Un culbuteur est un composant de soupape dans les moteurs à combustion interne. Lorsque le bras est actionné par un lobe d’arbre à cames, il pousse soit une soupape d’admission soit une soupape d’échappement. Cela permet au carburant et à l’air d’être aspirés dans la chambre de combustion pendant la course d’admission ou les gaz d’échappement d’être expulsés pendant la course d’échappement. Les culbuteurs ont été inventés pour la première fois au 19ème siècle et ont peu changé de fonction depuis lors. Cependant, des améliorations ont été apportées tant au niveau de l’efficacité de l’exploitation que des matériaux de construction. De nombreux culbuteurs modernes sont fabriqués à partir d’acier estampé, bien que certaines applications puissent utiliser des matériaux plus résistants.
Dans de nombreux moteurs à combustion interne, un mouvement de rotation est induit dans le vilebrequin lorsque les pistons le font tourner. Cette rotation est transposée à l’arbre à cames via une courroie ou une chaîne. À leur tour, des lobes sur l’arbre à cames sont utilisés pour ouvrir les soupapes via des culbuteurs. Ceci peut être réalisé soit par contact direct entre un lobe d’arbre à cames et un culbuteur, soit indirectement par contact avec une tige de poussée entraînée par le poussoir. Les moteurs à cames en tête ont des lobes sur l’arbre à cames qui entrent en contact direct avec chaque culbuteur, tandis que les moteurs à soupapes en tête utilisent des poussoirs et des tiges de poussée. Dans les moteurs à cames en tête, l’arbre à cames peut être situé dans la tête, tandis que les moteurs à soupapes en tête ont l’arbre à cames dans le bloc. Les deux variétés sont présentes aux États-Unis, mais les réglementations ont contribué au déclin des applications de soupapes en tête ailleurs dans le monde.
Tout au long de l’histoire du culbuteur, sa fonction a été étudiée et améliorée. Ces améliorations ont abouti à des bras à la fois plus efficaces et plus résistants à l’usure. Certaines conceptions peuvent en fait utiliser deux culbuteurs par soupape, tandis que d’autres utilisent un roulement à rouleaux rundle pour enfoncer la soupape. Ces variations de conception peuvent entraîner des culbuteurs qui semblent physiquement différents les uns des autres, bien que chaque bras remplisse toujours la même fonction de base.
Étant donné qu’il faut de l’énergie pour déplacer un culbuteur et enfoncer une soupape, leur poids peut être un facteur important. Si un culbuteur est excessivement lourd, il peut nécessiter trop d’énergie pour se déplacer. Cela peut empêcher le moteur d’atteindre la vitesse de rotation souhaitée. La résistance du matériau peut également être prise en compte, car un matériau faible peut être soumis à une contrainte ou s’user trop rapidement. De nombreuses applications automobiles utilisent de l’acier estampé pour ces raisons, car ce matériau peut offrir un équilibre entre poids et durabilité. Certaines applications, en particulier les moteurs diesel, peuvent utiliser des matériaux plus résistants. De tels moteurs peuvent fonctionner à des couples plus élevés et à des vitesses de rotation plus faibles, ce qui permet d’utiliser des matériaux tels que la fonte ou l’acier au carbone forgé.