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Segments de piston pour les moteurs à combustion

1. T Q y Modification de la longueur du segment temp rature de service Al L xaxAt Al Lxaxtt t Al 314 x 0 000010 x 180 0 57 mm De plus l agrandissement du diam tre du cylindre par dilatation thermique n est pas r gulier sur toute la zone de travail du cylindre Le cylindre se dilatera davantage NET dans la partie sup rieure sous l effet de la lll chaleur due la combustion que dans la partie inf rieure Ily a donc une dilatation thermique irr guli re de l al sage du cylindre et cette divergence lui donne une forme l g rement conique Fig 3 Fig 3 Segments de piston 31 1 6 Fonctions et propri t s 1 6 6 Surface d tanch it du segment de piston Le segment n tanche pas seulement avec sa surface de frottement mais galement avec sa face lat rale inf rieure l action d tanch it de la surface de frottement du segment est limit e la paroi du cylindre tandis que la face inf rieure assure l tanch ification de l arri re du segment Il faut donc non seulement un bon contact du segment avec la paroi du cylindre mais galement un bon contact avec la face lat rale inf rieure du piston Si ce contact fait d faut l huile ou les gaz de combustion peuvent franchir le seg ment par l arri re A l aide des illustrations on peut facile ment s imaginer qu en cas d usure encras sement ou longue dur e de service l tan
2. car les segments n tanchent pas seulement sur les surfaces de contact mais encore sur la face inf rieure de la gorge Celle ci emp che un passage de gaz ou d huile l arri re du segment La surface de frotte ment du segment tanche la partie avant qui est en contact avec la paroi du cylindre voir aussi le chapitre 1 6 6 Surface d tanch it du segment de piston Une force centrifuge provenant de la course montante et descendante du piston ainsi que de ses changements de direction a tendance soulever le segment de la face inf rieure de la gorge Un film d huile l int rieur de la gorge amortit le soul ve ment du segment de la face inf rieure de la gorge provoqu par la force centrifuge Des probl mes surviennent dans ce domaine lorsque la gorge us e du seg ment s est vas e et que le jeu du segment en hauteur est devenu beaucoup trop grand Le segment se soul ve alors de sa surface d appui dans le piston et il com mence flotter ce ph nom ne d butant principalement au niveau des extr mit s de la coupe Il y a alors perte d tanch it et une haute consommation d huile Ceci se produit tout particuli rement pendant le cycle d admission lorsque le piston en descente engendre une d pression dans la chambre de combustion qui soul ve le segment de la face inf rieure de sa gorge laissant ainsi passer l huile l arri re du segment qui est aspir e dans la chambre de combu
3. cause d une perturba tion de la combustion comme une combus 9 1 tion d tonante Fig 2 Fig 3 22 Segments de piston 1 5 5 Usinage des surfaces de travail tourn es abras es meul es En g n ral les surfaces de frottement en fonte ne sont que tourn es d une mani re pr cise En raison de la br ve p riode de rodage des segments ordi naires on renonce au meulage ou au rodage la p te abrasive des surfaces de frottement Les surfaces avec rev tement ou tremp es sont polies ou rod es la p te abrasive Ceci provient du fait qu en raison de leur haute r sistance l usure cela prendrait trop de temps avant qu elles ne prennent une forme arrondie et tan chent correctement Une perte de puis sance et une forte consommation d huile pourraient ventuellement en tre la cons quence 1 5 6 Formes bomb es des surfaces de frottement La forme des surfaces de frottement constitue une autre raison pour l utilisa tion de processus de polissage ou de rodage la p te abrasive Avec les mouve ments montants et descendants et l effet naturel de torsion dans la gorge les seg ments section rectangulaire prennent une forme bomb e au niveau des surfaces de frottement Fig 5 et 6 Ceci a une influence positive sur la constitution du film de lubrification et sur la dur e de vie des segments Conception et forme des segments 1 5 0 89 0216 Fig 5
4. quatre temps on a aban donn la r partition de la pression radiale sym trique sur les segments de compres sion la place on utilise une r partition en forme de poire ovale positif afin d vi ter une tendance au flottement de la part des extr mit s de coupe du segment haute vitesse de rotation Fig 4 Le flotte ment du segment commence toujours au niveau des extr mit s de la coupeetilse r partit ensuite sur toute la circonf rence du segment L augmentation de la force de pression au niveau des extr mit s de la coupe assure la compensation car dans cette zone le segment est davantage com prim contre la paroi du cylindre et il r duit voire m me interdit ainsi un flottement du segment d une mani re efficace Fonctions et propri t s 1 6 Fig 3 R partition de la pression radiale sym trique Fig 4 R partition de la pression radiale en ovale positif Segments de piston 27 o 9 P 1 6 Fonctions et propri t s 1 6 3 Renforcement de la pression d appui par la pression des gaz de combustion Le renforcement de la pression d appui par la pression de combustion subit par les seg ments de compression au cours du travail du moteur est beaucoup plus important que la contrainte interne des segments de piston eux m mes Au cours du cycle de travail jusqu 90 de la force d appui du premier segment de compression sont g n r s par la pres sion de combustio
5. dent de tr s bonnes pro pri t s de glissement et assurent la forma tion d une paisseur bien d finie du film d huile Avec un bombement sym trique l paisseur du film d huile reste toujours r guli re au cours des mouvements de mont e et de descente du piston Les forces faisant glisser le segment sur le film d huile sont les m mes dans les deux directions Si le bombement est con u au cours de la production du segment il existe la possi bilit de lui donner une forme asym trique pour assurer un meilleur contr le de la consommation d huile Le point culminant du bombement ne se trouve alors pas au centre de la surface de frottement mais l g rement en dessous Fig 2 Pendant la course ascendante le segment glisse facilement sur le film d huile en direction du point mort haut car la lubrifi cation cun iforme a une surface active beaucoup plus grande au dessus du point culminant qu en dessous Fig 3 Le seg ment a donc tendance tre cart du film d huile plut t que l inverse Ceci signifie que l paisseur du film de lubrification est moins minimis e pendant la course ascen dante Pendant la course descendante du segment Fig 4 le segment ne peut pas glisser aussi bien sur le film d huile en raison de la plus faible surface active Un volume d huile plus important est racl et retombe dans le carter moteur Les seg ments bombement asym trique contri buent ainsi a
6. e Segments us s perte d paisseur des parois radiale et axiale e Mauvais honage e Usure abrasive due la crasse chapitre 2 6 4 Encrassement e Al sage du cylindre ovale et ou excentrique voir aussi le chapitre 2 3 5 G om trie du cylindre et circularit e Piston us gorges des segments par la crasse ou une longue dur e de fonction nement e Al sage du cylindre us excentrique poli voil Fig 1 C2 Remarque importante De plus amples informations peuvent tre consult es dans la brochure Consomma tion d huile et perte d huile de Motor Service dans la s rie Service Conseils amp Infos e Course de piston d sax e cause d une bielle tordue voir le chapitre 2 6 1 Course d sax e du piston e Mauvaise sp cification d huile e Huile us e ou trop vieille e Abrasion suite exc s de carburant voir le chapitre 2 6 5 Exc s de carburant e Flottement du segment voir le chapitre 2 6 7 Flottement des segments e Surface d tanch it ray e face inf rieure de la gorge suite un nettoyage incorrect des gorges de segments e Segment coinc dans sa gorge par de la crasse de la calamine ou la suite de sa torsion maniement incorrect e Manque de jeu au fond de la gorge cause d un mauvais segment ou de la calamine mauvaise sp cification d huile e Mauvaise composition de la segmenta tion mauvaise hauteur de segment mauvaise
7. ment 10 d entre elles sont chang es l am lioration escompt e par la r paration sera au mieux de 10 galement ZT D finition et comporte ment face la consomma tion d huile Dans le cadre de la consommation d huile il faut distinguer diff rents facteurs Consommation d huile normale La consommation d huile se trouve dans les tol rances de quantit prescrites par le constructeur c est dire celles men 33 La consommation d huile d un camion est alors du double ou du triple de la consommation normale Sur une voiture elle est d environ 0 5 1 litre aux 1000 km Le moteur tourne normalement etil n a pas obligatoirement de traces de fum e bleue l chappement Surconsommation d huile Apparition Sur les v hicules ayant d j d pass les deux tiers de la dur e de vie normale d un moteur Les moteurs r par s ou r vis s se trouvent encore en p riode de rodage Sur les moteurs travaillant dans des conditions d exploitation difficiles hautes temp ratures ext rieures fr quents parcours brefs fonctionnement au ralenti remorquage etc Lubrification et consommation d huile 2 7 tionn es au chapitre pr c dent Tout est normal et il n a aucune raison de r clama tion Mesures correctives Elles ne sont pas obligatoirement n ces saires mais le niveau d huile doit tre r guli rement contr l et compl t afin qu il ne to
8. n trent dans le carter du vilebrequin Le volume de fuite d pend de la taille de la fen tre d tranglement r sultant du jeu la coupe et de la moiti du jeu de fonction nement du piston Contrairement la repr sentation graphique ci contre elle est en r alit de taille infime La formule empi rique de calcul de l chappement maxi mum des gaz de blow by est d un pour cent du volume d air aspir Pendant le tra vail le volume des gaz de blow by est plus ou moins important en fonction de la position des segments Si le jeu la coupe du premier segment est juste au dessus de celui du deuxi me segment de compres sion un volume plus important de gaz de blow by est produit Ceci a lieu inter valles r guliers au cours du travail car les segments effectuent plusieurs rotations dans leurs gorges par minute Lorsque les jeux la coupe sont oppos s les gaz doi vent bien sur parcourir un trajet beaucoup plus long dans le labyrinthe d tanch it et la perte est diminu e Les gaz de blow by qui se sont introduits dans le carter du vilebrequin sont expuls s par son reniflard dans le syst me d admission et reconduits vers la combustion Ces gaz sont extr mement nocifs et sont neutrali s s en repassant dans la combustion du moteur L a ration du carter de vilebrequin est galement indispensable car une sur pression dans ce compartiment provoque rait des fuites d h
9. ralit s Sur les moteurs quatre temps et par prin cipe le piston est lubrifi par un brouillard d huile projet par le vilebrequin Normale ment les contrepoids du vilebrequin ne plongent toutefois pas l huile contenue dans le carter Ceci entra nerait la produc tion d une mousse grasse et une baisse de la puissance L huile n cessaire la lubrifi cation de la paroi du cylindre sort aux extr mit s des coussinets principaux et de bielles A la rotation du vilebrequin cette huile est r partie dans tout l int rieur du moteur et atteint ainsi la paroi du cylindre sous forme de gouttelettes lorsque le piston se trouve dans la partie sup rieure du cylindre Pour les moteurs fortement sollicit s ou ceux connaissant une pulv risation d huile trop faible au niveau des paliers la lubrifi cation de la paroi du cylindre est assur e par l utilisation de bielles perc es d ori fices qui font gicler de l huile suppl men taire dans le cylindre sur le c t d appui du piston Fig 2 Ce genre de syst me n est pas requis sur les moteurs dont les pistons sont refroidis par jet d huile assurant une meilleure dissipation thermique Gr ce au refroidissement direct de l huile une quantit suffisante d huile retourne l in t rieur du piston et lubrifie par ce biais la paroi du cylindre Lubrification et consommation d huile 2 7 En fonction de la vitesse de rotation de la pression d hu
10. 6 1 Tension tangentielle Les segments de piston ont un diam tre plus grand l tat libre que lorsqu ils sont mont s Ceci est indispensable afin de leur donner la force de pression polydirection nelle n cessaire lorsqu ils sont mont s l int rieur de l al sage d un cylindre Dans la pratique la mesure de la force de pression l int rieur de l al sage d un cylindre est difficile C est pourquoi la force diam trale comprimant le segment contre la paroi du cylindre est d termin e l aide d une formule calcul e partir de la force tangentielle La force tangentielle est la force n cessaire pour rapprocher les extr mit s de la coupe au jeu requis Fig 1 On mesure la force tangentielle l aide d une bande d acier flexible dispos e sur la circonf rence du segment La bande est ensuite tendue jusqu ce que le jeu de coupe prescrit du segment soit atteint La force peut alors tre lue sur un dynamo m tre Par principe la mesure d un seg ment racleur ne peut tre relev e qu avec le ressort d expansion mont Pour assurer des relev s pr cis on place le montage m trologique sous vibrations de mani re ce que le ressort d expansion prenne sa forme naturelle derri re le corps du seg ment En ce qui concerne les segments avec deux lamelles en acier et ressort leur conception exige une fixation axiale sup pl mentaire car autrement les lamelles d acier peu
11. Les segments sont alors meul s en hauteur et les gorges sont largies Fig 3 La crasse sur les segments agit principalement en direction axiale sur les faces de segments Fig 2 Le segment s use galement en direction radiale sur la surface de frottement en raison de l abrasion mais bien moins que sur les ar tes lat rales Des traces de rayures en spirale sur les faces de seg ments sont des indices de pr sence de par ticules solides dans les gorges La crasse compos e g n ralement de sable raye les faces du segment avec un profil tr s carac t ristique en corr lation avec sa rotation et le mouvement de basculement du piston Du fait que le segment se trouve principa lement comprim sur la face inf rieure de la gorge l usure a lieu surtout sur la face sup rieure du segment C est l qu on retrouve les traces de rayures en spirales Fig 1 et 2 page 62 Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments 2 6 Fig 3 Attention Dans le cas de d g ts dus des impure t s quelques rares exceptions pr s tous les cylindres sont toujours touch s et principalement les cylindres qui se parta gent une tubulure ou une rampe d admis sion Dans ce cas l encrassement d un seul cylindre est pratiquement impossible Ceci est un fait important devant tre pris en consid ration au moment du diagnos tic Si un seul al sage du cylindre est for tement us
12. Malette pour monter des segment de pistons R f rence 50 009 913 Segments de piston 49 2 4 Montage des pistons et des segments gt Ne jamais monter le segment sur le piston de la mani re indiqu e ci contre Fig 1 Si le segment se tord ou ne repose plus plat dans sa gorge il ne peut plus tourner il suse unilat rale ment ou n tanche plus correctement Encore plus grave les segments au molybd ne perdent leur rev tement qui s effrite ou se casse Si la perte de cette couche lubrifiante n a pas lieu au mon tage elle se fera au plus tard durant le fonctionnement du moteur Elle se d sint gre et d t riore le piston et la surface du cylindre Le piston grippe dans l al sage du cylindre car des gaz de combustion br lants sont expuls s entre le piston et la paroi du cylindre Les morceaux libres endommagent le piston et la surface de travail du cylindre gt Eviter tout montage ou d montage inu tile des segments Ils se tordent un peu chaque montage Ne retirer plus les segments d j mont s sur le piston par exemple pour contr ler leurs cotes Fig 1 gt Respecter l ordre de montage des seg ments D abord le segment racleur d huile puis le deuxi me segment de compression et finalement le premier segment de compression gt Respecter les marquages de montage Top signifie que ce c t doit se trou ver vers le haut donc du c t de la chambre de combustion Si
13. al sage 1 Fig 4 L ovalisation d un al sage souvent provoqu e par une erreur d usinage ou une mauvaise dissipa tion thermique fait partie de la classe 2 Fig 5 Les ovalisations triangulaires de la classe 3 Fig 6 r sultent g n ralement de la superposition de d formations des classes 2 et 4 Les ovalisations de la classe 4 Fig 7 en forme de carr sont couramment le r sultat de d formations dues au serrage des vis de culasse La cote de ces ovalisations peut varier entre z ro et plusieurs centi mes de milli m tre Sur certains moteurs et en raison du jeu de montage du piston tr s faible une ovalisation de plus d un centi me 0 01 mm peut d j d passer la tol rance admissible Les segments ne sont capables d assurer une bonne tanch it que sur les ovalisations faibles de la classe 2 donc les al sages de cylindres l g rement ovales et de forme trap zo dale en direc tion axiale Les ovalisations des classes 3 et 4 souvent produites par un serrage incorrect des vis de culasse ou une erreur d usinage poussent rapidement les seg ments leurs limites de fonction d tan ch ification Le probl me de l tanch it sur les cylindres d form s s accentue avec les pistons de la toute derni re g n ration sur lesquels la hauteur des segments est de l ordre d un millim tre et m me moins Cette diminution de la hauteur des seg ments a pour but de minimiser les friction
