Les organes du moteur :
1-LE BLOC-MOTEUR:
On l'appelle également " BLOC- CYLINDRES " ou " CARTER-CYLINDRES ".
1. RÔLE:
A. Le bloc-moteur
Il sert de support à tous les organes principaux (piston, vilebrequin,...) et aux organes
annexes (démarreur, conduits,...).
C'est la pièce-maîtresse du moteur, le " châssis " de celui-ci.
B. Le cylindre
- Il sert de glissière au piston.
- Il contient les gaz et permet leur évolution.
- Il détermine la cylindrée unitaire.
2. CARACTÉRISTIQUES ET QUALITÉS:
A. Le bloc-moteur
- Il doit être rigide pour résister aux efforts engendrés par la combustion.
- Par conduction, il évacue une partie de la chaleur de la combustion.
- Il doit résister à la corrosion due au liquide de refroidissement, si ce système a été retenu.
B. Le cylindre
Il doit avoir :
- une bonne résistance aux frottements et à l'usure.
- une bonne résistance aux chocs thermiques et à la déformation.
- une grande précision d'usinage (cylindricité, perpendicularité...)
3. FABRICATION ET MATÉRIAUX UTILISÉS:
Le bloc est coulé et usiné. Il est :
1. soit en fonte spéciale
C'est de la fonte G.S. (Graphite Sphéroïdale) qui possède une grande facilité de moulage et
des propriétés mécaniques équivalentes à celles de l'acier, sauf la soudabilité. Ses qualités
sont améliorées par divers procédés :
NITRURATION: traitement thermo-chimique de durcissement superficiel par l'azote.
CÉMENTATION: Durcissement superficiel par le carbone.
2. soit en alliage d'aluminium (ALPAX)
caractéristiques de ce matériau :
- léger.
- excellent conducteur thermique.
- bonne résistance à la corrosion.
- fabrication facile: bonne moulabilité.
4. FIXATION DU BLOC-MOTEUR:
Par salent-blocs pour diminuer le bruit et les vibrations du véhicule.
5. LE CARTER INFÉRIEUR:
- Il sert de réservoir d'huile.
- Il est en tôle d'acier emboutie ou en aluminium nervuré (meilleur refroidissement).
- Parfois cloisonné pour éviter les déjaugeages de la pompe (ex: virages...).
- Parfois, généralement en compétition, afin de diminuer la hauteur et éviter les déjaugages,
on utilise un "carter sec" : l'huile est rejetée dans un autre réservoir. On a alors 2 pompes à huile, une
pompe de vidange et une pompe de pression.
2-LA CULASSE:
1. RÔLE:
• Elle assure la fermeture des cylindres dans leur partie supérieure, et contient la
chambre de combustion.
Elle permet la circulation des gaz: conduits ou chapelles.
Elle reçoit tout ou partie de la distribution.
Elle reçoit la bougie d'allumage.
Elle doit évacuer une quantité importante de chaleur (combustion = 2000°C).
2. MATÉRIAUX ET FABRICATION:
• Pièce de fonderie moulée.
Soit en fonte
Soit en aluminium (Alpax): légèreté, excellente coductibilité, bon refroidissement,
possiblité de taux de compression + élevé, donc meilleur
rendement.
3. QUALITÉS D'UNE CULASSE:
• Résistance aux hautes pressions.
Résistance aux hautes températures.
Bonne conductibilité thermique, donc bon refroidissement.
Coefficient de diliatation compatible avec le bloc-moteur.
Incorrodabilité aux gaz et aux liquides.
4. LA CHAMBRE DE COMBUSTION:
Sa forme est très importante, car elle conditionne partiellement la "turbulence", facteur primordial
pour obtenir une bonne combustion.
Différents types: voir document.
5. LE JOINT DE CULASSE:
Il assure l'étanchéité entre culasse et bloc-moteur (gaz et liquide).
Divers composants. graphité et armé (REINZ). L'amiante est désormais interdite.
Très souvent, les moteurs tout-alu à refroidissement par air n'ont pas de joint de culasse
(absence de liquide + qualité de l'usinage).
6.DIFFÉRENTS TYPES DE CULASSE:
- CULASSE EN COIN
- CULASSE HÉMISPHÉRIQUE
- ARBRE À CAMES EN TÊTE
- DOUBLE ARBRE À CAMES EN TÊTE
- VOLKSWAGEN
- CITROËN
3- LE PISTON:
1. RÔLE:
Compression des gaz frais grâce à la force de la bielle ( P = F / S ).
