Double arbre à cames en tête
La distribution à double ACT (Arbre à Cames en Tête) ou DOHC en anglais (Double Over Head Camshaft) permet une commande plus directe des soupapes par l'intermédiaire de poussoirs ou linguets à la place des culbuteurs, ce qui entraîne :
- une inertie réduite par rapport à une distribution à simple ACT et à fortiori à celle cubutée, ce qui diminue les risques d'affolement mécanique à haut régime (ou en cas de surrégime par exemple lors d'une chute ou d'une erreur dans le passage des vitesses, notamment en tout terrain ou pour les moteurs non équipés d'un rupteur)
- un tarage réduit des ressorts de rappel et donc une réduction des pertes mécaniques mais en considérant celles liées à l'entraînement du 2ème arbre à cames
Le double ACT, autrefois réservé aux engins à hautes performances et considéré comme une sophistication ultime pour un moteur à 4 temps, est désormais toujours associé à 4 soupapes permettant, à section de passage identique à 2 soupapes plus grosses et de matériau identique :
- une inertie réduite des soupapes nécessaire si la cylindrée unitaire est importante et/ou le régime maxi élevé
- une combustion optimale favorisé par un angle réduit entre les soupapes d'admission et d'échappement avec chambre de combustion plus compacte (en toit), bougie d'allumage centrale et piston léger à calotte plate (contrairement aux moteurs de course des années 50 à 70 à double ACT avec un angle important dépassant parfois 90° entre soupapes et autorisant une taille plus importante de celles-ci si limitées à 2 par cylindre, avec un piston plus lourd à calotte bombée évacuant moins bien la chaleur, et souvent une suralimentation à compresseur associée à un carburant contenant de l'alcool pour augmenter le taux de compression et limiter l'échauffement)
- une meilleure résistance des soupapes et étanchéité de leur siège, rendue nécessaire par la suppression du plomb dans l'essence, en particulier à l'échappement avec une température de fonctionnement plus élevée qu'à l'admission
La Peugeot 500 M de Grand Prix a été dès 1913 l'une des premières motos équipées d'un bicylindre parallèle à double ACT et 4 soupapes par cylindre.
bicylindre parallèle à 4 soupapes par cylindre
de la Peugeot M compétition de 1913
4 cylindres en ligne 1300 tout alu "Bialbero" à 2 soupapes par cylindre
de l'Alfa Roméo Giulietta de 1955
La Honda CB 450 de 1965 a été une des premières motos 4 temps de grande série équipée d'un double ACT (avec rappel des soupapes par barres de torsion ! ).
Son bicylindre parallèle à 2 soupapes par cylindres développait déjà près de 100 ch/l.
bicylindre parallèle à rappel des soupapes
par barre de torsion de la HONDA CB 450 de 1965
La MV Agusta 600 de 1966 dont le moteur était inspiré de la version de Grand Prix a été la première moto 4 cylindres de série à double ACT (avec 2 soupapes par cylindre)
4 cylindres de la MV AGUSTA 600 de 1966
La Kawasaki 900 Z1 de 1972 a été l'une la première moto japonaise de grande série équipée d'un 4 cylindres avec double ACT et 2 soupapes par cylindres. Mise à part Honda encore fidèle au simple ACT sur les moteurs dérivés du 750 four de 1969, la majorité des motos japonaises seront désormais équipées de 4 cylindres DOHC, avec 2 soupapes par cylindre jusque dans les années 80, et souvent une commande des soupapes par poussoirs avec un jeu à régler par pastilles, ce qui imposait la dépose des arbres à cames. Le 4 cylindres DOHC refroidi par air à 2 soupapes par cylindre subsistera jusqu'en 2003/2004 sur les Yamaha Diversion et Kawasaki ZR7.
4 cylindres à 2 soupapes par cylindre de la Kawasaki 900 Z1 de 1972
Les Yamaha 500 TX de 1973 (moteur repris sur la XS de 1976), qui étaient motorisées par un bicylindre parallèle calé à 180°, étaient les premières motos de grande série équipées à la fois d'un double ACT et de 4 soupapes par cylindre, technologie également appliquée à la 500 Laverda de 1977. Les 1000 et 1200 3 cylindres Laverda seront également équipées d'un double arbre, mais avec seulement 2 soupapes par cylindre.
bicylindre en ligne double arbre à 4 soupapes par cylindre de la Yamaha 500 TX/XS
A la fin des années 70, le double ACT avec 4 soupapes par cylindre devient un standard sur les motos japonaises performantes avec la sortie des HONDA 1000 CBX 24 soupapes en 1978, 900 Bol d'Or 16 soupapes en 1979 et 750 V4 en 1982.
6 cylindres en ligne refroidi par air à double ACT et 24 soupapes de la HONDA 1000 CBX de 1978
En 1985, Yamaha utilise pour la 1ère fois une culasse à 5 soupapes par cylindre (technologie Genesis) sur ces moteurs 4 cylindres à haute performance en commençant par la 750 FZ , puis reprend également cette technologie sur le bicylindre de la 750 Super Ténéré 850 TDM/TRX et 900 TDM.
La culasse à 5 soupapes sera également utilisée sur les gros monocylindres en 1991/1992 (Yamaha XTZ 660 OHC, Aprilia Pegaso 650 DOHC), et également en automobile (V12 Ferrari F1 tipo 641 de 1990 et F50, Audi V8 4.2 L) puis complètement abandonnée sur l'ensemble des moteurs (y compris en compétition) car n'apportant pas d'avantage significatif par rapport aux 4 soupapes compte tenu de la complexité plus importante, et pour incompatibilité sur les culasses équipées d'injection directe.
bicylindre double arbre à 5 soupapes par cylindre de la Yamaha 750 Super Ténéré
de 1989 et dont dérivent les versions 850 TDM/TRX et 900 TDM
V4 DOHC avec pistons oblongs à 2 bielles et 8 soupapes par cylindre de la HONDA 750 NR RC40
de 1992, inspirée de la NR 500 de Grand Prix et de la 750 endurance. Les 32 soupapes du V4
permetttent un remplissage et une vitesse de rotation proche de celle d'un V8 de même cylindrée.
Kawasaki a été le premier constructeur a utiliser un monocylindre DOHC à 4 soupapes et
refroidissement liquide sur un trail avec la 600 KLR de 1984 (553 cm3),
puis les 650 KLR, Tengaï, et KLX.
monocylindre DOHC 4 soupapes de la Kawasaki 650 KLX de 1993, avec
un angle réduit entre les soupapes et une culasse compacte permise par
le diamètre réduit des pignons d'arbre à cames dont l'entraînement est assuré
par 2 chaînes de distribution avec une démultiplication intermédiaire.