14. ch ification de l arri re du segment n est plus assur e provoquant un passage plus important de gaz de combustion ou d huile par la gorge du segment Le montage de nouveaux segments dans des gorges us es est une vaine initiative Les irr gula rit s de la face de la gorge emp chent d tancher le segment et l vasement de la hauteur de la gorge donne plus de libert de mouvement au segment Celui ci a trop de jeu en hauteur et n tant plus guid cor rectement dans la gorge le segment se d tache beaucoup plus facilement de la face de la gorge et provoque un pompage de l huile Fig 2 et 3 un flottement du segment et une perte d tanch it D autre part un bombement excessif se produit sur la surface de frottement du segment Ceci forme un film d huile trop pais qui conduit une importante consommation d huile 32 Segments de piston o 9 P Fig 1 i r AP Fig 2 Cycle d admission E Fig 3 Cycle de compression 1 6 7 Espace d tranglement et blow by En raison de leur conception et avec les seg ments utilis s en construction automobile il est impossible d atteindre une tanch it des gaz 100 et au cours du travail du moteur il y a toujours la perte d un certain volume des gaz de combustion qu on appelle les gaz de blow by Les gaz de combustion passent par les interstices infimes entre le piston et les segments et p
15. com MS Motor Service France S A S Direction commerciale 21 rue Gaston Monmousseau 95190 Goussainville France T l phone 33 0 134 38 76 40 T l copie 33 0 134 38 76 60 www ms motor service fr KOLBENSCHMIDT PIERBURG GROUP MOTOR SERVICE h ll UI SO N a NIe O CN O O MS Motor Service International GmbH 50 003 958 03 01 10 FR
16. com pression d un segment combin de com pression et racleur et d un v ritable seg ment racleur d huile qui s est r v l e la plus fiable Fig 6 Les pistons poss dant plus de trois segments sont aujourd hui relativement rares Plus de deux segments de compression n am liorent pas la qua lit d tanch ification et augmentent tout simplement les pertes par friction 1 3 4 Le meilleur segment Le meilleur segment n existe pas de m me qu il n y a pas de meilleure composition de la segmentation d un piston Chaque segment est un sp cialiste dans son domaine Chaque type ou composition de segments est en fait un compromis entre diff rentes exigences parfois contraires La modification d un seul segment du piston peut d s quilibrer la mise au point de tout le jeu de segments La mise au point finale des segments sur un moteur nouvellement cr e est toujours faite apr s de nombreux essais sur un banc moteur ou en conditions de service normal Le tableau suivant ne formule aucune pr ten tion d int gralit mais il montre de quelle mani re les diff rentes caract ristiques des segments peuvent influencer leurs dif f rentes fonctions Types de segments de piston 1 3 segment de compression segment de com pression et racleur gt segment racleur d huile Fig 6 Frottement Rodage Dur e de vie Forte tension du segment Faible tension du se
17. course X Fig 1 Les figures 2 et 3 montrent ce qui se passe lorsqu un piston neuf est utilis dans un al sage de cylindre us Du fait que le piston neuf ne pr sente encore pas d usure au niveau des gorges de segments et que ces derniers ont des ar tes encore tranchantes l ar te du segment coup de feu frappe contre l paulement d usure du cylindre pendant le travail D importantes forces m caniques une usure intense avec flottement du segment accompagn d une surconsommation d huile en sont la cons quence 2 39 G om trie du cylindre Contr le des al sages de cylindre d j utilis s 2 3 et circularit La forme parfaite du cylindre repr sente une condition indispensable pour la meilleure tanch it possible Toute diver gence dans la forme du cylindre ovalisa Classification de l ovalisation des cylindres Fig 4 Fig 5 Fig 6 Fig 7 L 0 tion erreur de cote ou d formation engendre des probl mes d tanch it au niveau des segments Il y a alors des pas sages d huile dans le cylindre une aug mentation des gaz de blow by des pro bl mes de temp rature et de puissance une usure pr matur e et finalement des d g ts sur les pistons En g om trie d al sage les d formations sont class es par ordre de qualit Un al sage parfait sans aucune ovalisation ni d formation en direction axiale appartient classe d
18. de surface des organes de glissement Pendant le travail du moteur il y a souvent des perturbations de la combustion avec concentration et condensation de carbu rant sur la paroi du cylindre Le film d huile devient alors plus mince ou il est limin L abrasion en r sultant entra ne une usure totale des segments apr s seulement quelques milliers de kilom tres La puis sance diminue et le moteur consomme plus d huile Fig 3 Cette abrasion provoque une forte usure radiale des segments et de la surface du cylindre Ceci est parfaitement visible sur les deux l vres du racleur d huile La figure 1 page 64 montre un racleur neuf c t d un racleur us par abrasion Les deux l vres sont compl tement meul es Le moteur sur lequel le racleur a t d mont consommait norm ment d huile Une telle usure radiale qui d ailleurs ne touche pas seulement le racleur d huile provient presque toujours d un exc s de carburant Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments 2 6 Fig 4 Et surtout lorsque l usure des diff rents pis tons est in gale il ne peut s agir que d un exc s de carburant Ce cas se produit m me souvent et fournit la preuve que les seg ments ne peuvent pas tre soup onn s de mauvaise qualit ou que l usinage des cylindres a t mal fait Si c tait le cas tous les pistons et segments seraient us s de la m me mani re dans tous
19. effec tu d une mani re incorrecte A cet ins tant le segment subit la plus grande contrainte m canique de son existence La forme et la r partition de la pression radiale con ues la production souffrent beaucoup lors d un mauvais montage sur le piston La fonction d tanch it requise n est plus que partiellement atteinte voire m me plus du tout Un segment ne doit tre cart que de mani re ce que son diam tre int rieur fr le le diam tre ext rieur du piston Un cartement plus grand provoque une flexion du segment en particulier dans Fig 1 sa partie dorsale Fig 1 et entra ne de graves probl mes d tanch it lorsqu il a t mont Les cassures les d tachements de la couche de rev tement surtout sur les seg ments au molybd ne les faibles forces de pression des parties dorsales ainsi que les premi res fissures en croissant Fig 2 sont tous des probl mes influen ant forte ment la fonction du segment ou la d trui sent carr ment Attention Ne jamais tordre un segment pour en aug menter la tension A l cartement des extr mit s de la coupe le segment se tord un seul endroit c a d dans sa partie dorsale La tension du segment n en est pas augment e pour autant Au contraire A la suite d un cartement ou d une torsion exag r e le segment perd sa forme arron die et il ne pourra jamais plus tancher correctement Fig 2 48 Se
20. env 1 3 um d pais seur sur la paroi du cylindre est soumise la combustion au moment de la course descendante du piston A chaque cycle de travail un petit volume d huile s vapore ou est br l par les gaz de combustion provoquant ainsi une certaine consomma tion d huile apr s une longue p riode de fonctionnement D autre part et pendant le cycle de travail le basculement du piston 72 Segments de piston Causes principales de consommation d huile e Panne du turbocompresseur palier d fectueux conduite de refoulement d huile bouch e e Panne m canique sur la pompe injec tion l ments de pompes us s e Joints de queue de soupape et guides soupapes us s e Probl me d tanch it de l ensemble piston segments al sage du cylindre voir le chapitre suivant au point mort haut et la force d inertie pro voquent une jection d huile des segments vers la chambre de combustion Ce volume d huile est br l la combustion au cours du cycle de travail suivant Consommation d huile lev e et excessive Une consommation excessive d huile pro voqu e par le syst me d tanch it piston segments al sage du cylindre a toujours une cause en dehors de la responsabilit primaire des segments Les segments par ticipent mais n y sont pour rien Les raisons d une surconsommation cau s es par une mauvaise tanch it des seg ments sont les suivantes
21. inverse est galement possible Le volume de vidange mentionn est trop bas Le moteur va manquer d huile au fonctionnement S i le niveau n est pas compl t et contr l ceci petites quantit s par tapes de 0 1 litre Si elle est trop remplie et tr s vite le niveau est exag r par la suite Le vilebrequin risque alors de baigner dans le carter l huile va tre brass e propuls e aux alentours et expuls e d une mani re accrue vers l a ration du moteur sous forme de gouttelettes Du fait que l a ra tion du moteur est reli e au syst me d aspiration l huile va p n trer dans la chambre de combustion o elle sera br l e Lors du remplissage d un moteur la suite d une vidange d huile on ne verse pas la quantit de remplissage indiqu e mais on remplit uniquement jusqu au rep re minimum indiqu Ensuite le moteur est lanc pour faire monter la pres sion d huile Puis il est coup pendant quelques minutes pour permettre l huile de rejoindre le carter Ce n est qu apr s cette op ration que le niveau est nou veau contr l et l huile est compl t e jusqu au rep re de remplissage maximum est bien souvent interpr t comme une consommation d huile Veillez toujours la viscosit correcte de l huile Une huile de faible viscosit fluide est consomm e plus rapidement qu une huile plus vis queuse N utilisez que l huile prescrite et h
22. l angle usin sur la face inf rieure ou sup rieure de l ar te on parle d une torsion positive ou n gative du segment Fig 3 et 4 Fig 3 Torsion positive Fig 1 Fig 4 Torsion n gative Torsion en conditions de service En cas de torsion positive ou n gative celle ci n est active que si la pression de combustion n est pas encore stimul e Fig 5 D s que la pression de combustion arrive dans la gorge du segment ce der nier est comprim contre la face de la gorge et la consommation d huile est mieux contr l e Fig 6 Par principe les segments de compression coniques rectangulaires et torsion posi tive ont un bon comportement au raclage d huile S il y a friction avec la paroi du cylindre au moment de la course descen dante du piston le segment peut l g re ment se soulever de la face inf rieure de la gorge entra nant un passage d huile dans l interstice d tanch it et provoquant une augmentation de la consommation d huile Le segment torsion n gative tanche l ext rieur de la face inf rieure du segment et l int rieur de la face sup rieure de la gorge De cette mani re une introduction d huile dans la gorge est bloqu e C est pourquoi il est possible d influencer posi tivement la consommation d huile avec un segment torsion n gative en particulier en charge partielle et au moment de la d pression dans la chambre de comb
23. lange gazeux ou de l injection avec production d une fum e noire chappement peut galement provo quer une forte usure du piston et du cylindre Elle doit tre imp rativement cart e car elle contribue fortement une surconsommation d huile En cas de panne de moteur telle que grippage ou cassure d un piston panne de turbo de d t rioration de la culasse ou d un autre organe compl mentaire irrigu par le circuit de lubri fication Segments de piston 75 2 7 Lubrification et consommation d huile 2 7 8 Contr ler correctement et d terminer le niveau et la consommation d huile Mesure du niveau d huile Une erreur de lecture du niveau d huile occasionne souvent une fausse interpr ta tion de la v ritable consommation d huile Le v hicule doit tre sur une surface plane et l huile a besoin de cinq minutes pour s goutter correctement et retomber dans le carter apr s la coupure du moteur Apr s avoir t retir e la jauge est maintenue verticalement pour que l huile ne glisse pas le long de la tige et fausse la mesure La lecture serait incorrecte et pourrait motiver un ventuel compl ment alors qu il y a suffisamment d huile dans le moteur S il y a vraiment un manque d huile cette derni re doit tre vers e lentement et par Contr le de consommation d huile sur la route e Lire correctement le niveau d huile et le compl ter jusqu au niveau maxim
24. les cylindres Segments de piston 63 2 6 Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments Une abrasion pour cause d exc s de carbu rant se produit sur les moteurs diesel comme sur les moteurs essence Sur les moteurs essence elle survient principalement la suite de parcours fr quents et courts surtout sur les anciens moteurs carburateur avec pannes d allu mage Au d marrage et pendant la phase d chauffement le moteur essence n cessite beaucoup plus de carburant que pendant son travail temp rature normale de fonctionnement En cas d utilisation sur des parcours brefs le carburant peut se condenser et coller la paroi du cylindre sans se vaporiser et se m langer avec l huile de moteur Il y a alors dilution de l huile et abrasion en raison de la perte de viscosit de l huile du moteur Sur les moteurs essence de mauvaises bougies ou des bobines d allumage d fectueuses peuvent entra ner la pr sence d un exc s de carburant car ce dernier ne peut pas s enflammer et il n est pas br ler Sur les moteurs diesel le carburant s en flamme au contact de l air fortement com prim dans la chambre de combustion En cas de manque de pression mauvaise admission ou avec un carburant de mau vaise qualit il y a retard d auto inflamma tion combustion incompl te et accumula tion de carburant liquide dans la chambre de combustion 64 Segments de
25. paisseur de paroi radiale mauvaise forme segment rectangulaire dans une gorge trap zo dale ou l inverse e Montage incorrect du segment racleur d huile mauvais montage du ressort d expansion e Surfaces de la gorge de segment d t rio r es par un nettoyage ou un pon age exag r 2412 D termination de la consommation d huile valeurs comparatives La consommation d huile peut tre d ter min e de diff rentes mani res Sur un banc d essai moteur elle est mentionn e en grammes par kilowattheure Un bon syst me d tanch it atteint une consom mation d environ 0 5 1 g kWh Ce type d indication n est pas valable au fonction nement normal car la consommation d huile ne peut tre d termin e au gramme pr s et la puissance ne peut tre mesur e la conduite du v hicule La consommation d huile est plus souvent indiqu e en litres par 1000 km ou en pour centage de la consommation de carburant Cette derni re m thode s est impos e car elle est beaucoup plus pr cise que la men tion en litres par 1000 km La raison vient du fait que les moteurs peuvent galement fonctionner au mode stationnaire et que les moteurs de v hicules comptent beaucoup de p riodes de temps morts bouchons feux rouges op rations de chargement actionnement de la climatisation A ceci viennent s ajouter les p riodes pendant lesquelles le moteur est galement utilis pour entra ner un gro
26. piston Transfert de savoir faire lan r acces direct notre programme de prestations VAMA A NES KG Le programme de formation e E Ti Des connaissances de professionnels fournies directement par le producteur Chaque ann e quelque 4 500 m caniciens et techniciens tirent b n fice de nos formations et de nos s minaires tenus sur place dans le monde entier ou dans notre centre de formation Dormagen Allemagne Des informations issues de la pratique pour la pratique Avec les Product Informations Service Informations brochures Service Tips amp Infos ainsi que les posters et planches didactiques soyez la pointe des connaissances techniques Actualit s agn l DA sen Informations la source T j y iio Th mes actuels informations communiqu s produits nouvellement incorpor s et i RSA a pe g inscription au Newsletter Catalogues CD TecDoc BELLE S r et rapide Gr ce nos catalogues tr s complets que ce soit sur CD ou sur papier vous trouvez toujours la pi ce correcte pour le bon v hicule Boutique en ligne Toujours la pointe de l actualit L acc s encore plus rapide aux donn es de produits actuelles programme complet Segments de piston 79 POUR QUE LE MONDE RESTE EN MOUVEMENT Headquarters MS Motor Service International GmbH Wilhelm Maybach Strafe 14 18 74196 Neuenstadt Germany wWww ms motor service
