Les vannes à tiroir étaient couramment utilisées dans les moteurs à vapeur pour contrôler le flux de vapeur entrant et sortant du moteur. Les soupapes coulissaient d’un côté à l’autre en même temps que les autres pièces mobiles pour permettre à la vapeur d’entrer dans le moteur et à l’échappement de sortir par les orifices, ou ouvertures, au sommet d’un seul cylindre. Ils servent le même but que les valves des automobiles d’aujourd’hui, pour laisser un mélange gazeux entrer et sortir du moteur dans le but de créer de la puissance.
Lorsque le tiroir coulisse d’un côté, il découvre l’orifice d’admission et permet à la vapeur de remplir le cylindre. Cette vapeur pousse sur le piston, qui se trouve à l’intérieur du cylindre, et le piston pousse à son tour sur une tige qui fait tourner le volant. Le volant tourne pour créer un mouvement afin que la machine à vapeur puisse bouger. Lorsque la vanne coulissante glisse vers le côté opposé, elle ouvre l’orifice d’échappement et libère la vapeur tandis que le piston glisse en arrière et le processus recommence.
Les moteurs de voitures utilisent également des soupapes pour permettre au carburant et au gaz d’entrer dans les cylindres et de sortir les gaz d’échappement. Bien qu’elles remplissent les mêmes fonctions, les voitures utilisent généralement des soupapes à champignon qui montent et descendent sur des ressorts. Les vannes à tiroir des moteurs à vapeur se déplaçaient d’avant en arrière par tige sans l’utilisation de ressorts. Finalement, les vannes à tiroir ont été remplacées par des vannes à piston. Bien que de fonction similaire, les vannes à piston présentaient plusieurs avantages par rapport à la vanne à tiroir.
Le passage dans lequel une vanne coulissante fonctionnait devait être assez long et plus d’énergie était nécessaire pour déplacer la vanne d’avant en arrière. Ce mouvement nécessitait également beaucoup de lubrification pour éviter que les soupapes ne collent ou ne ralentissent, provoquant un dysfonctionnement du moteur. Les vannes à piston, cependant, pouvaient fonctionner dans des passages plus courts et étaient beaucoup plus faciles à lubrifier. Cela a augmenté l’efficacité de la machine à vapeur et la vanne à tiroir est devenue moins courante.
L’utilisation de vapeur surchauffée – vapeur produite à une température supérieure au point d’ébullition de l’eau – a également entraîné la chute des vannes à tiroir et la montée en popularité des vannes à piston. Ces températures très chaudes interféraient avec la lubrification nécessaire pour les vannes coulissantes. Les machines modernes sont passées de ces types de vannes plus anciens à des vannes plus efficaces. Mis à part les soupapes à champignon utilisées dans les automobiles, les soupapes d’étranglement sont toujours utilisées dans certains avions et outils, tels que les tondeuses à gazon. L’objectif lors du choix d’une vanne pour une machine est de créer la plus grande efficacité du moteur avec le moins de travail nécessaire pour ouvrir et fermer les vannes pour un fonctionnement correct.