Arbre à cames
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Un arbre à cames est un dispositif mécanique permettant de transformer un mouvement rotatif en mouvement longitudinal et réciproquement.

L’arbre à cames est une découverte du moyen âge pendant lequel il a été principalement utilisé dans les moulins à eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) spécialisés dans le battage du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure ou...) ou le tannage du cuir (transformation du mouvement rotatif, issu de l’entraînement de la roue à aubes (La roue à aubes est une roue de construction particulière, munie de pales, permettant de créer ou de restituer un mouvement rotatif d'axe au...) par l’eau, en mouvement longitudinal).

Aujourd’hui, l’arbre à cames est une pièce essentielle du moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) automobile : il transforme le mouvement longitudinal issu du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail...) en mouvement rotatif actionnant les roues.

L'arbre à cames (Un arbre à cames est un dispositif mécanique permettant de transformer un mouvement rotatif en mouvement longitudinal et réciproquement.) dans le moteur automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de...)

Animation
Animation (L'animation consiste à donner l'illusion du mouvement à l'aide d'une suite d'images. Ces images peuvent être dessinées, peintes, photographiées,...)
Arbre à cames
Arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure rigide composée d'un tronc qui peut...) à cames

L'arbre à cames est une pièce mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou...) utilisée dans des moteurs thermiques à combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en...) à 4 temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) pour la commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) synchronisée des soupapes. Il se compose d'une tige (La tige est chez les plantes à fleurs, l'axe, généralement aérien, qui prolonge la racine et porte les bourgeons et les feuilles. La tige se ramifie généralement en branches et rameaux formant l'appareil caulinaire.) cylindrique disposant d'autant de cames que de soupapes à commander indépendamment ou par groupe, glissant sur la queue de soupape (Une soupape est un organe mécanique servant à fermer et ouvrir une chambre ou un conduit à la demande .), ou sur un renvoi mécanique (ex. : le patin d'un culbuteur).

Il est placé au niveau du vilebrequin (moteur culbuté) ou au-dessus de la culasse (arbre à cames en tête).

Moteur culbuté

Les arbres à cames en action, au-dessus des soupapes (moteur à double arbre)
Les arbres à cames en action, au-dessus des soupapes (moteur à double arbre)

D'abord monté sur les motos d'usine de compétition, on assiste à la généralisation (La généralisation est un procédé qui consiste à abstraire un ensemble de concepts ou d'objets en négligeant les détails de façon à ce qu'ils puissent être...) des moteurs avec soupapes " en dessus ", qui autorise un meilleur remplissage du moteur. L'arbre à cames étant encore situé en bas du moteur, parce que lié, pour sa synchronisation, par un engrenage au vilebrequin ou une chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :), la commande des soupapes nécessite alors de longues tiges de rappel pour atteindre les culbuteurs.

Arbre à cames en tête

En disposant l'arbre à cames en tête, c'est-à-dire en haut du moteur, ces tiges ne sont plus nécessaires, mais la synchronisation de l'arbre se fait par transmission, autorisant un décalage de l'axe de rotation. L'arbre à cames, peut être entraîné par chaîne, courroie crantée, arbre ou cascade de pignons et même par mouvement bielle-manivelle (marque moto NSU), pour attaquer directement les soupapes, ou par l'intermédiaire de culbuteurs.

D'abord adoptée en compétition, cette solution s'est généralisée petit à petit à tous les moteurs de véhicules de tourisme (Le tourisme est le fait de quitter son domicile, pour des raisons personnelles, pour une durée supérieure à 24 heures. Ce qui implique la consommation d'une nuitée auprès d'un hôtelier et...).

Double arbre à cames en tête

Au début des années 70, afin de permettre un bon centrage de la bougie (La bougie est un objet servant en général à éclairer, composé d'un corps gras et d’une mèche enflammée. Elle a été inventée...) dans la culasse, ainsi qu'un réglage aisé des lois de distribution, on a placé un arbre à cames pour les soupapes d'admission, et un autre pour l'échappement. L'espace entre les arbres permet de placer la bougie au centre de la chambre de combustion (Une chambre de combustion est une enceinte capable de résister à des changements de pression et de température brusques, dans laquelle on déclenche volontairement une...).

Avenir

Divers systèmes ont été créés afin de pouvoir changer les lois de distribution en fonction du régime moteur et de l'action sur l'accélérateur. Ainsi, on a vu des systèmes de décalage d'arbre à cames (Toyota VVTI) ou de passage de 2 à 4 soupapes par cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée (c), appelée...) (Honda 800 vfr). L'avenir est à la distribution variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. ...), les soupapes étant commandées non par un arbre à cames, mais par des systèmes électromagnétiques (i.e. technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) camless). Cette technologie permet via un calculateur de commander indépendamment les soupapes en fonction du régime moteur et de la demande d'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une...).

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