Pour pouvoir fonctionner efficacement, un moteur d’automobile doit comprendre un bon nombre d’éléments mécaniques, qui doivent fonctionner en symbiose. Certains de ces éléments, pourtant essentiels au bon fonctionnement du moteur, ne sont pas suffisamment connus des usagers de la route. C’est notamment le cas de l’arbre à cames.

Définition de l’arbre à cames

L’arbre à cames, aussi appelé arbre de distribution, est un élément mécanique participant au bon fonctionnement du moteur d’une automobile. C’est l’arbre de distribution qui permet de réguler l’ouverture et la fermeture des différentes soupapes, qu’il s’agisse des soupapes d’admission ou d’échappement.

L’arbre de distribution peut être vu comme un long cylindre d’acier sur lequel se retrouvent les “cames”, des excroissances métalliques en forme de gouttes. Ces excroissances, placées parallèlement les unes aux autres et orientées dans des sens différents permettent, grâce à la rotation de l’arbre de direction, de créer une alternance dans l’ouverture et la fermeture des différentes soupapes.

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Fonctionnement de l’arbre à cames sur les soupapes

Lorsque le moteur est lancé par l’usager, l’arbre à cames va se mettre à tourner. En tournant, les cames vont successivement appuyer sur les queues des soupapes, qui sont montées sur des ressorts. C’est cet effet d’appui généré par l’arbre à cames qui va pousser les queues de soupapes vers l’extérieur, permettant l’entrée de l’air ou la sortie du résultat de la combustion du moteur, ceci en fonction de l’utilité des soupapes associées au mouvement. Une fois que la came est passée, la soupape reprend sa place grâce à l’action des ressorts.

Le rythme de rotation de l’arbre à cames, et donc celui de l’ouverture des soupapes, est directement impulsé par le régime moteur.

Les différents types d’arbres à cames

Il existe différents types d’arbres à cames, chacun ayant une fonctionnalité différente dépendant des besoins du moteur :

  • arbre à cames latéral
  • arbre à cames en tête
  • double arbre à cames en tête

L’arbre à cames latéral

L’arbre à cames latéral est un modèle d’arbre à cames anciennement installé sur certains moteurs, mais qui est très peu utilisé de nos jours. La particularité de cet arbre à cames est qu’il n’active pas directement les soupapes, mais qu’il doit impulser le mouvement du régime moteur à de grandes tiges en acier, nommées “culbuteurs”, et situées sur les côtés du moteur.

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L’arbre à cames en tête

L’arbre à cames en tête est placé au-dessus du moteur et impulse le rythme du régime moteur, fourni directement par le vilebrequin, aux soupapes situées sur la partie haute du moteur.

Le double arbre à cames en tête

Si son fonctionnement est essentiellement le même que celui des arbres à cames en tête, le fait d’ajouter un second arbre à cames en tête à un moteur permet à celui-ci d’être plus efficace dans les hauts régimes, ce qui en fait un composant essentiel des voitures pensées pour la compétition.