27. re gorge sur les moteurs essence Segment de compression face conique avec chanfrein int rieur en bas Segment de compression face conique avec angle int rieur en bas Segments de piston 9 1 3 Types de segments de piston Segments bec d aigle Segment bec d aigle Segment de compression conique bec d aigle Segment de compression conique et bec d aigle avec coupe ferm e 10 Segments de piston Sur un segment bec d aigle le bord inf rieur de la surface de frottement pr sente un videment rectangulaire ou d talonn qui a galement un effet de raclage en plus de l tanch it L videment procure un certain volume dans lequel l huile racl e peut s accumuler avant de retomber dans le carter d huile Autrefois les seg ments bec d aigle taient mont s dans la Le segment de compression conique et bec d aigle est le perfectionnement du simple segment bec d aigle L action de raclage est intensifi e par la surface de frottement conique deuxi me gorge sur de nombreux types de moteurs Aujourd hui et la place des seg ments bec d aigle on utilise principale ment des segments de compression coniques et bec d aigle Les segments bec d aigle sont encore mont s sur les pis tons de compresseurs utilis s pour le frei nage air comprim Ils sont principale ment utilis s comme premiers segments de compression Parmi les
28. segments de compression les segments coniques et bec d aigle sont non seulement utilis s dans la deuxi me mais galement dans la premi re gorge du piston Dans le but d am liorer l tanch ification des gaz le bec d aigle circulaire ne va pas jusqu la fin de la coupe mais se termine avant En comparaison avec un segment conique et bec d aigle normal une r duc tion de l chappement des gaz de blow by est ainsi obtenue voir galement 1 6 5 Jeu la coupe Segments trap zo daux Les segments trap zo daux ou semi trap zo daux sont utilis s pour agir contre la cok faction des gorges donc contre le grippage des segments dans les gorges Lorsque des temp ratures tr s lev es sont atteintes au niveau des gorges l huile se trouvant l int rieur risque de se cok fier en raison de la forte influence thermique En plus de cette cok faction de l huile il y a formation de particules de suie sur les moteurs diesel Celle ci favorise galement la production de d p ts dans la gorge du segment Segment trap zo dal Segment semi trap zo dal Fonction de nettoyage Au cours de l oscillation du piston les d p ts de calamine sont pulv ris s m caniquement en raison de la forme du segment trap zo dal et de ses mou vements dans la gorge voir le chapitre 1 6 11 D placement des segments Types de segments de piston 1 3 Si des d p ts bloquaient les segments
29. suffisamment grand pour emp cher le segment de se bloquer dans sa gorge temp rature de service et pour laisser suffisamment de passage aux gaz de combustion devant assurer une 1 6 9 Torsion du segment A l tat comprim mont l angle ou le chanfrein int rieur provoque une torsion du segment Lorsqu il n est pas mont donc l tat d tendu cette torsion n a pas lieu Fig 2 et le segment repose bien plat dans sa gorge Fig 2 Segments d tendus La torsion est inexistante 34 Segments de piston bonne pression derri re le segment voir le chapitre 1 6 3 Renforcement de la pression d appui par la pression des gaz de combustion Le jeu en hauteur ne doit pas tre trop important en sens inverse car le guidage axial du seg ment est alors moindre Ceci provo querait une tendance au flottement du segment chapitre 2 6 7 Flotte ment des segments et une torsion exag r e La cons quence serait une usure pr matur e du segment bom bement exag r de la surface de tra vail des segments et une surconsom mation d huile chapitre 1 6 6 Surface d tanch it du segment de piston Lorsque le segment est mont donc com prim il a tendance se vriller vers le c t le plus faible c est dire du c t ou de la mati re manque en raison du chan frein ou de l angle int rieur Le segment se tord en anglais to twist En fonction de la position du chanfrein ou de
30. vous n tes pas sur de vous ou s il n y a pas de mar quage Top monter la face grav e du segment vers le haut Top ne veut pas dire qu il s agit du premier segment de compression Fig 2 50 Segments de piston gt V rifier que les segments peuvent tour ner librement dans leur gorge rotation gt Contr ler que la totalit du segment peut s enfoncer dans la gorge cela veut dire que la surface de frottement du segment ne doit pas d passer de la jupe du piston Ceci est important car ce manque de jeu au fond de gorge mauvais segment ou fond de la gorge calamin e emp che le segment de tra vailler correctement gt Au montage des racleurs d huile en deux parties toujours bien veiller au bon positionnement du ressort en spi rale Fig 6 Les extr mit s du ressort en spirale doivent tre diam tralement oppos es la coupe du segment Montage des pistons et des segments 2 4 Fig 3 Fig 4 Fig 5 Fig 6 Segments de piston 51 2 4 Montage des pistons et des segments gt Sur les segments racleur d huile en trois parties la position correcte du ressort d expansion est absolument N Ll indispensable pour garantir la fonction de raclage de l huile Fig 1 et 2 t Contr ler de nouveau la position du E3 ressort d expansion avant le montage du piston d j quip de ses segments dans le cylindre Au cours du transport Fig
31. 0183 6419 6 Fig 6 Segments de piston 23 1 5 Conception et forme des segments Fig 1 Profil bomb sym trique Fig 2 Profil bomb asym trique 24 Segments de piston A la production des segments rev te ment on leur donne d j une forme l g rement bomb e Ils ne doivent donc pas obtenir la forme souhait e par rodage mais ont d s le d part la forme d sir e et une surface de frottement d j pr rod e De cette mani re l importante usure de rodage n a plus lieu d tre et il en est de m me pour la forte consommation d huile qui en d coulerait Gr ce au contact ponc tuel de la surface de frottement du seg ment il y a formation d une pression de contact sp cifique contre la paroi du cylindre et donc une meilleure tanch ifi cation des gaz et de l huile D autre part le danger de blessures par des ar tes tran chantes est consid rablement r duit De toute fa on les segments chrom s poss dent toujours une ar te l g rement chan frein e pour viter de transpercer le film d huile pendant le rodage Dans certains cas d favorables la couche de chrome extr mement dure pourrait aussi provo quer une usure pr matur e tr s impor tante et une d gradation de la paroi du cylindre qui est beaucoup plus tendre Les surfaces de frottement bomb es et sym triques des segments Fig 1 for m es par rodage ou au cours de leur pro duction poss
32. 1 Fig 2 les extr mit s du ressort se sont d ten dues et peuvent passer l une sur l autre Les deux marques de couleur aux extr mit s du ressort doivent tre visibles Fig 3 Si elles ne sont pas visibles elles sont superpos es et le segment ne peut pas fonctionner correctement Toutes les coupes d un segment racleur en trois parties les deux lamelles en acier et le ressort d expansion doivent tre tourn es 120 les unes par rap port aux autres gt Tourner les coupes de tous les seg ments sur le piston mont de mani re ce qu elles se trouvent environ 120 les unes par rapport aux autres Vous soulagez le piston et les segments au moment du d marrage du moteur La raison la compression est l g rement plus basse au premier d marrage du moteur car les segments ne sont pas encore rod s En cartant les coupes les unes des autres vous r duisez la production de gaz de blow by au premier lancement du moteur et faciliter ainsi son d marrage Fig 4 52 Segments de piston Montage des pistons et des segments 2 4 2 4 2 Enfoncement du piston dans l al sage du cylindre gt Nettoyer consciencieusement la surface de port e du bloc moteur des restes de joints si le nettoyage n a encore pas t fait lors de la rectification gt Nettoyer proprement tous les trous taraud s en retirant la crasse l huile et le liquide de refroidissement qui restent encore
33. 6 Fonctions et propri t s 1 6 5 Jeu la coupe Le jeu la coupe est une caract ristique de construction importante pour assurer un bon fonctionnement du segment Ceci peut tre compar avec le jeu des sou papes d admission et d chappement A l chauffement de la pi ce la dilatation thermique naturelle engendre un allonge ment et un largissement du diam tre En fonction de la diff rence de temp rature entre l entourage et la temp rature de ser vice un jeu froid plus ou moins grand est n cessaire pour assurer un fonctionne ment correct une fois la temp rature de fonctionnement atteinte lune des conditions de base pour un bon travail des segments est qu ils doivent pouvoir tourner librement dans leurs gorges Si les segments restent coinc s dans leurs gorges ils ne peuvent plus ni tancher ni disperser la chaleur Le jeu la coupe devant galement exister la temp rature de fonctionnement garantit que la mesure de la circonf rence du seg ment apr s la dilatation thermique reste inf rieure la circonf rence du cylindre Si le jeu la coupe dispara t totalement avec la dilatation thermique les extr mit s de la coupe seraient comprim es l une contre l autre Subissant une pression compl mentaire le segment devrait m me se tordre pour compenser la diff rence de longueur provoqu e par l chauffement Du fait que l expansion du segment sous l effet de la dilatatio
34. SERVICE INFOS TIPS amp eZ E a 2 me dition 01 2010 N d article 50 003 958 03 ISBN 978 3 86522 493 4 R daction Motor Service Technical Market Support Mise en page et production Motor Service Marketing DIE NECKARPRINZEN GmbH Heilbronn Toute reproduction duplication et traduction en totalit ou en partie n cessitent notre accord crit pr alable et l indication de la source Sous r serve de modifications et de variations dans les illustrations Toute responsabilit est exclue diteur MS Motor Service International GmbH JE VOUS APPORTE LA PERFORMANCE DE KOLBENSCHMIDT PIERBURG ET TRW ENGINE COMPONENTS Groupe Motor Service Qualit et Service d une seule source Le Groupe Motor Service est l organisme de distribution responsable du march de la rechange au niveau mondial de la soci t Kolbenschmidt Pierburg Motor Service est l un des premiers fournisseurs de composants moteurs pour le march libre de la rechange sous les grandes marques KOLBENSCHMIDT PIERBURG et TRW Engine Components Un assortiment large et profond permet aux clients d acqu rir leurs pi ces moteur d une seule source En tant que soci t sp cialis e pour r soudre les probl mes des grossistes et des garagistes Motor Service offre un vaste ventail de prestations de service ainsi que la comp tence technique d une filiale d un grand quipementier auto
35. aces m talliques en frottement les unes contre les autres e Protection contre l usure des organes du moteur en frottement les uns contre les autres e Refroidissement dissipation calorifique e Transport des impuret s e R sistance du film d huile au cisaillement par exemple celui des ar tes vives des segments 70 Segments de piston Etanch it des cylindres entre la chambre de combustion et la partie int rieure basse du moteur graissage des soupapes et de leur syst me de com mande Evacuation des substances trang res solides poussi re particules abrasives r sidus de combustion tels que suie ou calamine Protection antirouille des pi ces du moteur contre les r sidus de combustion agressifs gr ce la formation d une couche de protection sur les surfaces m talliques Maintien de la propret des pi ces internes du moteur gr ce au d tache ment des d p ts de combustion et des r sidus issus du vieillissement de l huile moteur gr ce aux d tergents solubles dans l huile Neutralisation des r sidus de combus tion acides par conversion chimique ransmission de force sur les tendeurs de cha nes hydrauliques et les poussoirs de soupapes Neutralisation des r sidus de combus tion ind sirables L huile de moteur est compos e d une huile de base et d additifs Ces derniers sont m lang s avec l huile de base pour en am liorer les propri t s La quot
36. ar projection au plasma Gr ce son point de fusion tr s lev 2620 C le molybd ne assure une tr s haute r sistance la tem p rature Par ailleurs et au cours du pro cessus de rev tement on obtient une structure poreuse de la mati re Dans les creux microscopiques form es sur la sur face de frottement du segment Fig 2 l huile peut tre stock e et assure ainsi la pr sence d une r serve d huile de moteur pour la lubrification des surfaces de frotte ment et ceci m me dans des conditions de travail extr mes La tribologie du grec tude du frottement traite du domaine de la recherche et de la technologie des surfaces interactives en mouvement relatif Elle se penche sur la des cription scientifique des ph nom nes de frottement d usure et de lubrification Propri t s e Haute r sistance la temp rature e Bonnes propri t s de fonctionnement en cas d urgence e Plus tendre que le chrome e Moins r sistant l usure que les segments en chrome plus sensible l encrassement e Plus sensible aux flottements du seg ment et donc cassures ventuelles du molybd ne en cas de contraintes extr mes comme par exemple la com bustion d tonante ou toute autre per turbation de la combustion Rev tements de chrome Les rev tements de chrome peuvent tre r alis s par galvanisation ou par projec tion au plasma Sur les racleurs d huile le r
37. arrages froid sans ne jamais atteindre sa v ritable tem p rature de fonctionnement Sans oublier dans le m me ordre d id e un embarque ment vers des pays ou des continents lointains Dans ces conditions un moteur devant subir un rodage suppl mentaire connaftrait vraiment un tr s mauvais d part Une autre raison pour des prescriptions de rodage assouplies des moteurs neufs r side dans le fait qu en raison de l inten sit de la circulation d aujourd hui les v hi cules n emploient que tr s rarement toute leur puissance M me sur autoroutes vitesse maintenant limit e il est rare d atteindre bri vement la vitesse maximale d un v hicule ou le couple nominal du moteur Dans le pass un automobiliste au volant d un v hicule d une puissance de 30 kW avec un r gime maximal plus faible pouvait solliciter son moteur plein r gime pendant longtemps sur une d partementale 20 Rodage des moteurs rectifi s et r vis s Contrairement aux moteurs neufs sortant d usine les moteurs r vis s sur lesquels on a mont de nouvelles chemises de cylindre ou sur lesquels les cylindres ont t al s s et hon s une cote r paration un rodage reste indispensable Dans la pratique l entreprise de rectification en fonction de son parc machines et de son quipement ne peut pas toujours tra vailler aussi pr cis ment et aussi propre ment que dans une usine de premi re mon
38. dans la gorge les gaz de combustion br lants passeraient entre le piston et la paroi du cylindre entra nant une sur chauffe Il s en suivrait une fonte de la t te du piston ou d autres d g ts graves sur les pistons En raison des hautes temp ra tures et de la formation de particules de suie les segments trap zo daux sont principalement utilis s dans la premi re gorge de segment des moteurs diesel parfois aussi dans la deuxi me gorge Sur les segments trap zo daux les deux faces du segment ne sont pas parall les mais en forme de trap ze En r gle g n rale l angle est de 6 15 ou 20 Sur les segments semi trap zo daux la face inf rieure du segment est perpendi culaire la surface de frottement du seg ment Fig 1 Attention Les segments trap zo daux et semi trap zo daux ne peuvent pas tre ins r s dans une gorge rectangulaire classique Leur utilisation implique un usinage sp cifique des gorges de segment sur le piston pour leur donner la forme correcte Fig 2 Segments de piston 11 1 3 Types de segments de piston 1 3 2 Segments racleur d huile in sn Fig 1 Fig 3 12 Segments de piston Fonction Les segments racleur d huile ont t sp cialement con us pour r partir l huile le long de la paroi du cylindre et d en racler l huile exc dentaire En g n ral les seg ments racleur d huile
39. de piston 1 3 Segment racleur fentes avec ressort en spirale La forme de construction la plus simple avec un meilleur effet d tanch it que sur 2 D DS 9 le segment racleur fentes en une pi ce Segment racleur l vres chanfrein es parall les et ressort en spirale M me forme des surfaces de frottement que sur le segment racleur avec l vres chanfrein es sym triques mais avec un meilleur effet d tanch it Racleur avec l vres chanfrein es sym triques et ressort en spirale M me forme des surfaces de frottement que sur le segment racleur avec l vres chanfrein es parall les mais avec un meilleur effet d tanch it Il s agit du segment racleur d huile le plus r pandu Il peut tre mont sur n importe quel type de moteur Racleur avec l vres chanfrein es sym triques ressort en spirale et l vres chrom es DD DL M me propri t s que le racleur l vres IC chanfrein es sym trique et avec ressort en spirale avec toutefois une meilleure r sis tance l usure et donc une dur e de vie plus longue Il est particuli rement bien adapt aux moteurs diesel Racleur l vres chanfrein es avec ressort en spirale en acier nitrur Ce segment est usin partir d une bande NY d acier profil e et il est ensuite rev tu d une N couche de protection polydirectionnelle contre l usure Il est tr s flexible et moins cassant que les se
