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Quels facteurs sont pris en compte lors du choix du matériau du joint ?
Question
Les joints automobiles sont disponibles dans de nombreux matériaux, formes et tailles et trouvent des applications dans de nombreux endroits.
Je suis curieux d'en savoir plus sur les raisons pour lesquelles les fabricants utilisent certains matériaux pour certaines applications.
Je peux donner quelques exemples de mon moteur BMW S62 :
Les joints de couvercle de soupape sont en caoutchouc. Ils sont pris en sandwich entre la culasse en aluminium et les couvercles de soupapes en aluminium et sont exposés à l'huile pendant le fonctionnement du moteur. Ils ont également une courbure pour se conformer à la forme du couvercle de soupape
Le carter de distribution en aluminium et le couvercle de soupape sont séparés par un jeu de joints métalliques. Celui-ci sera également exposé à l'huile pendant le fonctionnement du moteur
Certains des boulons banjo de conduite d'huile VANOS utilisent des rondelles d'écrasement en cuivre
Le tendeur de chaîne de distribution est boulonné avec une rondelle d'écrasement en aluminium pour le séparer du carter de distribution. La spécification de couple ici est de 50 Nm
Réponse acceptée
Choses à considérer lors du choix des matériaux de joint :
- Type de fluide/gaz qui doit être contenu
- Pression
- Plage de température
- Rugosité des surfaces d'étanchéité. Le joint doit remplir les impuretés dans les surfaces d'étanchéité pour empêcher le joint de fuir
- Frottement mécanique (à la fois pour l'efficacité et la résistance)
Peut-être le dernier concerne-t-il un autre type de joints en plus, sur les axes par exemple.
Tout cela combiné fait qu'un joint doit être choisi comme compromis. Sur une surface rugueuse, vous voudrez peut-être un joint plus épais et plus souple, mais cela ne fonctionnera pas sur les applications à haute pression. Il peut avoir besoin de résister à l'huile ou au carburant ou de garder l'eau potable non contaminée.
Les joints de culasse et de carter d'huile sont souvent plus épais et plus souples. J'ai vu du liège et du caoutchouc par exemple, et ils n'auront pas besoin de beaucoup de couple pour sceller. Vous pouvez comparer cela au joint de culasse, qui doit maintenir la pression de combustion et résister à beaucoup de chaleur. Il a souvent des renforts en acier pour accomplir cela.
Le joint de culasse a besoin de beaucoup de couple pour ne pas fuir, même si les surfaces sont généralement très lisses. Les spécifications de couple parfois ridiculement spécifiques sont là pour obtenir la pression exacte et uniforme sur le joint. Trop peu et il y aura des fuites, trop et quelque chose sera endommagé (et probablement fuira).
Vous mentionnez les rondelles en cuivre. Un métal plus mou peut être utilisé entre deux métaux plus durs pour former un joint car il se déformera et suivra la forme des surfaces environnantes. (Il est généralement recommandé de changer la rondelle après chaque démontage). Dans votre cas, il a été utilisé sur une connexion Banjo. Imaginez que vous utilisiez un joint en fibre là-bas, il se déchirerait en ajoutant de la tension à la vis.
De nombreux matériaux différents sont utilisés pour les joints. Le cuivre, l'aluminium, le plastique, le caoutchouc, le liège et la fibre sont très courants, mais il existe également de nombreux autres types.
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Cela dépend des spécifications du fabricant. Différents alliages de matériaux auront besoin de joints spéciaux entre eux car les matériaux des deux côtés du joint se dilateront à des vitesses différentes.
Gardez à l'esprit les fluides que le joint scelle.
Mon conseil , la norme du fabricant, les types et la largeur des joints ont été calculés lors de la fabrication du moteur.
Vous pouvez sortir et l'étudier, il existe des livres sur les spécifications des fabricants de joints, etc., mais vous devez connaître les alliages dans lesquels le joint est pris en sandwich entre.