Une tête de soupape, ou culasse comme on l’appelle plus communément, est une pièce d’un moteur à combustion interne qui contient et abrite les soupapes d’admission et d’échappement. La tête se trouve au sommet d’un moteur directement au-dessus des pistons et renferme la chambre de combustion. La tête de soupape a une ouverture connue sous le nom de guide de soupape qui traverse complètement la tête de soupape.
Les soupapes sont situées dans le fond de la tête de soupape face au piston et sont maintenues en place en faisant passer leurs tiges à travers un joint de guide de soupape. Celui-ci est situé à l’intérieur du ressort de soupape. Un dispositif de retenue de valve et un clip de maintien maintiennent l’ensemble du composant en place.
L’une des préoccupations majeures lors de la conception d’une tête de soupape est de prévoir un système de refroidissement qui empêchera la surchauffe. La surchauffe de la tête de soupape entraîne une défaillance du joint de culasse et peut même entraîner une fissuration de la tête. Des passages d’eau sont coulés dans la tête au fur et à mesure de sa fabrication, et ils permettent au liquide de refroidissement de s’écouler à travers les têtes et de les garder au frais. Les passages d’eau s’alignent avec les passages d’eau coulés dans le bloc moteur. Le liquide de refroidissement circule librement entre le bloc et les culasses et absorbe la chaleur du processus de combustion.
Une tête de soupape peut être en fonte ou en aluminium. La plupart des têtes modernes sont en aluminium en raison principalement du poids plus léger du matériau par rapport au fer. Les têtes en aluminium produisent également plus de puissance en raison de leur capacité à absorber la chaleur du moteur différemment et plus efficacement que leurs homologues en fer. Les taux d’expansion de l’aluminium et de la fonte sont très différents; des joints de culasse spéciaux doivent être utilisés pour permettre aux deux matériaux de se dilater et de se resserrer à des vitesses différentes sans endommager le joint ou son joint.
L’une des meilleures méthodes pour produire de la puissance à partir d’un moteur consiste à effectuer un travail approfondi dans les poches de soupape et les zones d’échappement d’une tête de soupape. En meulant et en lissant les zones où la charge d’admission et l’échappement entrent et sortent de la tête, les niveaux de puissance du moteur peuvent être considérablement augmentés. Ce type de travail est connu sous le nom de portage. Même le simple fait d’adapter les orifices d’admission et d’échappement aux ouvertures des joints correspondants gagnera en puissance. Il y a une ligne très fine entre améliorer le débit d’une tête et ruiner la tête, c’est pourquoi ce type de travail est très coûteux à faire faire par un professionnel.