40. e car ceci entra ne une baisse cons quente de la dur e de vie du moteur Longue dur e de vie garantie de fonc tionnalit et efficacit des co ts pen dant toute la dur e de service Segments de piston 5 1 2 Les trois principales fonctions des segments 1 2 1 Etanch ification des gaz de combustion La fonction principale des segments de compression est d emp cher le passage des gaz de combustion entre le piston et la paroi du cylindre vers le carter moteur Ceci est obtenu sur la plupart des moteurs l aide de deux segments de compression formant ensemble un labyrinthe pour les gaz De par leur conception les syst mes d tanch it des segments sur les moteurs combustion ne sont jamais efficaces 100 et ils laissent toujours passer un l ger volume de gaz au niveau des seg 1 2 2 Raclage et r partition de l huile Outre l tanch it entre le carter moteur et la chambre de combustion les segments de piston sont galement charg s de r gu ler le film d huile L huile est r partie de fa on homog ne par les segments sur la paroi du cylindre L huile exc dentaire est racl e principalement par le segment racleur 3 me segment mais galement par les segments racleurs et de compres sion combin s 2 me segment 6 Segments de piston ments qui p n tre ensuite dans le carter moteur Ceci est toutefois un ph nom ne tout fait normal qui ne peut tre totale men
41. e de circulation propret e Utilisation des joints d tanch it pres crits dimensions composition de la mati re 2 3 3 Zones brillantes et polies dans la partie sup rieure du cylindre bore polishing Ily a pr sence de zones nues dans la partie sup rieure de la course du cylindre l ou passe le cordon de feu du piston Fig 2 Elles sont provoqu es par des d p ts de mati res solides sur le cordon de feu du piston provenant d une mau vaise combustion cause d une huile de mauvaise qualit ou de temp ratures de combustion trop basses la suite de phases de ralenti fr quentes ou d utilisa tion prolong e avec charge partielle La couche de calamine Fig 3 engendre une usure abrasive de la paroi du cylindre une destruction du film d huile de l abrasion une usure exag r e des segments et par la suite une forte consommation d huile Mesures correctives e Un r gime correct du moteur e Utilisation de la qualit d huile prescrite e Utilisation de carburants de marques e Entretien conforme aux prescriptions contr le du r glage du syst me d injection Contr le des al sages de cylindre d j utilis s 2 3 Segments de piston 43 2 3 Contr le des al sages de cylindre d j utilis s 2 3 4 Usure de fin de course usure de fin de course Fig 1 survient apr s un long kilom trage au niveau des impacts de basculement des points morts
42. e part en addi tifs et leur composition sont d termin es en fonction de la sp cification de l huile requise Les additifs occasionnent ou influencent par exemple e La viscosit et la fluidit e Le comportement actif sur les surfaces e La facult de neutralisation e Un comportement neutre envers les mat riaux d tanch it e Une faible formation de mousse e Longue dur e d utilisation intervalles de vidange espac s e Faible consommation d huile e Faible consommation de carburant e Tol rance de carburant e Respect de l environnement L huile de moteur s use par vieillissement et contamination Les additifs disparaissent et des r sidus de combustion agressifs ainsi que des impuret s contaminent l huile Le vieillissement de l huile est accru partiellement par de fortes temp ratures L huile de moteur est compos e de mol cules de carbures d hydrog ne cha ne longue La viscosit de l huile est d termi n e par la longueur de la cha ne mol cur laire Les cha nes mol culaires longues assurent une meilleure viscosit que les cha nes courtes Pendant le fonctionne ment du moteur les cha nes de mol cules longues sont hach es en sections plus petites par effet de cisaillement Ce fait influence n gativement la viscosit et les propri t s de lubrification de l huile En situation extr me l huile est alors moins r sistante et n est plus en mesure d assu
43. e pr cision des autres alli s de frottement Il s agit essen tiellement de proc d s de rodage p te abrasive afin de corriger les bavures infimes et les irr gularit s de surface per sistant apr s les diff rentes phases d usi nage Dans le pass cette phase de cor rection tait assur e par les pi ces de frot tement qui devaient s adapter les unes aux autres pendant la phase de rodage Toute fois elle tait accompagn e de fortes pertes de mati re D s les premi res heures de travail les segments par exemple perdraient une grande partie de leur r serve d usure A notre poque o l on se bat pour chaque milligramme d chappement nocif les moteurs sont tenus d s le d part de respecter les valeurs de consommation de carburant d termin es et donc de ne pas d passer les limites d manations nocives 56 Segments de piston Dans la construction automobile moderne ilest impensable de concevoir le rodage d un moteur et de ses pi ces de frotte ment par friction et avec une forte usure pr matur e L automobiliste escompte aujourd hui une puissance de moteur d multipli e par rapport celle qu on consid rait comme maximale il y a 25 ans Un v hicule neuf sortant d usine entre autres doit subir un v ritable marathon de d marrages froid dans les diff rents centres de logistique et de transport avant sa remise au client Il arrive qu un moteur endure jusqu 150 d m
44. egments du piston doivent toujours rester en bon contact avec les parois du cylindre afin d assumer cette fonction primordiale En cas de d fauts de circularit dans le cylindre ou de blocage des segments de piston dans la gorge cok faction salissure d formation le piston va in vitablement subir des dom mages dus la surchauffe suite une va cuation insuffisante de la chaleur Les trois principales fonctions des segments 1 2 Ta OX Fig 3 Segments de piston 7 1 3 Types de segments de piston 1 3 1 Segments de compression Segments de compression rectangulaires Sous la d nomination segment de com Le chanfrein et l angle int rieur provo pression rectangulaire on comprend les quent une torsion du segment en position segments coupe angle droit Les deux mont e tendue La position du chanfrein faces du segment sont parall les Ce type ou de l angle int rieur sur le bord sup de segment est le plus simple et le plus rieur engendre une torsion positive du Segment de compression rectangulaires r pandu parmi les segments de compres segmen L effet exact de cette torsion est sion En r gle g n rale il est utilis d crit au chapitre 1 6 9 Torsion du seg aujourd hui comme premier segment ment de compression sur tous les moteurs essence et partiellement sur les moteurs diesel Segment de compression rectangulaire et chanfrein int rieur Segment de compr
45. ement l interstice d tanch it entre la surface de frottement du segment et la paroi du cylindre et agit alors l inverse de la pression des gaz se trouvant derri re le segment voir le cha pitre 1 3 1 Segments de compression Toutefois la force de pression axiale impo s e au segment de compression au niveau du flanc inf rieur de la gorge provient enti rement de la pression des gaz La contrainte interne des segments n a aucun effet en direction axiale Remarque importante Au ralenti et par principe ily a encore un mauvais remplissage des chambres de combustion entra nant un renforcement plus faible de la pression des gaz sur les segments Ce ph nom ne est particuli re ment sensible sur les moteurs diesel dont la consommation d huile augmente au ralenti prolong car l effet de raclage souffre du manque de renforcement d la pression des gaz A l acc l ration apr s une longue phase de ralenti l chappement des moteurs expulsent souvent des nuages de fum e bleue car de l huile s est infiltr e dans la chambre de combustion et dans le sys t me d chappement et elle est br l e au moment de cette acc l ration 1 6 4 Pression d appui sp cifique La pression d appui sp cifique d pend de la tension des segments et de la surface de contact du segment sur la paroi du cylindre F x A ILexiste deux possibilit s pour doubler la pression d appui sp cifique Ou bien on do
46. en carburant Il est particuli rement important que les injecteurs neufs ou r vis s sur un moteur diesel soient bien purg s Le volume de carburant inject au ralenti est toutefois tr s faible Une aiguille d injecteur travaillant difficilement ne s ouvre pas suffisamment ou son jet est ventuellement incorrect 2 6 1 Course d sax e du piston A la suite d une panne de moteur il y a souvent flexion ou torsion de la bielle Si le contr le du parall lisme des axes de pied et de t te de la bielle n est pas fait ou si la bielle n a pas t remplac e le piston est d sax dans l al sage du cylindre pen dant le fonctionnement du moteur Fig 1 Les segments ne travaillent plus d une mani re circulaire comme le montre la figure 2 mais prennent une forme ellip tique De graves probl mes d tanch it en sont la cons quence D un c t du cylindre les segments reposent sur leur ar te inf rieure et sur leur ar te sup rieure de l autre c t Dans la mesure o le segment peut encore tourner dans sa gorge il va tr s rapidement se bomber Ce bombement d passe de loin celui pr vu la conception du segment si bien que le film de lubrification devient beaucoup plus pais et emp che un raclage correct de huile De plus il y a effet de pompage en raison de la course d sax e du piston qui aspire beaucoup plus d huile dans la chambre de combustion Etant d sax s galement
47. en plu sieurs parties car ils poss dent un corps de segment et des lamelles d acier tr s flexibles sans toutefois porter la revendi cation d assurer une forte tension Ainsi que cela est d crit dans cette bro chure la force de pression des segments racleurs d huile en plusieurs parties pro vient du ressort d expansion correspon dant Le corps du segment ainsi que les lamelles d acier sont tr s flexibles et peu vent tr s bien s adapter 36 Segments de piston A E Fig 1 Une bonne capacit de prise de forme est indispensable la suite d une ovalisation du cylindre ou d irr gularit s sur la sur face de travail pour causes de d forma tions Celles ci peuvent tre caus es par des voilages thermiques ou m caniques ou par des erreurs de montage ou d usi nage Voir aussi le chapitre 2 3 5 G om trie du cylindre et circularit 1 6 11 D placement des segments Rotation des segments Pour travailler et tancher correctement les segments doivent pouvoir tourner dans leurs gorges Leur rotation est produite d une part par la structure de honage de l al sage passe crois e et d autre part le mouvement de basculement du piston aux points morts haut et bas Un angle de honage plus obtus engendre moins de rotation et inversement un angle plus aigu entra ne un taux de rotation plus important Par ailleurs la rotation des segments d pend de la vitesse de rotation du
48. ent de la paroi radiale et donc une perte de la force de pression du segment sur la paroi du cylindre et une rigidit affaiblie du segment Des al sages de cylindres ovalis s avec donc augmentation de la pression de combustion dans les interstices d tan ch it entre la surface d appui et la coupe des segments Course d sax e du piston cause d une bielle tordue Le segment d crit une courbe l g rement ovale dans l al sage du cylindre provoqu e par le d saxe ment La o le piston est moins plaqu contre le cylindre un volume de gaz de combustion plus important p n tre ainsi dans la zone de feu et passe entre le segment et la paroi du cylindre Fig 2 Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments 2 6 A gt lt Segments de piston 67 2 6 Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments e Usure excessivement bomb e sur la VINS NN surface de frottement du segment en N raison d un jeu en hauteur trop impor CR tant i e Ar tes de segments endommag es la suite d un mauvais honage constitution d un voile m tallique Les l vres du seg ment sont d chir es et effiloch es prin cipalement sur les segments en fonte simple sans rev tement de frottement les gaz de combustion passent par l in terstice d tanch it et soul vent le segment de sa surface de glissement Fig 1 68 Segments de piston 2 7 1 G n
49. ession rectangulaire et angle int rieur Segments de compression avec fonction de racleur Ce segment a une double fonction IL compl te le segment de compression Remarque importante quant l tanch it et le segment racleur Les segments de compression coniques quant la r gulation du film d huile sont principalement mont s dans la deu xi me gorge du piston sur tous les types Segment de compression conique de moteurs VL PL essence et diesel 8 Segments de piston Types de segments de piston 1 3 Fig 2 Ces segments ont une face de frottement conique La d viation angulaire par rap port un segment section rectangulaire varie de 45 60 minutes d angle en fonc tion de la version A l tat neuf et de par sa forme le segment ne porte qu au niveau de son ar te inf rieure et a donc un contact ponctuel avec la paroi du cylindre Dans cette zone il y a donc une pression superficielle m canique accentu e qui conduit un enl vement de mati re recherch Cette usure de rodage souhai t e engendre une forme arrondie parfaite et donc une tr s bonne tanch it apr s peu de temps de travail Apr s une dur e de service de plusieurs centaines de mil liers de kilom tres il y a un enl vement de mati re au niveau de la face de frottement conique en raison de l usure naturelle si bien que le segment face conique prend plut t la fonction d un segment section angulaire Le se
50. et la pr sence d une prise d air sur la tubulure d admission peut tre exclue il y a vraisemblablement eu exc s de carburant A ce sujet voir le chapitre 2 6 5 Exc s de carburant Segments de piston 61 2 6 Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments Cause n 2 A la suite d un dommage pr liminaire et d une r vision la crasse se trouve encore dans le circuit d huile La crasse commence alors user les parois des cylindres et les pistons depuis le carter moteur Des impu ret s atteignent galement tous les cous sinets du moteur par des circuits d huile souill s L huile est filtr e par le filtre huile mais bien souvent le circuit d huile n a pas t nettoy correctement La crasse se trouvant du c t filtr du circuit d huile s incruste dans les coussinets et provoque une usure pr matur e ou des dommages A la suite d une panne de moteur le filtre huile est souvent bouch par des parti cules m talliques et la vanne by pass s ouvre L huile non filtr e atteint les points de lubrification Cet tat de fait est tol r avant la r paration du moteur afin d viter des dommages beaucoup plus importants en cas de manque total d huile sur les coussinets D autre part il y a sou Attention vent de nombreuses impuret s dans le Si un radiateur d huile est encrass la radiateur d huile et ses conduites apr s suite d une panne de mo
51. ev tement est fait par galvanisation 1 5 3 Types de rev tements des surfaces de frottement des segments Conception et forme des segments 1 5 Propri t s Longue dur e de vie r sistant l usure Surface dure insensible Usure du cylindre r duite env 50 par rapport des segments non rev tus Bonne robustesse contre les zones de br lure Propri t s de fonctionnement en cas d urgence plus faibles qu avec un rev tement au molybd ne En raison de la bonne r sistance l usure les temps de rodage sont plus longs qu avec les segments ordinaires les racleurs lamelles ou en U Flex CP CP Fig 5 Compartiment Fig 4 Enti rement rev tus Fig 6 Compartiment unilat ralement Segments de piston 21 1 5 Conception et forme des segments 1 5 4 D tachement de la couche de rev tement Un d tachement du rev tement de la sur face de contact se produit de temps autres sur les couches de molybd ne ou d oxyde de fer Il provient g n ralement d une erreur de montage des segments distorsion trop importante au moment du montage sur le piston et pose sur le piston comme montr e sur la figure 1 En cas de mauvais montage des segments sur le piston le rev tement se casse uniquement sur le dos oppos la coupe du segment Fig 2 Si le rev tement s effrite au niveau de l ar te Fig 3 ceci provient d un flotte ment du segment
