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05/02/13 

 

Devoir Maison
Commande de soupapes

PTSI 
 

1. Présentation
Lors  du  fonctionnement  d’un  moteur  à 
explosion il existe 2 phases qui s’appellent : 



Mécanisme étudié

L’admission du carburant 
L’évacuation des gaz usés 

Nous  allons  étudier  le  mécanisme  qui 
commande les soupapes d’un moteur à explosion  
d’automobile,  pour  réaliser  ces  deux  phases  de 
fonctionnement. 
Le mécanisme est composé de : 






Deux  linguets  d’admission  10  et  deux 
linguets d’échappement 2. 
Deux tiges de culbuteurs 3. 
Deux culbuteurs d’échappement 4. 

Quatre  poussoirs  hydrauliques  à  rotule 
12,  permettant  l’articulation  des 
linguets  et  le  rattrapage  automatique 
des jeux de dilatation de la commande. 

 

2. Fonctionnement
Le dispositif représenté sur les figures 1,2 et 3 est un mécanisme qui permet d’ouvrir la soupape d’un 
moteur à explosion. 
La Came 1 tourne autour de l’axe 0, fait pivoter la pièce 2 autour du point B. Cette pièce 2 pousse la 
tige de culbuteur 3 qui fait pivoter le culbuteur 4 qui pousse la soupape 6 vers le bas pour permettre son 
ouverture. 

La fermeture de la soupape est obtenue par les ressorts 7 et 8. 
L’arbre  à  came  1  est  entraîné  en  rotation  à  l’aide  d’une  courroie  crantée.  Les  cames  d’admission 
agissent directement sur les soupapes d’admission 11 par l’intermédiaire des linguets 10. 
Pour  ouvrir  l’une  des  soupapes,  la  came  d’échappement  1  agit  sur  le  linguet  2  qui  transmet  une 
action mécanique à la soupape 6 par l’intermédiaire de la tige 3, du culbuteur 4, du poussoir réglable 5 en 
comprimant le ressort 7‐8. 
 

Lycée Chaptal 2012/13 

DM5 : Statique 

 
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3. Données

Les liaisons sont modélisées par : 
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

L0‐1 : Liaison pivot d’axe (O, z). 
L2‐1 :  Liaison  ponctuelle  de  normale 
(A, x2). 
L0‐2 : Liaison rotule de centre B. 
L2‐3 : Liaison rotule de centre C. 
L3‐{4+5} : Liaison rotule de centre D. 
L{4+5}‐6 :  Liaison  ponctuelle  de 
normale (F, y1). 
L0‐6 :  Liaison  pivot  glissant  d’axe  (I, 
y1). 
L0‐{4+5} : Liaison pivot d’axe  (E, z). 
 

 

4. Hypothèses :






Le système peut être considéré comme plan (x, y). 
Le  frottement  est  négligé  au  niveau  des  liaisons  pivot  mais  pas  sur  les  contacts 
ponctuels en A et F où le coefficient de frottement est f = 0.15. 
L’étude est faite pour le mouvement de descente de la soupape 6. 
 
1000    dans la position de la figure 
Le poids propre des pièces est négligé devant l’intensité des actions mécaniques dans 
les liaisons. 

5. Travail demandé
Objectif de l’étude : 
Connaissant  l’effort  exercé  par  la  soupape  6  lors  de  l’ouverture  sur  l’ensemble  culbuteur  {4+5, 
 dans le but de déterminer le couple à imposer à la came 1. 
calculer l’effort 
Question 1:  Réaliser le graphe de liaisons de ce mécanisme. 
Question 2:  Par un isolement à préciser, déterminer la direction des efforts 

 et 

 

dans les liaisons en D et en C ? 
Question 3:  Par  une  étude  graphique  expliquée  sur  copie  et  réalisée  sur  le  DR,  déterminer  le 

torseur  des  actions  mécaniques  transmissibles  par  la  liaison  rotule  en  D  en  isolant 
{4+5} 
Question 4:  Par  une  étude  graphique  expliquée  sur  copie  et  réalisée  sur  le  DR,  déterminer  le 
torseur  des  actions  mécaniques  transmissibles  par  la  liaison  ponctuelle  en  A  en 
isolant 2 
Question 5:  Calculer le moment du couple moteur nécessaire pour faire tourner la came 1. 

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Document réponse (DR)

 

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