Comprendre l'arbre à cames : comment il fonctionne et lequel choisir

Si vous posez la question à un motard, il vous dira que les motos ont une âme, une personnalité propre.
Si le cœur de notre moteur est la pompe à huile, ses poumons les cylindres et son cerveau le boîtier d'allumage, alors en suivant cette analogie, l'arbre à cames représenterait le caractère ou la personnalité.
Cet élément est décisif et marque le comportement de notre moteur, car son design définit la distribution du couple (et de la puissance). Pour donner un exemple, si un moteur développe 100 ch et que nous installons un arbre à cames différent, cela n'augmentera pas la puissance, mais cela changera le COMMENT et le OÙ cette puissance est délivrée. Si cette distribution de puissance est progressive et que le couple maximal est obtenu à bas ou moyen régime, nous aurons une moto facile à conduire sur n'importe quel rapport, avec de la force et idéale pour accélérer, voyager et rouler en ville. Si, au contraire, le couple moteur est délivré de manière plus concentrée à haut régime, nous aurons une moto au caractère plus sportif et agressif, idéale pour libérer de l'adrénaline et retarder les freinages.

Les cames
La fonction de l'arbre à cames est d'ouvrir et de fermer les soupapes d'admission et d'échappement de la culasse, contrôlant ainsi le remplissage et la vidange des cylindres.

C'est un élément rotatif doté de lobes (cames) excentriques qui poussent les tiges commandant la distribution (comme sur les modèles Big Twin), ou directement les soupapes (comme sur les modèles V-Rod).

En faisant varier la forme des cames, on peut contrôler la durée pendant laquelle les soupapes restent ouvertes (durée) et leur hauteur d'ouverture (levée). C'est pourquoi il est essentiel, au moment de choisir ce composant, de prendre en compte les caractéristiques du moteur sur lequel il sera installé et l'utilisation principale qui sera faite du véhicule.
Il existe des moteurs avec un seul arbre à cames, comme les Evolution ou le Milwaukee Eight,

avec deux arbres, comme les Twin Cam (d'où le nom de ce moteur),

avec trois arbres comme les Indian Thunderstroke,

ou avec quatre arbres à cames indépendants comme sur les modèles Sportster...

Compatibilité avec les émissions
Comme presque tous les éléments du moteur, l'arbre à cames d'origine est conçu pour que le moteur fonctionne correctement dans le cadre des réglementations en vigueur, et non pour qu'il fonctionne de manière optimale. C'est pourquoi, en remplaçant ce composant par un modèle haute performance, nous optimiserons l'admission et l'échappement de l'air, améliorant ainsi instantanément les performances générales.

Caractéristiques techniques
Au moment de sélectionner un arbre à cames parmi différents fabricants, nous devons prendre en compte ses caractéristiques, qui peuvent être résumées comme suit :

• Levée ou ouverture : Détermine la hauteur du lobe et la distance dont la soupape s'écartera de son siège.
• Durée : Marquée par la largeur du lobe, elle indique combien de temps la soupape reste ouverte.
• Calage (Timing) : Indique le moment où les soupapes s'ouvrent et se ferment par rapport à la position du piston.

Une donnée clé qui nous indiquera quel « caractère » possède un arbre à cames est la fermeture de la soupape d'admission par rapport au point mort bas (PMB). En général, s'il a moins de 30°, il s'agit d'un arbre à cames pour les bas régimes, de 30° à 50° c'est un arbre de milieu de gamme ou pour les motos légères, et avec plus de 50°, nous parlons déjà d'une optimisation pour les hauts régimes, ou de moteurs très préparés.

Comment choisir un arbre à cames
Au moment de remplacer notre arbre à cames, il y a 2 questions fondamentales à se poser :

• Quelle est l'utilisation principale de la moto et le style de conduite ?

• Quelles sont les caractéristiques du moteur et quelles autres modifications ont été apportées à la moto ?

Conclusions finales
Comme vous aurez pu le constater, le choix de l'arbre à cames est une décision complexe et très importante, car il influencera en grande partie le comportement et les sensations que nous transmettra le moteur.
Il est donc essentiel de penser à ce composant comme à une partie intégrante de l'ensemble, qui doit le compléter, l'optimiser et renforcer ses caractéristiques principales.

Frank Burguera

#mecanicaharley