52. gment Mat riau r sistant l usurel Mat riau plus tendre Faible hauteur de segment Grande hauteur de segment favorable positif m dium neutre d favorable n gatif Segments de piston 17 1 4 D nomination des segments dos du segment l oppos de la coupe surface de frottement du segment surface lat rale du segment 18 Segments de piston 1 51 Mat riaux de composition des segments Les mat riaux composant les segments de piston sont s lectionn s en fonction de leurs caract ristiques de glissement et des conditions dans lesquelles ils doivent tra vailler Une bonne lasticit ou une bonne r sistance la corrosion sont aussi impor tantes qu une forte robustesse contre toute d t rioration en cas de conditions de travail extr mes Aujourd hui encore la fonte grise est le mat riau de composition principal des segments de piston Du point de vue tribologique et gr ce aux d p ts de graphite contenus dans sa structure la fonte grise offre de tr s bonnes propri t s de fonctionnement en cas d urgence lubri fication sec due la graphite Celles ci sont particuli rement cruciales lorsque la lubrification du moteur n est plus assur e ou que le film d huile a t d truit D autre part les veines de graphite incorpor es dans la structure du segment servent de r servoir d huile et emp chent ainsi la destruction du film de lubrifica
53. gment con u conique assure alors le travail d un segment de compression rectangulaire avec encore une bonne capacit d tanch ification La position du chanfrein ou de l angle int rieur sur l ar te inf rieure provoque une torsion n gative du segment voir le cha pitre 1 6 9 Torsion du segment Du fait que la pression des gaz se fait galement sentir sur la face du segment la pression des gaz peut s infiltrer dans l interstice entre la paroi du cylindre et la surface de frottement du segment le ren forcement de la pression des gaz est l g rement r duit et au cours de la phase de rodage du segment la pression d appui baisse autorisant un rodage plus souple avec moins d usure Fig 2 Mise par leur fonction de segment de compression les segments face conique poss dent galement de bonnes propri t s pour le raclage de l huile Celles ci sont obtenues gr ce l ar te sup rieure du segment en retrait Au cours de la course ascendante du point mort bas au point mort haut le segment glisse sur le film d huile En raison des forces hydrody namiques formation d un coin d huile le segment se soul ve l g rement de la sur face du cylindre Pendant la course en sens inverse l ar te s enfonce davantage dans le film et racle ainsi l huile principa lement vers le carter du vilebrequin Les segments de compression face conique sont mont s galement dans la premi
54. gments de piston 2 4 1 Montage et d montage des segments de piston gt Nettoyer consciencieusement le piston de tout encrassement Veiller en particu lier ce que les gorges de segments soient libres de calamine ou de crasse Si besoin nettoyer les orifices de retour d huile avec un foret ou un autre outil ad quat gt Faites attention ne pas endommager la surface inf rieure de la gorge en reti rant la calamine Cet espace est une surface d tanch it Toute d t riora tion par raflure entra ne une forte consommation d huile et une augmen tation de l chappement des gaz de blow by pendant le fonctionnement du moteur gt Utiliser imp rativement une pince segments pour le montage et le d mon tage de ces pi ces sensibles Tout autre moyen auxiliaire comme une boucle en fil m tallique ou un tournevis d t riore le segment et le piston galement gt Ne jamais monter les segments la main sauf les lamelles d acier des racleurs d huile Il y a non seulement risque de cassure de torsion ou de flexion excessives des segments mais il y aussi danger de blessure lorsque le segment se casse ou avec les ar tes tranchantes Montage des pistons et des segmentse 2 4 Attention Le montage rapide du segment de piston la main sans le casser d montre certes la bonne aptitude manuelle du m canicien mais d t riore le plus souvent le piston d s le montage
55. gments doivent tre mont s sur un piston d j utilis c est le jeu de hauteur du segment qui d cide de la possibilit de r utilisation du piston Comme illustr la figure 6 page 39 le segment concern est introduit dans sa gorge nettoy e et il est mesur l aide d un calibre d paisseur Si un nouveau segment doit tre mesur sur un piston d j utilis la m thode montr e sur la photo est pr f rable plut t que de monter le segment sur le piston Montage et d montage r p t s du segment sur le piston peuvent ventuellement provoquer des d formations de mati re influen ant le fonctionnement du segment Attention La cote d usure se rapporte aux ar tes ext rieures de la gorge devant tre mesu r e cela veut dire que le calibre d pais seur de 0 12 mm ne doit pas pouvoir tre introduit entre le segment et la gorge Dans ce cas la gorge est consid r e comme trop us e 40 Segments de piston Fig 1 Jeu en hauteur du segment mm Utilisation du piston Le piston peut tre utilis sans 0 05 0 10 aucun doute Une attention particuli re est 0 11 0 12 requise Le piston est us et doit tre rem gt 0 12 X plac Contr le des pistons d j utilis es 2 2 Le contr le du jeu en hauteur des seg ments trap zo daux n est possible ni l tat mont ni l tat d mont En raison de la forme en trap ze le jeu en haute
56. gments en fonte grise mentionn s plus haut Le drainage d huile entre les l vres est assur par des orifices estamp s ronds Ce type de segment racleur d huile est surtout utilis sur les moteurs diesel Segments de piston 15 1 3 Types de segments de piston Segments racleur d huile en trois parties Le segment racleur d huile en trois parties est compos de deux fines lamelles d acier comprim es contre la paroi du cylindre par un ressort d expansion et d cartement Les racleurs lamelles d acier se pr sen tent soit avec des surfaces de frottement chrom es soit totalement nitrur es Ces derni res contribuent l am lioration de la r sistance l usure des surfaces de frottement ainsi que celle entre le ressort d expansion et les lamelles usure secon daire Les racleurs en trois parties ont d excellentes propri t s de prise de forme et sont principalement utilis s sur les voi tures moteurs essence Fig 1 Situation de montage Versions de ressorts d expansion Fig 2 Fig 4 Fig 3 Fig 5 16 Segments de piston 129 Segmentation classique d un piston Les exigences complexes impos es aux segments de piston ne peuvent pas tre assum es par un seul segment Ceci n est r alisable qu en combinant plusieurs seg ments de diff rents types de construction Dans la construction automobile moderne c est la combinaison d un segment de
57. gt Accomplir tous les travaux de nettoyage avant d introduire le piston dans l al sage du cylindre gt Enrober toutes les surfaces du piston avec de l huile de moteur propre Ne pas oublier l axe de piston et les paliers de la bielle gt Respecter le sens de montage du piston marquage de montage sur la t te du piston sur les d gagements des t tes de soupapes gt Nettoyer de nouveau l al sage du cylindre avec un chiffon et le recouvrir galement d huile de moteur gt Contr ler la bande de serrage des seg ments de piston sur des d t riorations ou d formations et changer l outil si n cessaire gt Au moment de l introduction v rifier que la bande de serrage ou le manchon de montage conique repose bien plat sur la surface de port e de la culasse Fig 6 Segments de piston 53 2 4 Montage des pistons et des segments gt Une forte pression ne doit pas tre n cessaire au montage du piston Si le piston ne veut pas glisser dans l al sage du cylindre contr ler obligatoire ment la bande de serrage Ne pas dispo ser louverture de la bande juste l en droit o se trouvent les extr mit s de coupe des segments gt Ne pas introduire le piston sans outil dans le bloc moteur danger de blessure de cassure de segment gt Sile manche d un marteau est utilis au montage seul le poids du marteau doit agir sur la t te du piston Ne jamais uti liser
58. haut et bas Dans cette zone la vitesse du piston est r duite et il s arr te m me bri vement son point de retour L influence de la lubrification se d grade car pendant un bref instant le segment ne glisse plus sur le film d huile par manque de vitesse relative contre la paroi du cylindre et le segment est alors en contact m tallique direct avec elle Pour expliquer ce ph no m ne on peut prendre l image d un skieur nautique D s que la vitesse du bateau devient insuffisante le skieur dispara t dans l eau Fig 2 44 Segments de piston L usure de fin de course est plus intense dans la zone d inversion du segment proche du point mort haut du piston car cet endroit la surface du cylindre est soumise la forte chaleur de la combustion et la lubrification est donc amoindrie L importance de l usure de fin de course d termine si une chemise de cylindre ou un bloc moteur peuvent tre r utilis s ou non Si l usure de fin de course d passe les valeurs mentionn es dans le tableau ci apr s la chemise de cylindre doit tre chang e ou le bloc moteur doit tre r a l s Si une usure de m me importance est visible d autres endroits de l al sage du cylindre les cotes d usure comparatives mentionn es ci apr s restent valables galement Fig 3 Type de construction du moteur Moteur essence 2 gt 0 1 mm Moteur diesel 20 15 mm Limite d usure de fin de
59. ile et des caract ristiques conceptionnelles le volume d huile sous forme de gouttelettes se trouvant sur la paroi du cylindre doit tre r parti et racl par les segments racleurs Afin de r aliser une lubrification parfaite avec une consommation d huile minimale l pais seur du film de lubrification sur la paroi du cylindre ne doit tre que de 1 3 um Avec un film plus mince il y aurait risque d abra sion et de forte usure des pi ces un film plus pais fait g n ralement monter la consommation d huile Les raisons condui sant un film plus ou moins pais sont mentionn es au chapitre 1 5 6 Formes bomb es des surfaces de frottement Fig 2 V Segments de piston 69 2 7 Lubrification et consommation d huile 2 7 2 Huile de moteur L huile est la plus importante partie consti tuante du moteur Si les diff rents organes n taient pas graiss s et refroidis par de l huile le fonctionnement du moteur combustion interne tel que nous le connaissons et utilisons aujourd hui serait impossible L huile s pare et lubrifie les pi ces en frottement gr ce un film d huile tr s mince emp chant toute fric tion m tallique et donc l usure des diff rents organes D autre part elle assure le transport de la chaleur et des impuret s dans le moteur Les plus importantes fonctions de l huile de moteur en r sum e Lubrification s paration de surf
60. le constat e la jauge effectuer des contr les de niveau plus souvent Ne pas d passer le volume prescrit loppement calorifique et une friction ther mique accentu s que la lubrification et le refroidissement manquent d huile Les flexibles et conduites d alimentation en huile peuvent tre galement mal purg s et nettoy s par manque d huile Des copeaux m talliques ou de la crasse provenant de la r vision de la panne ant c dente et se trouvant encore dans le sys t me d alimentation en huile ne sont pas limin s suffisamment rapidement des coussinets et de la paroi du cylindre Ils Vidange apr s 1000 km Bien que depuis longtemps une vidange d huile apr s 500 ou 1000 km ne soit plus requise sur les moteurs de v hicules neufs elle reste cependant fortement conseill e sur les moteurs r vis s La raison provient du fait que bien souvent toutes les pi ces d usure ne sont pas chang es ou r vis es Suite la r vision il y a encore beaucoup d impuret s dans le syst me de lubrification comme de la poussi re de meulage ou de l rosion m tallique dues l usinage de divers organes et qui doivent tre limin es du moteur avec une vidange et tr s IMPORTANT galement un changement du filtre huile restent leur place pendant le rodage et recommencent d j causer une usure pr matur e Il ne faut pas non plus oublier le sys t me d alimentation
61. le marteau pour enfoncer le piston avec violence dans l al sage du cylindre Si les segments ne sont pas d j cass s au montage ils seront toutefois tordus etne pourront pas remplir leur fonction gt Un montage en force ne nuit pas seule ment aux segments mais le piston peut lui aussi tre endommag Ceci arrive en particulier sur les moteurs essence Leur cordon de feu et l entre Fig 1 segment sont tr s minces et ils se fissu rent ou cassent au moindre coup Il s en suit une perte de puissance et une nou velle et on reuse r paration compl mentaire sera bient t n cessaire gt Eviter que de la crasse ou du sable ne p n tre dans l al sage du cylindre apr s le montage du piston Poser ou enfoncer ventuellement des chiffons dans l al sage pour viter tout encrassement Ceci est tr s important quand le travail est effectu dans un environnement poussi reux ou ciel ouvert Fig 2 54 Segments de piston 2 5 1 G n ralit s Quand on parle du rodage d un moteur on pense g n ralement tous les composants mobiles qui doivent s adapter les uns aux autres Ceci est fondamentalement exact et concerne tout sp cialement les segments Les segments sont les composants les plus sollicit s en raison de leur t che et quine doivent pas seulement s adapter la sur face de leur partenaire mais assurer ga lement une tanch it parfaite par la suite Les segments son
62. les segments ne peuvent souvent plus tourner dans leurs gorges et ils perdent leur tension en raison de leur position elliptique Il se produit donc une usure radiale irr guli re condui sant fr quemment la cassure des seg ments Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments 2 6 Fig 2 Fig 1 Segments de piston 59 2 6 Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments 2 6 2 Al sage ovale Dans les cylindres dont les al sages sont ovales la moindre tension des segments de piston fait qu ils ne s adaptent pas ou que tr s lentement la paroi du cylindre et qu ils ne sont par cons quent pas en mesure d assurer la fonction d tanch it qu on attend d eux 60 Segments de piston 2 6 3 entraves leur rotation Sur les moteurs quatre temps les pro bl me d tanch it se produisent souvent lorsque les segments ne peuvent plus se d placer librement dans leurs gorges Des d g ts sur les pistons et les cylindres sont in vitables surchauffe et grippage du piston En raison de leur forme les segments trap zo daux voir le chapitre 1 3 1 Segments de compression sont moins sensibles un blocage ou un coin cement dans leur gorges Fig 1 Pr vention contre un blocage des segments Blocages des segmentset Les segments ne doivent pas se caler axialement dans leurs gorges Une bonne plan it des segments doit
63. mbe pas en dessous du niveau minimum au cours du fonctionnement Eventuellement la cause exacte de cette surconsommation d huile doit tre recher ch e Mis part le moteur d autres organes compl mentaires comme le turbo compresseur la pompe injection m ca nique et la pompe vide doivent tre contr l s avec galement la possibilit d une r partition gale sur tous ces organes Au besoin la consommation d huile peut tre am lior e gr ce des r pa rations sp cifiques En cas de panne d un organe sensible la consommation Consommation d huile excessive ATA TATATA La consommation d huile est alors de 1 5 litre sur une voiture et de 5 litres sur un poids lourds Elle n est pas seulement constat e sur la jauge mais elle est galement visible avec la formation d une fum e bleue l chappement surtout en r gime de d c l ration La quantit d huile com pl mentaire entra ne des frais importants justifiant une in spection minutieuse et la r vision ventuelle de l ensemble du groupe moteur Apparition Sur les moteurs totalement us s et ceux qui ont t mal ou insuffisamment r vis s d huile la consommation totale aura certainement brusquement progress Cependant de telles variations de la consommation d huile ne sont pas craindre dans le cadre d une usure normale des pi ces Une ventuelle panne au niveau de la pr paration du m
64. mes d tanch it et d g ts sur les segments 59 2 7 Lubrification et consommation d huile 69 Segments de piston 3 Pr face Pictogrammes et symboles Les pictogrammes et symboles suivants sont utilis s dans cette brochure Attention attire l attention sur une situation dangereuse avec risque de blessure ou de d gradation de certains organes du v hicule Remarque de conseils utiles d explication ou de compl ment d information concernant l usinage Le sujet Les segments de piston existent depuis aussi longtemps que les moteurs combustion eux m mes Toutefois experts et utilisateurs ont encore d importantes lacunes au sujet des segments de piston Lorsqu il s agit d une perte de puissance ou de consommation d huile aucune autre pi ce n est analys e d une mani re aussi critique Sur aucune autre pi ce du moteur le foss entre l expectative et le capital investi n est aussi important qu au moment de l change des segments de piston La confiance dans les segments est trop souvent assujettie a de trop grands espoirs plac s en eux Et par manque de connaissance de nombreuses demies ou fausses v rit s des clich s et des erreurs d appr ciation ont libre cours dans les garages et chez les utilisateurs Dans la plupart des cas les segments sont cependant victimes de r parations bon march par exemple en r utilisant des pi ces de frottement usag es o
