Moteur à tête en L avec tête turbulente de Ricardo
La tête en L (tête plate) fait référence à la configuration du groupe de soupapes de la tige de poussée dans laquelle les soupapes sont placées dans le bloc moteur à côté des pistons. La conception était courante sur les premières conceptions de moteurs, mais a depuis cessé d’être utilisée.
Généralement, les moteurs à tête en L utilisent une petite chambre sur un côté du cylindre pour porter les soupapes. Cela présente un certain nombre d’avantages, principalement en ce qu’il rend la culasse beaucoup plus simple. Cela signifie également que la vanne peut être actionnée en poussant directement dessus, au lieu d’avoir besoin d’une sorte d’agencement mécanique pour pousser les vannes vers le bas. Cela peut également conduire à un refroidissement légèrement plus facile, car les soupapes et les tiges de commande sont à l’écart du cylindre, ce qui rend une chemise de refroidissement plus simple à construire (mais voir ci-dessous). La ligne d’admission le long du côté du moteur mène au nom de tête en L, en raison des cylindres ayant la forme d’un L renversé. Cette configuration est également connue sous le nom de soupape latérale, car les soupapes sont situées à côté des cylindres.
À la baisse, le moteur à tête en L nécessite également que le flux d’air fasse au moins un virage de 90 ° pour entrer dans le cylindre, ce qui le rend moins efficace; familièrement, on dit qu’un tel moteur a une « respiration » plus pauvre. La respiration n’était pas beaucoup soulignée dans les voitures de production passées car les moteurs ne pouvaient pas fonctionner longtemps et de manière fiable à grande vitesse en raison d’autres facteurs. C’était une préoccupation mineure compte tenu des avantages de la simplicité.
Bien que les moteurs 4 et 6 cylindres en ligne à tête en L soient fréquemment utilisés pour les automobiles, les tracteurs, etc., le moteur automobile à tête en L le plus connu est le Ford V-8 du début du 20e siècle, qui possède les deux jeux de soupapes (admission et échappement) situés à l’intérieur du « Vee » et qui sont tous actionnés par un seul arbre à cames situé au-dessus du vilebrequin. L’échappement suit un long chemin pour quitter le moteur. Cela garantit pratiquement que le moteur aura besoin d’un radiateur de liquide de refroidissement inhabituellement grand pour éviter une surchauffe lors d’une utilisation intensive prolongée. Une conception à tête plate dans un moteur en V, avec le système d’admission d’air / carburant et toutes les soupapes d’échappement et d’admission à l’intérieur du « V » nécessite que les gaz d’échappement soient acheminés entre les cylindres vers l’extérieur du V vers le système d’échappement. La chaleur d’échappement est ainsi transmise au liquide de refroidissement (lorsqu’il sort du moteur entre les cylindres). Dans la conception à tête plate du Ford V-8, fabriquée de 1932 à 1952, l’orifice d’échappement central à l’extérieur du bloc évacue les gaz des deux cylindres, exacerbant le problème de chaleur élevée. Ce problème « très chaud au milieu » rend ce moteur particulier sujet aux contraintes liées à la chaleur et aux fissures dans le bloc-cylindres. Les gaz d’échappement du moteur en ligne sortent plus directement du bloc et ne traversent pas les cylindres et sont plus stables en température. Chaque fois que les orifices d’échappement et les soupapes sont dans la culasse, la chaleur épuisante a beaucoup moins de temps pour chauffer le liquide de refroidissement, et de tels moteurs sont plus durables dans des conditions de charge élevée et un moteur de taille similaire nécessitera moins de capacité de radiateur de liquide de refroidissement qu’un V-8 à tête plate.
En raison des problèmes de chauffage et d’efficacité, les moteurs à tête en L sont tombés assez rapidement des utilisations à haute puissance telles que les moteurs d’avion, avant la Première Guerre mondiale. Ils ont vécu pendant un certain temps dans le monde de l’automobile et ont été utilisés dans la Jeep de la Seconde Guerre mondiale, par exemple. Les têtes en L ne sont plus utilisées dans les moteurs d’automobiles, bien qu’elles restent couramment utilisées pour les applications de petits moteurs dans les tondeuses à gazon et les générateurs. En raison de leur conception de rétention de la chaleur, la taille des soupapes et le taux de compression sont limités (la soupape / chambre de combustion est éloignée du sommet du piston, créant généralement un espace de combustion plus grand – un taux de compression plus faible), ce qui réduit la puissance disponible et l’économie. Toutes les têtes en L ne sont pas des moteurs à cames dans le bloc; l’emplacement de l’arbre à cames varie dans cette disposition…
