Une valve à clapets est un dispositif qui permet aux fluides de s’écouler dans un sens mais pas dans l’autre. Ces clapets anti-retour unidirectionnels ont été utilisés pendant une grande partie de l’histoire humaine, apparaissant d’abord comme un composant dans les pompes à eau, puis utilisés dans des articles tels que les soufflets de forge et les instruments de musique. Une autre utilisation moderne courante de la soupape à clapet est dans les moteurs à essence à deux temps, tels que ceux utilisés dans les motos, les karts et les tondeuses à gazon. Les moteurs à deux temps utilisent souvent des soupapes à clapets pour laisser entrer l’air et le carburant dans le carter. Etant donné que la soupape ne permettra pas aux fluides de passer dans l’autre sens, la chambre de combustion est alors efficacement obturée pour la course motrice.
Les premières valves à clapets étaient généralement de construction simple, souvent constituées d’un simple volet en cuir. Ces vannes étaient utilisées dans des applications telles que les pompes à eau, permettant au liquide de passer librement à travers le volet dans une direction, tandis que la pression forcerait le volet à se fermer et empêcherait le mouvement dans l’autre sens. Plus tard, les vannes à clapet fonctionnaient à peu près de la même manière lorsqu’elles étaient incluses dans les soufflets de forge. Une soupape à clapet très simple permettrait à l’air d’entrer dans les soufflets lorsqu’ils étaient répandus, puis de se fermer lorsqu’ils étaient contractés afin que l’air puisse être forcé dans la forge.
Les applications de moteurs à deux temps utilisent souvent des soupapes à clapets qui fonctionnent selon ces mêmes principes de base, bien qu’elles soient généralement construites avec des matériaux de haute technologie et durables. Certaines valves à clapets utilisées dans les applications de performance sont constituées de fibre de carbone et d’autres composites, ce qui donne des composants légers, flexibles et résistants à l’usure. Cela peut être particulièrement important dans les courses de karts, de motos et d’autres véhicules.
La fonction spécifique d’une soupape à clapet dans un moteur à deux temps est généralement de réguler l’entrée de carburant et d’air dans le carter. Un clapet anti-retour peut laisser entrer le mélange tout en empêchant simultanément les gaz de combustion chauds et à haute température de s’échapper. Ceci peut être accompli grâce à l’action du piston mobile. Lorsque le piston se déplace dans une direction, il peut créer un vide dans le carter qui permet à l’air et au carburant d’entrer par la soupape à clapet. Ensuite, lorsque le piston se déplace dans l’autre sens, la pression à l’intérieur du carter augmente et la soupape est fermée de force.
Certains moteurs utilisent des soupapes rotatives plus précises au lieu de soupapes à clapets. Un moteur avec une soupape à clapet fonctionnera généralement bien dans une large plage de régimes de moteur, tandis qu’un moteur équipé d’une soupape rotative peut fonctionner mieux dans une plage de vitesse particulière. La valve à clapets présente également les avantages supplémentaires d’être de conception plus simple et est généralement moins coûteuse. Certains moteurs utilisent également une configuration de multiples petites soupapes à clapets qui peuvent s’approcher de l’efficacité d’une soupape rotative.