65. mobil Kolbenschmidt Pierburg Equipementier renomm de l industrie automobile internationale Comme partenaires de longue date de l industrie automobile les entreprises du Groupe Kolbenschmidt Pierburg d veloppent de mani re comp tente des solutions innovatrices pour composants modules et syst mes dans le domaine de l alimenta tion en air et pour la r duction des missions nocives dans la production des pompes huile eau et vide ainsi que des pistons des blocs moteur et des coussinets Les produits remplissent les hautes exigences de qualit impos es par l industrie automobile Dans le cadre des innovations de Kolbenschmidt Pierburg les objectifs de motivation primordiaux sont la r duction des missions nocives et celle de la consommation de carburant la fiabilit la qualit et la s curit AEN PIERBURG 4A INWE EngineComponents Responsabilit Les informations contenues dans la pr sente brochure ont fait l objet de recherches soigneuses Toutefois des erreurs peuvent s y tre gliss es certaines informations peuvent avoir t mal traduites ou omises ou bien avoir chang depuis la date de r daction Par cons quent nous ne garantis sons pas l exactitude l int gralit l actualit ou la qualit des informations transmises et d clinons toute responsabilit quant celles ci Nous d cli nons toute responsabilit quant aux d g ts directs ou indirects mat riels ou no
66. moteur Pour donner un ordre d id e entre 5 et 15 rotations par minute consti tuent une quantit de rotations r aliste Sur les moteurs deux temps les seg ments sont bloqu s contre tout mouve ment De cette mani re les segmentsne peuvent pas tourner dans les conduits des gazetil n y a pas d effet de ressort au niveau des extr mit s de la coupe du seg ment On trouve les moteurs deux temps principalement sur les cyclomoteurs les appareils de jardinage ou du m me genre L usure irr guli re des segments du au blocage de leur rotation la carbonisation ventuelle dans les gorges ainsi que la dur e de vie limit e sont des ph nom nes pris en compte Pour ce type d application les moteurs sont con us d s le d part avec une dur e de vie plus r duite Les contraintes requises sur les moteurs de v hicules quatre temps pour la circula tion routi re sont beaucoup plus pointues au niveau du kilom trage Au montage la disposition de la coupe des segments 120 les unes des autres sert uniquement faciliter le d marrage d un moteur neuf Au fonctionnement et dans la mesure o la giration n est pas concep tionnellement bloqu e moteurs deux temps toutes les positions imaginables des segments sont possibles Fonctions et propri t s 1 6 D placement axial En position id ale le segment repose sur la face inf rieure de la gorge Ceci est important pour la fonction d tanch it
67. n Comme illustr sur la Fig 1 la pression passe derri re le segment de compression et le comprime encore plus contre la paroi du cylindre L impact de renforcement de la pression d appui a lieu principalement sur le premier segment de compression mais il se pour suit galement d une mani re plus faible sur le deuxi me segment de compression La pression des gaz sur le deuxi me seg ment peut tre ajust e en variant le jeu la coupe du premier segment de compres sion Avec un espace de coupe l g rement plus grand une pression de combustion plus forte peut s introduire l arri re du deuxi me segment de compression r ali sant ainsi un renforcement de la pression d appui galement ce niveau En pr sence d un plus grand nombre de seg ments de compression il n y a plus de ren forcement de la pression d appui par les gaz de combustion partir du deuxi me segment Les v ritables racleurs d huile ne tra vaillent qu avec leur contrainte interne En raison de la forme sp ciale de ces seg ments la pression des gaz n a aucun effet de renforcement de pression Fig 1 28 Segments de piston D autre part la r partition de la force sur le segment est tributaire de la constitution de la forme de la surface de frottement du segment Sur les segments de compression coniques et sur les segments de compres sion rectangulaires et bomb s la pression des gaz atteint gal
68. n mat riels manant de l utilisation ou de la mauvaise utilisation d informations ou pour d ventuelles informations erron es ou incompl tes contenues dans la pr sente brochure moins qu une faute volontaire ou une n gligence particuli rement grave puisse nous tre imput e Nous d clinons galement toute responsabilit quant aux dommages caus s par un niveau de connaissances techniques sp cialis es insuffisant des connaissances insuffisantes en mati re de r paration ou d une exp rience insuffisante de la part du r parateur de moteur ou du m canicien La validit des proc d s techniques et des instructions de r paration d crits pour les g n rations de moteurs futures ne pouvant tre d termin e ici elle doit tre jug e dans chaque cas par le r parateur de moteur ou par le garage Table des mati res Table des mati res Page 1 Donn es de base sur les segments de piston 5 1 1 Exigences des segments de piston 5 1 2 Les trois principales fonctions des segments 6 1 3 Types de segments de piston 8 1 4 D nomination des segments 18 1 5 Conception et forme des segments 19 1 6 ct et propri t s 26 2 Montage et service 39 2 1 Contr le des pi ces d j utilis es 39 2 2 Contr le des pistons d j utilis es 40 2 3 Contr le des al sages de cylindre d j utilis es 42 2 4 Montage des pistons et des segments 48 2 5 Mise en route du moteur et rodage 55 2 6 Probl
69. n thermique ne peut tre r alis e en direction radiale la diff rence de longueur ne peut tre compens e qu en direction axiale La figure 2 montre de quelle mani re un segment se d forme lorsque l al sage du cylindre devient trop petit 30 Segments de piston Fig 1 Fig 2 En prenant pour exemple un segment de 100 mm de diam tre le calcul suivant r v le de combien la longueur circonf ren tielle du segment se modifie temp rature de service Exemple de calcul Diam tre du cylindre Temp rature ambiante Temp rature de fonctionnement Coefficient de dilatation longitudinale de la fonte Circonf rence du segment de piston U dxn U 100 x 3 14 314 mm U l Dans notre exemple un jeu la coupe minimum de 0 6 mm est requis pour assu rer un bon fonctionnement Cependant la dilatation ne concerne pas que le piston et les segments le diam tre de l al sage du cylindre augmente galement sous l effet de l chauffement d la temp rature de service Pour cette raison le jeu la coupe peut tre l g rement plus petit Mais la dilatation thermique du cylindre est de loin beaucoup plus faible que celle des seg ments La structure du bloc moteur est d une part plus rigide que celle du piston et d autre part la surface du cylindre chauffe beaucoup moins que le piston et les segments Fonctions et propri t s 1 6 100 mm 20 C 200 C 0 000010
70. nge et le changement du filtre huile tous les r si dus de combustion sont retir s du moteur et rendus inoffensifs La nouvelle huile lubrifie et nettoie beaucoup mieux et offre de nou velles r serves pour mieux affronter toutes les influences n fastes auxquelles elle est soumise Segments de piston 71 2 7 Lubrification et consommation d huile 2 7 3 G n ralit s sur la consom mation d huile Pour le professionnel la consommation d huile est le volume d huile qui s introduit dans la chambre de combustion o il est br l Il ne s agit donc pas de l huile qui fuit par les joints et qui s goutte du moteur Dans ce cas il ne s agit pas de la consom mation d huile mais plus pr cis ment de la perte d huile 2 7 4 Consommation d huile due au piston aux segments ou l al sage du cylindre Consommation d huile normale ou due au type de moteur L huile provenant de la partie basse du moteur et remontant travers l ensemble piston segments al sage du cylindre pour atteindre la chambre de combustion est br l e et provoque donc une certaine consommation d huile En raison de la conception du moteur combustion interne et du syst me d tanch it piston seg ments al sage du cylindre il existe une consommation d huile normale au cours du fonctionnement du moteur L huile de moteur se trouvent en forme d un film tr s mince
71. nt et le comprime contre la paroi du cylindre Pendant son fonctionnement le ressort est en contact direct avec le corps du segment et ils composent une unit Bien que le ressort ne se tort pas dans le 14 Segments de piston segment tout l ensemble tourne librement dans la gorge du piston comme tous les autres segments La r partition de la pres sion radiale est toujours sym trique sur les racleurs en deux parties car la pres sion de contact est r partie r guli rement sur toute la circonf rence du ressort en spirale voir aussi ce sujet le chapitre 1 6 2 R partition de la pression radiale Pour augmenter la dur e de vie des seg ments les diam tres ext rieurs des res sorts sont meul s poss dent des spires plus serr es au niveau de la coupe du seg ment ou sont rev tus d une gaine de t flon Ces mesures r duisent l usure de frotte ment entre le corps du segment et le res sort en spirale Le corps des segments en deux parties est fabriqu en fonte grise ou en acier Remarque importante L ouverture du segment il s agit de la dis tance entre les bords de la coupe du corps du segment l tat d mont sans le res sort d expansion situ l int rieur est insignifiante sur les racleurs d huile Sur les segments en acier en particulier elle peut tre presque nulle Ceci n est pas un d faut de construction ou une cause de r clamation Types de segments
72. nt pas respect es LL Exigences des segments de piston Les segments de piston sur les moteurs combustion doivent remplir tous les cri t res d tanch it dynamique lin aire Ils doivent r sister aux influences thermiques aussi bien que chimiques et assurer un cer tains nombre de fonctions et de caract ris tiques mentionn es ci apr s Fonctions e Emp cher tancher le passage des gaz de combustion dans le carter moteur afin d viter toute perte de pression des gaz et donc une baisse de puissance du moteur e Etancher et donc emp cher le passage de l huile de lubrification du carter moteur vers la chambre de combustion e Assurer la composition d une paisseur de film de lubrification bien d finie sur la paroi du cylindre e R partition de l huile lubrifiante sur la paroi du cylindre e Stabiliser les d placements du piston balancements du piston En particulier sur le moteur froid et en cas de jeu important du piston dans le cylindre e Transfert thermique dissipation de la chaleur du piston vers le cylindre Donn es de base sur les segments de piston 1 Propri t s e Faible r sistance au frottement afin de perdre le moins possible de puissance motrice Bonne solidit et r sistance l usure contre la fatigue thermom canique les influences chimiques et les corrosions thermiques Le segment de piston ne doit pas occa sionner d usure excessive au cylindr
73. omologu e par le constructeur du moteur 219 R clamations de consom mation d huile et rem des Par mesure de correction une r clamation de surconsommation d huile ne doit tre faite que dans la mesure o l entretien du v hicule a t fait correctement et en res pectant les intervalles d inspection De m me les bonnes pi ces de rechange et l huile de moteur prescrite doivent avoir t utilis es La surconsommation d huile ne survient pas d une mani re abrupte Un moteur consommant beaucoup d huile continue fonctionner Les n gligences d entretien et l aggravation de l usure en d coulant apparaissent souvent sur des v hicules d un ge avanc L argent cono mis sur l entretien du moteur finit de nou veau par tre perdu sous la forme d une surconsommation d huile et de r parations pr matur es Le succ s d une r paration ayant pour but d carter une forte consommation d huile d pend fortement du temps et des moyens mis disposition Le propri taire du v hicule ou le garage d cident donc eux m mes de la qualit du r sultat Une chose est sure Seul le montage de nouveaux segments sur un moteur us lui permettra de fonctionner encore un certain temps Mais ceci n entra nera pas une am lioration de la consommation d huile Lubrification et consommation d huile 2 7 Fig 1 Segments de piston 77 78 Segments de
74. on de ces zones brillantes est galement celle de apparition de ces d formations Les seg ments passent le long de ces contractions et enl vent plus de mati re ces endroits Un manque de lubrification et une abra sion ont lieu lorsque le piston passe le long de cette contraction au niveau du contact ponctuel avec la paroi du cylindre Des zones brillantes localis es sur l al sage de cylindre apr s un kilom trage comparativement faible la structure de honage est elle aussi enti rement limin e cet endroit prouvent qu il s est produit dans la zone brillante un frottement mixte donc une usure accrue l int rieur du cylindre Il y deux causes principales pour ce genre de zones brillantes limit es Les causes en sont e Des d formations thermiques dues des surchauffes locales Celles ci sont caus es par une mauvaise transmission de la chaleur encrassement vers l agent r frig rant e Le non respect du couple de serrage prescrit l utilisation de mauvais joints toriques ou autres d formations dues une distorsion Mesures correctives e Nettoyage intensif et ventuellement rectification de l al sage du cylindre humide ou sec e Respect exact des prescriptions de ser rage au moment du montage de la culasse e Nettoyage r gulier des ailettes sur les cylindres refroidissement air e Garantie d un fonctionnement correct du syst me de refroidissement vitess
75. onception et forme des segments 1 5 2 Mat riaux de composition des surfaces de frottement Les l vres ou les surfaces de frottement des segments de piston peuvent tre pro t g es par un rev tement afin d am liorer leurs propri t s tribologiques La priorit est donn e avant tout la r sistance l usure et la certitude de lubrification et d tanch ification dans des conditions extr mes La mati re composant le rev te ment doit s harmoniser aussi bien avec les mat riaux des segments et des parois du cylindre qu avec le lubrifiant Fig 2 20 Segments de piston L utilisation des rev tements de surfaces de frottement est largement r pandue dans la technique des segments de pistons Bien souvent les segments des moteurs de s rie contiennent du chrome du molyb d ne ou de l oxyde de fer Mais on trouve galement des segments rev tus par processus CCC couche de chrome c ramique et PVD physical vapour deposition Sur certaines petites s ries de production principalement sur les moteurs de comp tition on utilise ga lement la nitrure de titane TiN et la nitrure de chrome CrN Rev tements au molybd ne La surface de frottement des segments de compression mais pas des racleurs d huile peut tre partiellement ou compl tement rev tue de molybd ne afin d viter les traces de br lures Ceci peut tre r a lis par m tallisation la flamme ou p
76. piston Fig 1 Autres raisons provoquant la pr sence d un exc s de carburant sur les moteurs diesel e Injecteurs d fectueux ou qui fuient e Panne de la pompe injection ou mau vais r glage e Conduites d injection mal mont es ou mal fix es vibrations e Panne m canique contact l ger du piston contre la culasse cause d une mauvaise cote de d passement du piston la suite du surfa age de la face sup rieure du bloc moteur et ou l utili sation d un joint de culasse de mau vaise paisseur e Mauvaise admission cause d un filtre air bouch e Mauvaise admission cause d un turbo compresseur d fectueux ou us e Mauvaise admission cause de seg ments us s ou cass s e Mauvaise qualit du carburant auto inflammation d fectueuse et combustion incompl te Attention Dans ce type de panne galement il est conseill d analyser si l usure est la m me partout ou seulement sur certains ou un seul cylindre Si tous les cylindres sont touch s il faut plut t diagnostiquer une cause globale telle qu une mauvaise qua lit du carburant ou une admission d fail lante Sur un ou certains cylindres seule ment sont concern s il faut envisager une panne au niveau de l injecteur de la conduite d injection de la bougie ou du faisceau d allumage 2 6 6 Cassures Les cassures peuvent provenir d une usure exag r e d un flottement du segmen
77. poss dent deux l vres de raclage pour perfectionner la fonction d tanch ification et de drainage Chacune de ces l vres racle l huile exc dentaire de la paroi du cylindre Ily a donc toujours un certain volume d huile au niveau de l ar te inf rieure et entre les deux l vres du racleur qui doit tre limin de la zone de segmentation En fonction des mouvements d oscillation du piston dans l al sage du cylindre l tanch ifica tion est d autant meilleure que les deux l vres sont rapproch es le plus possible Le volume d huile racl par la l vre sup rieure et qui vient entre les deux l vres doit tre vacu de cette zone caril pour rait le cas ch ant passer par dessus le segment racleur et devrait alors tre racl par le deuxi me segment de compression Pour cette raison les segments racleur en une ou deux parties poss dent des fentes longitudinales ou des trous entre les deux l vres L huile racl e par la l vre sup rieure passe par ces ouvertures de la structure du segment et est conduite vers l arri re du segment partir de ce moment la poursuite du drainage de l huile racl e peut avoir lieu de diff rentes mani res Une m thode consiste guider l huile vers l int rieur du piston au travers d orifices perc s dans la gorge du racleur pour lui permettre de redescendre dans le carter d huile Fig 1 Dans le cas de ce qu on appelle les encoches e
