Auto Voiture FAQ

tl dr : Le serrage du moteur est moins difficile sur les bielles que sur les autres pièces du moteur.

Les pièces du moteur ont leur propre force. Certaines parties sont plus solides que d'autres. Chaque pièce a son propre travail et sa propre espérance de vie. Lorsque vous trimballez un moteur, vous portez prématurément toutes les pièces du moteur, mais cette usure n'est pas égale entre les pièces.

Le transport du moteur est surtout difficile sur l'ensemble rotatif du moteur. Les pièces qui subissent le plus de coups sont les parties molles du moteur, notamment les roulements et les bagues.

• Les roulements peuvent en souffrir le plus. Lorsque vous trimballez le moteur, vous êtes à un régime plus bas, ce qui signifie moins de débit d'huile. Comme il y a moins de débit d'huile, le tourillon de vilebrequin au niveau des bielles a tendance à écraser toute l'huile disponible et à entrer en contact avec la surface d'appui. Chaque fois que cela se produit, cela crée plus d'usure. Si la traînée se produit pendant une période prolongée, cela aggrave encore les choses. Une fois qu'une usure non naturelle comme celle-ci se produit, le roulement devient légèrement rond, ce qui permet à plus d'huile de s'échapper, ce qui rend le transport plus préjudiciable, ce qui ... j'espère que vous obtenez l'image.
• Les segments de piston sont les prochains les plus durement touchés car ils scellent le piston dans le cylindre. Les anneaux sont des créatures fragiles. Dans des situations abusives, ils peuvent se briser. Cela se produirait normalement dans les anneaux de compression supérieurs, mais si le serrage était suffisamment important, cela pourrait également se produire dans les anneaux de compression secondaires. Lorsqu'un anneau se brise, vous obtenez une perte de compression dans ce cylindre, ce qui diminue les performances. Lorsque cela se produit dans un seul cylindre, vous obtenez un déséquilibre de puissance dans le moteur qui crée ses propres problèmes.

La prochaine partie de l'ensemble rotatif à prendre un coup sont les pistons. Bien que les pistons soient solides, ils ne sont pas indestructibles. La plupart des moteurs les plus récents utilisent la technologie piston hyperuetectique. Fondamentalement, le piston est fait d'un alliage d'aluminium, ce qui est fait depuis de nombreuses années. Les pistons en aluminium forgé étaient le pilier de la technologie de course, principalement en raison de leur résistance par rapport aux pistons en aluminium moulé. Leur principal inconvénient était qu'ils subissaient une dilatation thermique plus rapide que les pistons coulés. Pour faire fonctionner le piston forgé, vous deviez laisser un plus grand espace entre le piston et les parois du cylindre. Cela a permis plus de claquement de piston jusqu'à ce que le piston se dilate à sa taille de fonctionnement et que les choses se calment. Ce n'était pas bon pour les voitures particulières car les propriétaires ne pouvaient pas faire face au bruit (secondairement, les dépenses étaient également plus importantes).

Quelque part le long de la ligne, ces génies de l'ingénierie ont compris qu'en utilisant un alliage d'aluminium hyperuetectique, un avec une quantité de silicium dans l'aluminium supérieure à ce que l'aluminium peut absorber, vous créez un alliage beaucoup plus résistant. Les pistons hyperuetectiques sont utilisés car ils sont plus stables dimensionnellement que les pistons forgés et sont beaucoup plus résistants que les pistons eutectiques ou hypoeutectiques. L'inconvénient d'avoir l'alliage le plus résistant est qu'il est plus susceptible de se briser lorsqu'il est soumis à une charge de choc élevée. Ceci est vraiment évident lors de l'utilisation d'oxyde nitreux (NO₂) dans des applications de performance. Il est donc déconseillé d'utiliser ce type de piston lors de l'utilisation de NO₂. Quant à la traction du moteur, elle exerce sur le piston la plupart des mêmes contraintes que le NO₂. Il y a un effet de martèlement distinct sur le piston qui peut provoquer une défaillance. Dans le livre de Carroll Smith Engieer to Win, il déclare ( p. 101) :

En termes simples, sous des contraintes répétées (cycliques par opposition à continues), la capacité d'un métal à résister à des contraintes diminue progressivement et, dans la plupart des cas, ne peut pas être restaurée. Les métaux soumis à des charges fluctuantes peuvent se rompre après un nombre fini de cycles de charge (ou, plus précisément, de cycles de contrainte) au cours desquels les charges appliquées et les contraintes résultantes imposées sont toujours inférieures à la résistance ultime du métal. Ce type de défaillance est appelé rupture de fatigue.

