Pourquoi des clips de retenue de culbuteur ?

TLDR : Retenir les culbuteurs ne constitue pas une solution à la perte de pression des ressorts de soupape. Il s'agit d'un mécanisme de sécurité destiné à empêcher le culbuteur de se déloger en cas de perte de pression du ressort de soupape.

Le problème du culbuteur à galet flottant

Sur de nombreuses voitures économiques de chez Toyota (et Subaru), les culbuteurs ne sont pas captifs. En d'autres termes, le culbuteur est maintenu en place uniquement par la pression du ressort. La plupart du temps, cela ne pose aucun problème ; toutefois, si la pression du ressort vient à manquer, le culbuteur se trouve déchargé et peut « sortir » de sa position.

Si vous avez de la chance, le culbuteur trouvera une place dans la culasse, le ressort restera en place et vous ne subirez qu'un raté d'allumage pendant que le cylindre continue de fonctionner sur la seconde soupape. Cependant, si le culbuteur est happé par l'arbre à cames, cela peut entraîner toutes sortes de dégâts, notamment des perforations dans le couvre-culbuteurs, des ressorts qui sautent et, en fin de compte, la destruction du moteur.

Dans un monde parfait où le ressort de soupape peut garder le contrôle de la soupape à tout moment (et si vous êtes un conducteur parfait), il n'y a pas besoin de clip de retenue de culbuteur. En fonction de la géométrie de la distribution, du poids et du régime moteur souhaité, vous pouvez calculer la pression de ressort idéale (ce que font les constructeurs). Dans ce cas, le culbuteur sera toujours maintenu par la pression du ressort et restera en place.

Cependant, dans le monde réel, il existe des cas limites que l'on ne peut pas anticiper par le calcul. Il est impossible d'éliminer ces risques et de concevoir le ressort parfait qui contrôle la soupape 100 % du temps.

Le problème sous-jacent... la perte de pression du ressort de soupape

Différentes conditions pouvant entraîner une perte de pression du ressort de soupape :

Affolement de soupape (pression de ressort insuffisante)
Rebond de soupape (problème d'harmoniques/fréquences naturelles)
Grippage de soupape (accumulation de calamine)

Pour ces cas limites, le clip ajoute une « police d'assurance » en maintenant les culbuteurs en place pendant la fraction de seconde où la pression du ressort est perdue. Toutefois, si vous subissez une perte importante de pression du ressort, l'ajout d'un clip de retenue de culbuteur ne fera que masquer le problème.

Vous avez tout à fait raison de dire que tous les moteurs ne vont pas subir une défaillance de culbuteur, tout comme tous les moteurs ne souffrent pas d'une défaillance de lubrification. C'est simplement un point à garder à l'esprit, surtout lorsque vous cherchez à obtenir plus de performances de votre moteur.

Ce que nous avons conçu n'a rien de révolutionnaire. Les moteurs plus coûteux et plus performants dotés de ce type de système de culbuteurs intègrent un clip dès la sortie d'usine pour éviter ce problème. Par exemple :
- Le Lexus 2UR-GSE de la LC500 (wow, quel chef-d'œuvre de moteur)

Le BMW B58 de la Supra (montré dans la vidéo de Papadakis ici : https://youtu.be/MckxlP60cnY?t=477)

Exemples de défaillances de culbuteurs

Ricardo
« Si seulement j'avais connu cela plus tôt…

Je l'ai appris à mes dépens... J'ai démarré ma Toyota 86, j'ai entendu un bruit... je ne m'en suis pas inquiété plus que ça, et lors de mon trajet de 12 minutes pour me rendre à un rendez-vous, j'ai remarqué de la fumée et une traînée d'huile... La poisse.

Je viens de le faire reconstruire, moteur de 2014 avec plus de 17 pièces de distribution et des ressorts renforcés non-beehive. Mais il est quand même tombé. Littéralement, après 5 800 kilomètres, c'est arrivé…

Je veux dire, si vous êtes prêt à prendre le risque, allez-y, mais pour moins de 1000 $, je préfère avoir l'esprit tranquille.

C'est un investissement qui tombe sous le sens. »

- Ricardo avant qu'il ne connaisse et ne commande nos dispositifs de retenue de culbuteurs FA20.