78. r et les segments de piston ils ne peuvent par cons quent remplir leur t che que dans la mesure o le fonctionnement des autres composants le permet Si le degr d effica cit d un l ment d tanch it est r duit cause de l usure par exemple le degr d efficacit de tout ce syst me baisse ga lement La r utilisation de partenaires de frotte ment du segment d j utilis s piston et cylindre doit tre faite avec beaucoup de pr caution et de professionnalisme Le syst me d tanch it ne peut tre meilleur que son composant le plus faible C est pourquoi il est inutile voir absurde de tenter de r parer un moteur par le seul remplacement des segments de piston Si les pistons sont us s leurs partenaires de frottement le sont probablement aussi Le seul remplacement des segments et la r utilisation d un piston us ou d une che mise de cylindre us e ne donnera pas les r sultats escompt s La suppression des pertes de puissance ou des surconsomma tions d huile est donc une entreprise plut t vou e l chec et conduit au mieux une r ussite de courte dur e Les causes de ce ph nom ne sont d crites entre autres au chapitre 1 6 6 Surface d tanch it du segment de piston Montage et Service 2 Fig 6 Segments de piston 39 2 2 Contr le des pistons d j utilis es 2 2 1 Mesure et contr le des gorges de segments Si de nouveaux se
79. r ont moins tendance au flottement en raison d une force d inertie plus faible Une pres sion d appui plus forte au niveau des extr mit s du segment abaisse le risque de flottement 66 Segments de piston Fig 1 Diff rents causes de flottement radial e Jeu en hauteur trop grand e Perte de tension du segment usure et donc mauvais contact de compression aux extr mit s en particulier sur les seg ments avec r partition de la pression radiale en forme de poire voir gale ment le chapitre 1 6 2 R partition de la pression radiale e L ger contact m canique du piston avec la culasse la suite d une erreur la r vision en particulier sur les moteurs diesel Fig 1 e Combustion d tonante due une mau vaise gestion du moteur homog n it du m lange gazeux allumage ou cause d un carburant de mauvaise qua lit indice d octane trop bas additifs de diesel e Gorges de segments us es e Volume des gaz en fond de gorge trop faible cause de d p ts de calamine suite des temp ratures de combustion trop lev es et ou une mauvaise qualit d huile du moteur Flottement radial En raison d un mauvais rapport de forces augmentation de la pression sur la sur face d appui du segment le segment peut se d tacher de la surface du cylindre et perdre son tanch it Fig 2 et Fig 1 page 68 Les raisons pour cela sont Des segments us s affaiblissem
80. rer le degr de lubrification escompt Toute mesure de filtration ext rieure au moteur n a donc aucun effet et il est inutile de soumettre l huile un filtrage plus intense afin d essayer d en retirer toute les impuret s L huile elle m me devient beaucoup plus un probl me que les impu ret s qu elle transporte Lubrification et consommation d huile 2 7 Remarque dans certains pays l huile est filtr e par diff rents textiles avant d tre revendue m p E fa Jra EN 073 05 Diff rents acides et autres polluants pro duits par le processus de combustion d naturent l huile avec le temps D autre part la forte influence thermique fait va porer une partie des composants ne r sis tant pas l bullition et provoque une modification de la composition L utilisa tion de filtres soit disant surfins pour conserver l huile vie sans vidange est donc plus que douteuse Une addition d huile et d additifs on reux resteraient de toute fa on indispensable en raison de la consommation normale et naturelle car t t ou tard il n y aurait plus du tout d huile dans le moteur Pour le propri taire du v hicule le montage de ce genre de sys t me a peu de sens surtout sur le plan conomique R sum L huile de base et ses additifs se d gradent avec le temps et un renouvellement vidange de l huile reste donc r guli re ment indispensable Avec la vida
81. rs essence Les moteurs turbocompress s ont besoin d un peu plus d huile pour assurer la lubrification du turbo que les moteurs atmosph riques 74 Segments de piston x97 Il est toutefois clair que la consommation d huile est la plus basse apr s la p riode de rodage et qu elle augmente avec la dur e de vie du moteur Les valeurs mini males sont donc plut t valables pour les moteurs neufs et les valeurs maximales pour les moteurs ayant d j d pass les deux tiers de leur existence Il ne faut pas non plus s attendre ce que la consomma tion d huile des moteurs ayant subit une r vision partielle par exemple l change des pistons ou des segments tombe en Exemple de calcul PL Un poids lourd consomme environ 40 litres de carburant aux 100 km Pour 1000 km cela fait 400 litres de carburant 0 25 de 400 litres de carburant don nent 1 litre de consommation d huile 0 5 de 400 litres de carburant don nent 2 litres de consommation d huile Exemple de calcul VL Une voiture consommes environ 8 litres de carburant aux 100 km Pour 1000 km cela fait environ 80 litres de carburant 0 1 de 80 litres de carburant donnent 0 08 litres de consommation d huile 0 5 de 80 litres de carburant donnent 0 4 litres de consommation d huile dessous de la valeur maximale C est bien souvent le contraire Toutes les pi ces d un moteur s usent en m me temps Si seule
82. s l int rieur du moteur et donc de r duire la consommation de carburant En raison de la r duction de la surface de contact de ce genre de segments leur tension doit galement tre diminu e Sinon la pres sion superficielle sp cifique des segments serait trop grande et leurs propri t s tri bologiques seraient alt r es Avec une bonne g om trie d al sage ces r duc tions conceptionnelles de la tension des segments n ont aucune influence n gative Les segments tanchent tr s bien ne cau sent que peu de perte par friction et jouis sent d une longue dur e de vie Avec des cylindres voil s ou d form s cette faible tension conduit toutefois les segments mal s adapter ou tr s lentement la paroi du cylindre et ils ont beaucoup de diffi cult travailler au niveau d tanch it prescrit Segments de piston 45 2 3 Contr le des al sages de cylindre d j utilis s 2 3 6 Causes d ovalisation et de d formation des al sages de cylindres Les ovalisations et d formations des al sages de cylindres peuvent avoir les causes suivantes e Les d formations thermiques dues une mauvaise dissipation calorifique en raison d un probl me de circulation du liquide de refroidissement au cours du fonctionnement Sur les moteurs refroidissement air elles peuvent provenir d ailettes de refroidissement encrass es ou pleines d huile ou encore d un probl me dan
83. s en une partie avec fentes de passage d huile sont fabriqu s en fonte grise Types de segments de piston 1 3 Segment racleur fentes Version simple avec l vres de raclage angle droit et fentes de drainage d huile Segment racleur avec l vres chanfrein es sym triques Contrairement au segment racleur fentes les ar tes des l vres de frottement sont chanfrein es afin de r aliser une meilleure pression superficielle Segment racleur l vres chanfrein es parall les Sur ce type de segment les l vres ne sont chanfrein es qu en direction de la chambre de combustion L effet de raclage d huile est donc renforc au cours de la course de descente du piston Segments de piston 13 1 3 Types de segments de piston Segments racleur d huile en deux parties version ressort en spirale Le segment racleur d huile en deux parties est compos d un corps de segment avec un ressort en spirale plac derri re Com par au racleur en une pi ce la coupe du corps du segment est nettement plus mince De cette mani re le corps du seg ment est beaucoup plus flexible et pos s de une tr s bonne propri t de prise de forme Le logement du ressort en spirale l int rieur du corps du segment est usin en arrondi ou en forme de v La tension elle m me provient d un ressort de pression en spirale en acier thermor sistant Celui ci est dispos derri re le segme
84. s la ventila tion La surchauffe locale existante dans la surface de travail du cylindre augmente la dilatation thermique de cette zone et occasionne une d forma tion de la forme id ale du cylindre e Les d formations thermiques concep tionnelles r sultant de diff rences de dilatation calorifique variant en fonc tion du r gime du moteur Les d formations thermiques engen dr es pendant l usinage du cylindre provenant d une mauvaise lubrification ou d un mauvais refroidissement Les ovalisations dues des op rations d usinage trop violentes ou l utilisa tion de mauvais outils de honage D formations par contrainte de l al sage du cylindre suite des irr gularit s de forme et un serrage incorrect La figure montre un cylindre pr sentant une d formation de classe 4 due la conception et provoqu e par le serrage des vis de culasse m me au couple correct Fig 1 46 Segments de piston 1 Force de serrage des vis de fixation de la culasse 2 Force de pression de la culasse et du joint de culasse 3 D formation du cylindre repr senta tion fortement exag r e 2 3 7 Rectification des al sages de cylindres d j utilis s Au cours de l change d un piston ou de segments l usinage pratique est souvent fait l aide de brosses ou de pierres de honage mont es sur un support avec res sort Fig 2 et 3 Cette op ration n a cependan
85. stion Pendant les trois autres cycles la pression provenant de la chambre de combustion comprime le seg ment contre la face inf rieure de la gorge Segments de piston 37 o 9 P 1 6 Fonctions et propri t s D placement radial Il n y a en fait pas de d placement en va et vient du segment mais le piston effec tue un inversement d appui d une paroi du cylindre l autre au moment de son basculement l int rieur de l al sage du cylindre Ceci se produit aussi bien au point sup rieur qu au point mort inf rieur Il en d coule un d placement radial du segment l int rieur de sa gorge Ceci entra ne l crasement d une couche de calamine en formation surtout avec les segments trap zo daux ainsi qu une rota tion du segment en liaison avec la passe crois e Torsion du segment Comme il est montr sur l illustration le segment est en mouvement constant en raison de la force d inertie de sa torsion et de son jeu en hauteur Avec le temps et comme mentionn au chapitre 1 5 6 Formes bomb es des surfaces de frotte ment le segment prend une forme bomb e si elle n a d j t pr vue la construction du segment 38 Segments de piston Fig 1 Fig 3 Fig 2 Fig 4 2 1 Contr le des pi ces d j utilis es Les segments de piston font partie d un syst me d tanch it comprenant les pis tons les cylindres l huile moteu
86. t vit en raison de leur construction Un transfert trop important de gaz de com bustion br lants entre le piston et la paroi du cylindre vers le carter doit tre imp ra tivement vit Les cons quences seraient une perte de puissance un apport calori fique trop important au niveau des organes inf rieurs et une perte de l efficacit de la lubrification La longueur de vie du moteur et son fonctionnement seraient remis en question Les chapitres suivants revien dront en d tail sur le fonctionnement des segments leur tanch it et sur la th ma tique de gaz d chappement blow by be ES Fig 2 Fig 1 12 Dissipation de la chaleur Une autre fonction importante des seg ments r side dans la gestion de la temp ra ture du piston La majeure partie de la cha leur absorb e par le piston au cours de la combustion est transmise aux parois du cylindre par les segments Les segments de compression en particulier contribuent activement cette dissipation calorifique En fonction du type de moteur le segment de compression sup rieur transmet la paroi du cylindre jusqu 50 de la temp rature de combustion absorb e par le piston Sans cette vacuation calorifique conti nuelle des segments le piston gripperait en l espace de quelques minutes dans l al sage du cylindre ou pourrait m me carr ment fondre Vu sous cet angle il est donc vident que les s
87. t dans sa gorge ou d une erreur de montage Pendant le travail du moteur il n y a pas de cassure sans circonstances de service extr mes La contrainte m canique est beaucoup plus lev e au moment du mon tage du segment sur le piston que pendant son travail Au moment de leur insertion sur le piston les segments doivent sup porter une contrainte de flexion de loin sup rieure celle existant apr s le mon tage dans le cylindre Un segment avec un d faut de structure ou de mati re casse rait d s sa mise en place Lorsque des segments cass s sont trouv s dans un moteur peu de temps apr s la r pa ration d un piston ils ont d j t en g n ral d t rior s ou cass s la suite d un mauvais montage du piston ou de utilisation d outils inad quats Les segments peuvent casser apr s une longue p riode de travail Ceci se produit lorsque son paisseur dans le sens radial ou axial a consid rablement diminu cause de son usure Le segment commence flotter en raison d un jeu dans sa gorge trop important et il ne peut plus r sister aux contraintes en pr sence En g n ral il se casse en nombreux petits morceaux Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments 2 6 Fig 2 Mais les segments ne doivent pas obli gatoirement conna tre un affaiblissement de leur paisseur pour se casser Lorsqu il y a des perturbations de la combustion pendant le travail les segmen
88. t donc les organes qui profitent le plus d un rodage r glementaire et donc correct Au rodage les autres organes sous pression d huile sont loin de subir des contraintes aussi lev es que celles encourues par les segments Il y a toujours des avis diff rents entre clients et techniciens quand il s agit de la mise en service et du rodage d un moteur rectifi Pour les uns un rodage de 500 1500 km reste indispensable les autres sont d avis que l on pourrait s pargner cette p riode de rodage Ce dernier avis r sulte en partie des indications de certains constructeurs de moteurs qui ne pr voient pas de rodage sp cifique des moteurs Dans un certain sens ces deux avis sont corrects Mais il faut toutefois faire la dif f rence entre les moteurs neufs sortant d usine et les moteurs rectifi s Fig 3 Mise en route du moteur et rodage 2 5 Segments de piston 55 2 5 Mise en route du moteur et rodage FRS De Rodage des moteurs neufs Aujourd hui la production des moteurs est r alis e avec des processus ultramo dernes Les partenaires de frottement sont fabriqu s avec une pr cision telle que ce qui se produisait dans le temps durant le rodage du moteur est r alis par avance gr ce des processus de fabrication sp ciaux des composants Ceci est obtenu gr ce des proc d s de fabrication sp ci fiques par exemple les zones de travail du cylindre et par usinage d
89. t rien voir avec un v ritable honage La zone de travail du cylindre plus ou moins us e est seulement soumise un nettoyage au cours duquel elle est rendue l g rement plus rugueuse Mais une am lioration de la g om trie du cylindre ne peut tre obtenue de cette mani re Du fait que les outils de pon age sont flexibles ils suivent exactement chaque ovalisation ou d formation sans apporter d am liora tion de la g om trie du cylindre Une pro fondeur de rugosit raisonnable pouvant engendrer une meilleure lubrification ne peut tre atteinte cause de la faible pres sion d usinage Une l g re r sistance au frottement est seulement cr e pour les nouveaux segments qui s adaptent un peu plus vite la paroi du cylindre l usure de la surface du cylindre en pr sence n est ni limin e ni m me am lior e de cette mani re Par exp rience si les segments sont us s il en est de m me pour la paroi du cylindre Le bel aspect de l al sage du cylindre ne doit pas cacher le fait qu il s agit l beaucoup plus d une op ration esth tique que d une m thode de rectifi cation ou de r paration sens e Fig 3 Contr le des al sages de cylindre d j utilis s 2 3 MO SO RS ES lol Segments de piston 47 2 4 Montage des pistons et des segments Les plus gros probl mes et les d g ts sur les segments surviennent au moment de leur montage sur le piston souvent