(REMARQUE : je détaille cela plus en détail dans une réponse sur les élévateurs de stress )

Plus loin dans le livre, Carroll Smith décrit que les pièces conçues pour gérer les contraintes peuvent le faire presque indéfiniment si les contraintes qui leur sont appliquées sont inférieures à leur seuil d'ingénierie. Une fois que vous avez dépassé le seuil d'ingénierie, la pièce n'échouera normalement pas tout de suite, mais les contraintes s'accumuleront avec le temps. Au fur et à mesure que les charges de contrainte augmentent par rapport aux valeurs d'ingénierie, l'accumulation de contrainte se produit à un rythme plus élevé jusqu'à ce que la pièce atteigne la défaillance. (c'est-à-dire qu'une pièce peut être capable de supporter 10 000 cycles de contrainte à une charge donnée, mais doubler cette contrainte et elle peut ne pouvoir supporter que 10 cycles de contrainte). N'oubliez pas non plus qu'il s'agit d'un effet cumulatif : une partie soumise à des abus ne se guérira pas.

Voici une échelle qui décrit de quoi parle Carroll Smith (copié du livre, pg 109, figure 93) :

(REMARQUE : Le graphique ci-dessus est utilisé spécifiquement pour des alliages de métaux ferreux spécifiques, mais les idées générales qui sont présentées dans le graphique peuvent être utilisées pour décrire comment n'importe quel métal se comportera sous contrainte.)

Comment cela se traduit-il pour le piston ? Eh bien, cela se traduit par toutes les parties du moteur dans une situation de bourrage, mais affecte le piston plus car il n'est pas conçu pour gérer les contraintes créées par le bourrage. Il ne tombera pas en panne tout de suite, mais réalisez que chaque fois que vous trimballez un moteur, vous rapprochez cette pièce de la panne plus rapidement. La zone principale d'un piston qui pourrait voir l'échec est les terres de l'anneau. C'est la partie du piston qui supporte les segments. La partie suivante qui subit ces contraintes est le bossage de la goupille, où la bielle se fixe au piston. C'est moins un sujet de préoccupation, principalement parce qu'il est conçu pour gérer beaucoup de stress. Les bagues sont beaucoup plus sensibles, principalement parce qu'elles ne sont pas si épaisses.

Les deux domaines de préoccupation suivants sont les bielles (ou les bielles en abrégé) et le vilebrequin. La raison pour laquelle ceux-ci sont préoccupants est qu'ils font partie de l'ensemble rotatif. La raison pour laquelle ils sont plus bas dans la liste des préoccupations est que ces pièces sont conçues pour mieux supporter ces contraintes que les pièces décrites ci-dessus. Les bielles et le vilebrequin, bien que solides, sont également conçus pour flex. Cette flexion (appelée déformation élastique) leur permet de se déformer légèrement et de revenir à leurs formes normales. Cela les aide à absorber les contraintes auxquelles ils sont soumis à maintes reprises sans déformation plastique< /a>. La déformation plastique d'une bielle se produit généralement parce que les contraintes exercées sur celles-ci dépassent leur limite technique. Les tiges échouent principalement pour deux raisons :

• Leurs boulons de tige échouent à des régimes élevés
• Le manque de lubrification au niveau du roulement crée une traînée sur la tige, ce qui l'expose à des forces de torsion provoquant déformation plastique

Bien sûr, si suffisamment de bourrage se produit, cela aura un effet néfaste. Le problème est que d'autres pièces vont tomber en panne avant la tige. Ces autres défaillances de pièces (généralement des roulements) peuvent induire une défaillance de la tige, mais il s'agit d'un sous-produit de la défaillance de la pièce d'origine et non du fait du bourrage lui-même.

Le vilebrequin, comme les tiges, subit beaucoup d'abus , mais peut généralement supporter l'abus en raison de la façon dont il est construit. Il est censé avoir une déformation élastique et reprendre sa forme d'origine. Si ce n'était pas le cas, il gagnerait en stress et mourrait très rapidement d'une mort laide moyenne.

Les autres pièces du moteur qui subissent une usure due au transport sont :

• Parois du cylindre - Pendant le transport, une charge latérale supplémentaire est exercée sur le piston, ce qui les force dans les parois du cylindre. Cela crée plus d'usure et d'éraflures, ce qui peut faire dérailler les cylindres (également érafler les jupes des pistons).
• Courroie/chaîne de distribution - Le serrage crée des secousses supplémentaires sur la courroie/chaîne, qui a également un effet cumulatif global sur ces pièces.