Les dommages dus à la cavitation des chemises de cylindre se caractérisent par la présence de cavités profondes localisées. Dans la plupart des cas, la surface endommagée est propre, exempte de dépôts de produits de corrosion, et se situe sur une seule face de la chemise. Avec l'évolution des moteurs diesel vers une optimisation et une amplification accrues, la cavitation est devenue un problème de plus en plus préoccupant.
Les dommages causés par la cavitation au niveau du bloc-cylindres et de la chemise de cylindre provoquent des fissures, voire des perforations, entraînant la pénétration d'eau de refroidissement et d'huile dans le cylindre. Ceci réduit considérablement la durée de vie et la fiabilité du moteur diesel. Afin de prévenir la cavitation, les méthodes couramment utilisées sont les suivantes : réduire le jeu entre le cylindre et le piston pour limiter les vibrations de la chemise ; utiliser des pistons à jupe longue ; augmenter le débit d'eau de refroidissement, optimiser la direction et la structure du circuit de refroidissement ; accroître la rigidité du support de la chemise ; améliorer les matériaux et le procédé de fabrication de la chemise pour une meilleure résistance à la cavitation, etc.
La principale source de cavitation est la vibration de la chemise du cylindre. Lorsque le piston atteint le point mort haut, la direction de la pression latérale change et le piston oscille d'un côté à l'autre de la chemise, provoquant ainsi le phénomène d'oscillation du piston. En raison de l'espace thermique entre le piston et la chemise, cette oscillation engendre des chocs qui provoquent de fortes vibrations de la chemise.
Lorsque la paroi du cylindre vibre, des étirements et des compressions alternés se produisent dans la chambre à eau, créant des zones de haute pression et des bulles de vide près de la paroi extérieure. Sous l'effet du vide poussé, l'eau de refroidissement s'évapore et forme des bulles. Certaines de ces bulles se forment dans les minuscules orifices de la paroi extérieure du cylindre, ou sont comprimées dans ces orifices par les vibrations. Lorsqu'une bulle éclate sous l'effet d'un choc à haute pression, une onde de choc se forme près de la zone de rupture. La pression peut atteindre plusieurs dizaines d'atmosphères et impacter la paroi extérieure du cylindre. Ainsi, des impacts répétés et fréquents endommagent rapidement la surface du cylindre.
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Date de publication : 24 mars 2025