Transformation de la pression des gaz enflammés en une force ( F = P . S ).
Le déplacement de la force permet au moteur de fournir un travail ( W = F . d ).
2. QUALITÉS DU PISTON:
Résistance mécanique aux pressions (environ 50 bars).
Résistance thermique et bonne conductibilité (dessus de piston à 400°C).
Résistance à l'usure : bon coefficient de frottement sur la chemise.
Léger (réduction de l'inertie) et bien guidé.
3. FABRICATION ET MATÉRIAU:
Il est généralement moulé dans un matériau léger et excellent conducteur thermique :
alliage d'aluminium.
4. RÉALISATION:
LES SEGMENTS :Ils assurent l'étanchéité entre la chambre de combustion et le carter
pour éviter toute perte de puissance et empêcher les remontées d'huile.
MONTAGE DE L'AXE DE PISTON:
4- LA BIELLE:
1. RÔLE:
Elle transmet la force du piston au vilebrequin.
Elle participe à la transformation du mouvement (alternatif >>> rotatif).
2. FABRICATION ET MATÉRIAU:
Forgée ou moulée généralement dans un acier au nickel-chrome.
En compétition, on utilise des alliages plus légers, à base de titane ou d'alu.
3.
QUALITÉS D'UNE BIELLE:
à la compression
aux forces d'inertie
à la traction
aux frottements
Elle risque :
LE FLAMBAGE
Solutions:La section en I permet de diminuer la masse en conservant une bonne résistance
au flambage.
La tête et le pied ont une surface d'appui suffisamment large pour transmettre des
efforts importants sans risque de détérioration.
Le frottement entre tête de bielle et le vilebrequin est diminué par l'interposition
de coussinets remplaçables.
4.
LES COUSSINETS MINCES:
ont des supports en acier, laminés à froid, roulés en 1/2 cercle et recouverts d'une fine couche de
métal anti-friction (0,05 à 0,5 mm). Différents alliages sont utilisés. Ils sont à base de :
- aluminium - étain - plomb
- cuivre - antimoine - zinc
- nickel etc...
5.
RÉALISATION DE LA BIELLE:
5- LE
VILEBREQUIN:
1. RÔLE:
Il reçoit l'effort transmis par les pistons et les bielles et fournit un mouvement circulaire
en sortie du moteur.
Il entraîne en rotation certains accessoires (ex: pompe à huile, distributeur d'allumage etc...).
2. DESCRIPTION:
3. FABRICATION ET MATÉRIAU:
Il est fabriqué :
soit par FORGEAGE (acier mi-dur au chrome)
soit par CAMBRAGE et MATRAQUAGE d'une barre d'acier.
soit par MOULAGE , en fonte G.S..
4. NOTES COMPLÉMENTAIRES:
Le jeu longitudinal est déterminé par des cales.
Les moteurs à 4 cylindres ont désormais 5 paliers pour améliorer la rigidité.
La rectification est possible en atelier spécialisé.
L'équilibrage est réalisé par meulage ou perçage sur les flasques.
Le galetage consiste à écrouir (tasser) le métal pour renforcer certaines zones.
6 -LE VOLANT - MOTEUR:
1. RÔLE:
Le volant moteur est une masse d'inertie servant à régulariser la rotation du vilebrequin.
Le volant a également d'autres fonctions secondaires:
• il porte la couronne de lancement du démarreur.
• il porte le système d'embrayage et possède une surface d'appui pour le disque.
• il porte parfois le repère de calage d'allumage ou le déclenchement du repère P.M.H..
2. DESCRIPTION:
• Afin d'augmenter le moment d'inertie, on éloigne les masses le plus possible de l'axe,
disposition qui conduit à un voile mince et une jante massive.
• La forme du vilebrequin dépend du nombre de cylindres, sachant que l'on cherche
toujours à répartir régulièrement les explosions sur la durée d'un cycle. Plus le nombre de cylindre est
élevé, meilleure est la régularité cyclique.
3. FABRICATION ET MATÉRIAU:
.L'acier est souvent utilisé, car les grandes fréquences de rotation font apparaître des
forces centrifuges tendant à faire éclater le volant. La fonte sphéroïdale reste une solution grâce à des
caractéristiques proches de l'acier: résistance mécanique élevée et bonne capacité d'amortissement des
vibrations. La fonte classique peut être utilisée sur des moteurs lents.
. Maintenant, l'équilibrage du volant moteur est effectué avec le vilebrequin assemblé.
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