Le terme « déformation du cylindre » désigne les rayures mécaniques longitudinales apparentes sur la paroi interne du cylindre, dans la zone de mouvement du segment de piston. Dans les cas les plus graves, une usure par fusion se produit, entraînant des difficultés de démarrage ou une défaillance du système d'extinction automatique. La déformation du cylindre constitue un incident majeur pour le moteur.
La cause principale du problème de cylindre réside dans la difficulté à former un film d'huile entre la paroi interne du cylindre, le segment de piston et le piston, ce qui entraîne une lubrification insuffisante, voire un frottement à sec. Plusieurs facteurs expliquent cette situation, que l'on peut résumer en trois points :
La raison du revêtement du cylindre
1. Les tolérances de circularité et de cylindricité de la chemise de cylindre dépassent les limites admissibles, ce qui réduit considérablement l'étanchéité entre le piston et la chemise. Les gaz à haute température contenus dans le cylindre descendent, détruisent le film d'huile entre le piston et la paroi du cylindre et provoquent un jeu dans le cylindre.
2. La chemise de cylindre se déforme lors de l'assemblage. Par exemple : la surface supérieure de la chemise est trop saillante et la chemise se déforme après la pose de la culasse ; le joint d'étanchéité de la chemise est trop épais et la chemise se déforme après son insertion dans le bloc-cylindres, ce qui risque de provoquer un jeu excessif au niveau du cylindre.
Raisons de l'utilisation
La raison d'être du groupe de pistons
1. Le jeu des segments de piston est insuffisant. Si le jeu d'ouverture, le jeu latéral ou le jeu arrière du segment de piston sont trop faibles, le segment sera bloqué par la dilatation thermique lors du fonctionnement du moteur et sera fortement comprimé contre la paroi du cylindre, voire se rompra, et il sera facile d'arracher la gorge sur la paroi du cylindre.
2. L'axe de piston a sauté. Si le circlip de l'axe de piston est absent, se détache ou se casse, l'axe de piston saute pendant le mouvement, ce qui risque d'endommager la paroi interne du cylindre et de provoquer une fuite de gaz vers le carter.
3. Le jeu entre le piston et le cylindre est insuffisant ou excessif. Si le matériau du piston est de mauvaise qualité, si l'erreur dimensionnelle de fabrication est trop importante ou si le piston est déformé après l'assemblage de l'axe, le jeu entre le piston et le cylindre est insuffisant ; le piston risque alors de se bloquer après chauffage et dilatation, ce qui entraînera des contraintes sur la paroi du cylindre.
4. Le segment de piston est fortement carbonisé. Les dépôts de carbone excessifs provoquent le grippage du segment dans sa gorge. De plus, ces dépôts, en tant qu'abrasif dur, creusent des sillons longitudinaux sur la paroi du cylindre.
5. Le piston est fortement désaxé. En raison de la flexion et de la déformation de la bielle, l'écart de parallélisme et de coaxialité entre le tourillon de bielle, le palier principal et le siège d'axe de piston est trop important, ce qui provoque un défaut d'alignement marqué du piston. Ce défaut accélère l'usure des segments, du piston et de la paroi du cylindre, et compromet la formation du film d'huile.
1. Le filtre à air n'est pas étanche, ce qui réduit son efficacité. La poussière, le sable et autres impuretés présentes dans l'air sont aspirés dans le cylindre et provoquent une usure abrasive. Des tests ont montré que l'aspiration quotidienne de quelques grammes de poussière multiplie par plus de dix l'usure de la chemise du cylindre.
2. Rodage insuffisant. Sur les moteurs neufs ou révisés, les chemises de cylindre, les pistons, les segments et autres pièces présentent de nombreuses irrégularités microscopiques, ce qui rend difficile la formation d'un film d'huile lubrifiant. Une utilisation immédiate à pleine charge, sans rodage préalable, peut entraîner des incidents tels que l'arrachement des cylindres.
3. Toujours démarrer à basse température. À basse température, l'huile de lubrification présente une viscosité élevée et une faible fluidité, ce qui rend difficile la formation d'un film d'huile efficace sur la paroi interne du cylindre. Selon des tests menés par le département de recherche, lorsque le moteur diesel fonctionne en charge avec une température d'eau de refroidissement de 30 °C, l'usure des chemises de cylindre et autres pièces est 5 à 7 fois supérieure à celle observée à température d'eau normale.
4. Le moteur surchauffe. Un système de refroidissement mal entretenu ou surchargé entraîne une température moteur excessivement élevée, réduisant la résistance mécanique des pièces et empêchant la formation d'un film d'huile lubrifiant sur la paroi interne du cylindre. Le piston et d'autres pièces, sous l'effet de la chaleur et de la dilatation, risquent alors de se gripper dans la chemise du cylindre. Il en résulte souvent une fusion partielle du piston et un étirement de la paroi interne de la chemise, provoquant l'arrêt du moteur.
En pratique, le desserrage des cylindres résulte souvent d'une combinaison de plusieurs facteurs. Par exemple, si un moteur non rodé est mis en marche, il fonctionne immédiatement à pleine charge et est alors particulièrement vulnérable aux accidents de desserrage des cylindres.
Date de publication : 31 août 2021