHC) possède deux arbres à cames par culasse. Un arbre à cames actionne les soupapes d’admission tandis que l’autre actionne les soupapes d’échappement. La conception permet facilement d’avoir quatre soupapes (deux d’admission et deux d’échappement) par cylindre.
Dans la plupart des moteurs DACT, les arbres à cames agissent sur des suiveurs de came ou des « godets » de poussoir pour ouvrir les soupapes d’admission et d’échappement individuelles.
Les moteurs DOHC à deux culasses ont quatre arbres à cames (deux par culasse).
Quel est le meilleur : SOHC ou DOHC ?
Les moteurs SOHC et DOHC ont tous deux leurs avantages. Les moteurs DOHC permettent une meilleure circulation de l’air, ce qui se traduit par de meilleures performances dans la plupart des conditions de conduite. En revanche, les moteurs SOHC comportent moins de pièces, ce qui les rend moins complexes.
Jetons un œil aux avantages des deux conceptions.
Avantages du SOHC :
- Généralement moins compliqué avec moins de pièces
- Généralement plus facile à travailler
- Des coûts de fabrication réduits
- Couple amélioré à bas et moyen régime
Avantages du DOHC :
- Assure une meilleure circulation de l’air à travers le moteur
- Puissance améliorée et couple haut de gamme
- Permet une limite de régime plus élevée
- Plus facile à adapter aux technologies améliorant l’efficacité, telles que le calage variable des soupapes
En fin de compte, les constructeurs automobiles semblent avoir choisi la conception DOHC comme gagnante. La plupart des moteurs récents qui placent l’arbre à cames dans la culasse ont une configuration DOHC, même si on trouve quelques exceptions. Par exemple, Honda utilise toujours la configuration SOHC dans bon nombre de ses moteurs.
La plupart des constructeurs automobiles ont opté pour une configuration DOHC, car cette conception permet un contrôle plus précis du fonctionnement du moteur. Il est également plus facile d’intégrer un calage variable des soupapes (VVT) et d’autres technologies d’économie de carburant dans un moteur DOHC.
Vous pouvez en apprendre davantage sur les différences entre les moteurs SOHC et DOHC en regardant la vidéo ci-dessous.
Rendement énergétique des SOHC et DOHC
De nombreux conducteurs se demandent si la technologie SOHC ou DOHC est la plus économe en carburant. La réponse est que cela dépend du véhicule et de la conception du moteur.
Les moteurs SOHC étant dotés de moins de pièces mobiles, ils bénéficient d’une légère réduction de poids, ce qui peut se traduire par une économie de carburant accrue. En revanche, les moteurs DOHC permettent un meilleur flux d’air et un contrôle plus précis du moteur, deux éléments qui peuvent rendre le véhicule plus efficace.
Honda, par exemple, propose une gamme de moteurs SOHC à faible consommation de carburant, tandis que Toyota produit de nombreux moteurs DOHC à haut rendement. En fin de compte, tout dépend de la manière dont le reste du moteur est conçu autour des arbres à cames et des soupapes.
VTEC DACT
Les moteurs DACT ont connu leur part de succès dès 1989, lorsque Honda a développé son système de contrôle électronique de calage et de levée variables des soupapes (VTEC).
Cette technologie a permis de produire un moteur compact et économe en carburant, utilisant des culbuteurs et des suiveurs de came à grande vitesse sur les côtés admission et échappement ainsi qu’une commutation efficace de la pente de came en fonction du régime moteur.
Le système VTEC DOHC a fait ses débuts sur la Honda Integra XSi de 1989, qui fonctionnait avec un moteur B16A. Le même système est arrivé aux États-Unis quelques années plus tard sous la forme de la Honda Acura NSX.
VTEC SACT
Le système VTEC de Honda a été initialement conçu pour les moteurs DOHC, mais le constructeur automobile japonais a également intégré la même technologie dans les moteurs SOHC.
À ses débuts, le VTEC SOHC était intégré aux moteurs des séries D et J.
Mais comme les moteurs SOHC n’utilisent qu’un seul arbre à cames pour les soupapes d’admission et d’échappement, de légères configurations ont dû être réalisées.
Le premier moteur SOHC de Honda ne pouvait pas accueillir le culbuteur VTEC, donc ce type de moteur ne bénéficiait du système VTEC qu’au niveau des soupapes d’admission.
Finalement, les moteurs SOHC VTEC ont été fabriqués avec six lobes de came et six culbuteurs par cylindre, de sorte que le système VTEC fonctionnait sur les soupapes d’admission et d’échappement.
Cette tendance a commencé avec les modèles Acura RL SH-AWD 2009-2012 de Honda.
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