90. te Apr s leur r vision les moteurs d occasion ne sont plus comme neufs Pour une raison de co t anciennes et nouvelles pi ces sont souvent associ es et le moteur n est pas r vis d une mani re cons quente et compl te Si les al sages de cylindres la culasse ou le vilebrequin ont t usin s un rodage est d autant plus n cessaire Dans la pratique il est souvent impossible d atteindre les m mes caract ristiques d usinage qu la premi re monte car les valeurs sont souvent inconnues et les machines en pr sence n autorisent qu un usinage standard Pour les moteurs r vi s s il est donc conseill de respecter les prescriptions de rodage mentionn es ci apr s Fig 2 Mise en route du moteur et rodage 2 5 Segments de piston 57 2 5 Mise en route du moteur et rodage 2 5 4 Prescriptions de rodage des moteurs r vis s e Roder le moteur sur la route ou sur un banc d essai e Ne pas charger le v hicule au maximum e Faire travailler le moteur des vitesses de rotation toujours diff rentes jusqu aux deux tiers de son r gime maximum e Sur la route passer rapidement les vitesses viter les sous r gimes ne pas pousser les vitesses e Ne pas monter de c tes trop longues trop de charge e Ne pas parcourir de descentes trop longues charge trop faible et mauvais r gime de d c l ration e Ne pas utiliser le frein moteur e Pas de circulation sur a
91. teur son net une panne de moteur C est pourquoi il est toyage est rarement vraiment efficace impardonnable de raccorder un moteur Dans ce cas il est pr f rable d installer r vis un radiateur d huile encrass et un nouveau radiateur d huile afin d viter de mettre le moteur en route En g n ral tout risque de probl me avec l ancien ce genre de moteurs ne survit pas un pre mier essai sur la route cause d une panne sur les coussinets 62 Segments de piston 2 6 5 Exc s de carburant Apr s les dommages d encrassement ce sont les exc s de carburant qui causent les dommages les plus fr quents sur les seg ments Dans ce cas le film d huile de la paroi du cylindre est tellement d t rior que le frottement m tallique du segment se fait sec contre cette paroi et l pais seur radiale de ce dernier se r duit rapide ment Un contact m tallique du segment contre la paroi du cylindre Fig 4 ne doit survenir qu en cas d exception et tr s courts termes au d marrage froid par exemple et ne doit autrement jamais se produire pendant le fonctionnement du moteur Le piston les segments et l al sage du cylindre soufrent norm ment et leur dur e de vie est r duite un minimum En conditions normales les partenaires de lubrification m talliques sont toujours s par s par un film d huile Fig 3 Celui ci doit donc toujours tre plus pais que les irr gularit s
92. tion dans des conditions de travail d favorables Parmi les types de fonte grise on trouve les mat riaux suivants e La fonte avec une structure de graphite d velopp e en lamelles fonte graphi tique lamellaire tremp e et revenue ou non e La fonte avec une structure de graphite d velopp e en sph res fonte graphi tique nodulaire tremp e et revenue ou non En ce qui concerne l acier on utilise l acier chrom microstructure martensitique et En langage technique la nitruration ou nitrure est aussi appel e azoture apport d azote et caract rise un processus de trempage de l acier En g n ral la nitruration est faite une temp rature de 500 520 C raison d une dur e de traitement de 1 100 heures A la surface de la pi ce une couche extr mement dure de nitrure de fer se forme sous l influence d une injection d azote En fonction de la dur e du traitement celle ci peut atteindre de 10 30 um d paisseur Les proc d s les plus classiques sont la nitruration en bain de sel pour les vilebrequins par exemple la Conception et forme des segments 1 5 Processus de coul e des segments de piston l acier ressorts Les surfaces sont trem p es pour augmenter la r sistance l usure En r gle g n rale cette op ration est faite par nitruration nitruration au gaz pour les segments de piston et la nitruration au plasma Segments de piston 19 1 5 C
93. tre respect e Il faut viter tout prix de tordre les segments au moment de leur montage sur le piston voir le chapitre 2 4 1 Montage et d montage des seg ments de piston Au niveau des cotes la gorge doit bien correspondre au segment Les gorges de segments doivent tre libres de crasse ou de toute autre impu ret L huile du moteur doit correspondre la sp cification exig e par le fabricant Une huile fausse favorise la production de calamine et le blocage des segments dans leurs gorges Ne pas faire fonctionner le moteur avec une huile v g tale ou des combustibles de substitution Pas de bielle tordue entra nant une course d sax e du piston dans l al sage du cylindre 2 6 4 Encrassement La crasse est l une des causes les plus fr quentes pour une usure pr matur e d un moteur et par cons quent des segments Les d g ts dus la salet ont des causes principales Cause n 1 Les impuret s sont aspir es avec l air d admission et conduites vers la chambre de combustion Ceci arrive r guli rement lorsque l entretien du filtre air est n glig Si le moteur travaille sans filtre air ou avec un syst me d admission pr sentant des prises d air ext rieur les impuret s peuvent p n trer librement dans la chambre de combustion Elles se retrou vent ensuite dans les gorges de segments o elles se m langent avec l huile pour composer une p te abrasive Fig 2
94. ts se cassent en raison des contraintes importantes subies sans qu ils soient us s Un apport involontaire d eau ou d huile dans la chambre de combustion peut entra ner la cassure des segments Les liquides ne peuvent pas tre comprim s Lorsque le volume de liquide contenu d passe celui de la chambre de combustion ce liquide est contraint de descendre le long du piston Ce dernier ou ses segments se cas sent De m me la bielle peut se tordre ou bien la paroi du cylindre ou de la chemise se brise Segments de piston 65 2 6 Probl mes d tanch it et d g ts sur les segments 2 6 7 Flottement des segments Sur les moteurs essence un flottement du segment se produit charge moyenne et r gime moteur lev On d signe par flottement aussi bien le soul vement du segment de sa surface d appui inf rieure que sa perte d tanch it radiale contre la paroi du cylindre collapsus Dans les deux cas il y a baisse de puissance et forte consommation d huile car la fonction d tanch ification s est d grad e En g n ral un flottement axial commence aux extr mit s d un segment En raison de leur position expos e celles ci ont tendance se soulever de leur surface d appui inf rieure en cas de conditions de service d favorables Les vibrations cr es aux extr mit s se transmettent sous forme d ondes tout le long du segment Attention Des segments plus minces en hauteu
95. u contr le de la consomma tion d huile et plus particuli rement en cas de conditions de service d favorables sur les moteurs diesel Ceci se produit au moment d une remont e plein r gime apr s une longue phase de ralenti provo quant souvent une expulsion d huile dans le syst me d chappement et la produc tion d une fum e bleue l acc l ration e P Traitement des surfaces Suivant les versions la surface des seg ments de piston peut tre nue phosphat e ou cuivr e Ceci n influence le comporte ment du segment que face la rouille Les segments nus brillent beaucoup l tat neuf mais ils nont aucune protection contre la rouille Les segments phospha t s poss dent une surface matte et noire et sont prot g s contre la rouille par la couche de phosphate Conception et forme des segments 1 5 Fig 3 Fig 4 Les segments cuivr s sont galement pro t g s contre la rouille avec une l g re pr servation suppl mentaire contre les br lures au cours de la p riode de rodage Le cuivre a un certain effet de lubrification sec et poss de donc des propri t s mini males de fonctionnement en cas d urgence au cours du rodage Cependant les traitements de surface n ont aucun effet sur la fonction des seg ments La couleur d un segment de piston ne se r percute donc aucunement sur la qualit Segments de piston 25 1 6 Fonctions et propri t s 1
96. u de montages manquant de professionnalisme La brochure Dans cette brochure nous avons abord le th me des segments de piston dans la pers pective de l utilisateur Nous avons volontairement vit d aller trop loin dans les d tails sur la conception pour cibler l aspect pratique d une mani re prioritaire Si malgr tout cer tains sujets concernant la conception ou l volution technique sont abord s ils ont pour but de compl ter ou de faciliter la compr hension Le contenu de cette brochure se penche principalement sur les segments de pistons du domaine des voitures particuli res et des v hicules utilitaires Les moteurs initialement con us pour v hicules puis mont s sur des bateaux des locomotives des engins de construction ou des moteurs stationnaires sont bien sur pris en compte galement Apr s une premi re section de g n ralit s techniques des informations d taill es sur le montage et l change des segments sont fournies dans la partie Montage et Service ainsi que des conseils utiles sur des sujets apparent s tels que la lubrification la consommation d huile ou le rodage d un moteur Une r paration ou une r vision correcte n est pas compliqu e dans la mesure o les rap ports entre les diff rents organes du moteur sont connus Nous voquons ce qui est n ces saire pour couronner une r paration de succ s et mentionnons galement ce qui peut advenir si certaines r gles ne so
97. uble la tension du segment ou bien on r duit de moiti la surface de contact du segment sur le cylindre A l aide de l illustration on peut voir que la force obtenue force de pression sp cifique force x surface et agissant sur la paroi du cylindre reste toujours gale bien que la tension du segment ait t doubl e ou r duite de moiti La tendance sur les moteurs r cents est des pistons de faible hauteur car on sou haite r duire la friction l int rieur du moteur La raison provient du d sir de r duire la friction interne l int rieur du moteur Ceci n est possible que dans la mesure ou on r duit la surface de contact active du segment sur la paroi du cylindre En divisant la hauteur du segment par deux on r duit galement de moiti la tension du segment et donc la friction Du fait que la force restante agit sur une surface plus petite la pression de contact sp cifique sur la paroi du cylindre force x surface reste la m me avec la moiti de la surface et la moiti de la tension qu avec le double de la surface et le double de la tension Fonctions et propri t s 1 6 Fig 2 Fig 3 Attention La tension du segment ne peut seule tre prise en consid ration pour juger la pres sion de contact Pour comparer des seg ments il est donc toujours indispensable de respecter galement la taille de la sur face de frottement Segments de piston 29 o 9 P 1
98. uile au niveau des garni tures d tanch it de l arbre du moteur Fonctions et propri t s 1 6 Fig 4 Si la production des gaz de blow by augmente cela peut provenir d une forte usure des segments la suite d une longue p riode de travail ou alors la t te du piston a d j des fissures laissant passer les gaz de combustion directement dans le carter du vilebrequin Une mauvaise g o m trie du cylindre voir Le chapitre 2 3 5 G om trie du cylindre et circularit peut galement engendrer une augmentation de l chappement des gaz de blow by Sur les moteurs stationnaires ou sur les bancs d essai les gaz de blow by sont surveill s et mesur s en permanence Ils servent d indice de signalisation pour une ventuelle panne du moteur Si le volume des gaz de blow by d passe la valeur limite autoris e le moteur est coup auto matiquement Ceci permet d viter des d g ts graves et on reux sur le moteur Segments de piston 33 o 9 P 1 6 Fonctions et propri t s 1 6 8 Jeu en hauteur du segment Le jeu en hauteur du segment Fig 1 n est pas la cons quence d une usure de la gorge Le jeu en hauteur est une cote fonc tionnelle importante pour le bon fonction nement des segments de piston Le jeu en hauteur du segment lui permet de se d pla cer librement dans sa gorge voir galement le chapitre 1 6 11 D placement des seg ments Il doit tre
99. um e Rouler pendant 1000 km en relevant la consommation de carburant e Mesurer le niveau d huile apr s 1000 km et remplir jusqu au rep re maxi mum La quantit compl t e repr sente la consommation d huile sur 1000 km e Une autre m thode beaucoup plus pr cise consiste calculer la quantit d huile compl t e par rapport la consommation de carburant relev e et de comparer les valeurs avec celles mentionn es plus haut Dans la pratique la mesure de l huile vidang e avant et apr s un certain parcours ne s est pas r v l e fiable Les erreurs de mesure cause des pertes d huile dans les r cipients de r cup ration ou autres n autorisent pas un jaugeage pr cis 76 Segments de piston Quantit de remplissage d huile Les quantit s de remplissage mentionn es dans le livret ou le manuel de service doi vent tre trait es avec pr caution Bien souvent on n y fait pas la diff rence entre la quantit n cessaire un premier rem plissage pour un moteur sec et sans huile et la quantit d une vidange avec ou sans changement du filtre huile Le fait est qu un certain volume d huile reste dans le moteur apr s la vidange dans les conduites les collecteurs le radiateur ou la pompe huile les organes irrigu s et sur les surfaces Si la quantit n cessaire un premier remplissage est vers e la vidange le niveau d huile est beaucoup trop haut Le cas
100. upe lectrog ne comme sur la grue d un camion ou pour le pompage sans que le v hicule ne parcoure un seul kilom tre Lubrification et consommation d huile 2 7 Segments de piston 73 2 7 Lubrification et consommation d huile 2 7 6 Quand y a t il surconsom mation d huile Dans la pratique les avis sur la surconsom mation d huile varient fortement de pays en pays Les arguments mentionn s aupa ravant ont cependant montr que la sup position ou l espoir largement r pandu qu un moteur ne consomme pas oune doive pas consommer d huile est fonda mentalement faux Le constructeur ses valeurs indicatives et limites pour chaque moteur Si une sur consommation d huile est pr sum e ces valeurs doivent tre consult es dans les documents du constructeur Dans la plu part des cas les manuels d atelier et les instructions de service fournissent gale ment les renseignements sur la consom mation d huile d un moteur Si ces informations ne peuvent tre obte nues aupr s du constructeur on peut se baser pour un camion sur une valeur de 0 25 0 5 de consommation d huile par rapport la consommation effective de carburant Sur un moteur de petite voiture cette valeur peut tre inf rieure Dans ce cas la consommation d huile est de 0 1 0 5 du taux de la consommation de carburant Par principe les moteurs diesel consom ment plus d huile que les moteu
101. ur du segment ne s ajuste que lorsque le seg ment est comprim la cote du cylindre ou lorsqu il est mont dans l al sage du cylindre Une prise de cote est donc extr mement difficile C est pourquoi le contr le doit se limiter un contr le visuel de l usure de la gorge Fig 2 Fig 2 M thode de contr le la production ERRER EEEE ZAZ i a aroove UT I I M 5 1 Cote nominale Fig 3 Segments de piston 41 2 3 Contr le des al sages de cylindre d j utilis s 2 3 1 Zones de travail du cylindre tr s brillantes cylindre en fonte grise Les surfaces tr s brillantes et polies sur lesquelles les stries de honage ont com pl tement disparu sont le r sultat d une usure naturelle apr s un tr s long kilom 42 Segments de piston trage ou d un encrassement avec abrasion apr s une br ve p riode de fonctionne ment Le fait que l usure ait fait dispara tre toutes les stries de honage est le meilleur indice pour montrer qu un al sage de cylindre est us Une prise de cote avec les appareils m trologiques ad quats est inu tile Ce genre d al sages de cylindre doivent tre chang s chemise ou r al s s et hon s bloc moteur 2 3 2 Zones brillantes limit es localement suite une d formation du cylindre A certains endroits il y a ovalisation de l al sage du cylindre suite des d forma tions de celui ci Fig 1 La positi
102. us tion r gime de d c l ration Sur le seg ment face conique et torsion n gative l angle la surface de frottement est de 2 sup rieur celle d un segment de com pression face conique normal Ceci est n cessaire dans la mesure o la torsion n gative annule partiellement l effet de l angle Fig 5 Fonctions et propri t s 1 6 Fig 6 Segments de piston 35 o 9 P 1 6 Fonctions et propri t s 1 6 10 Capacit de prise de forme La d nomination capacit de prise de forme signifie l aptitude d un segment prendre la forme de la paroi du cylindre pour assurer une tanch it efficace Elle d pend de l lasticit du segment ou de son corps sur les racleurs en deux parties ou des lamelles d acier sur les racleurs d huile en plusieurs parties et de la pres sion de contact du segment ou de son corps sur la paroi du cylindre Plus le segment ou son corps sont flexibles et plus la pression de contact est forte plus la capacit de prise de forme est bonne Un segment de haute taille et coupe transversale impor tante est tr s rigide et engendre une importante force d inertie en raison de son poids Sa capacit la prise de forme est donc inf rieure celle d un segment plus mince et coupe transversale plus faible car il produit moins de force d inertie On trouve une tr s bonne capacit de prise de forme sur les segments racleurs
103. utoroute et vitesse maximale Eviter les parcours bouchons fr quents e Un parcours sur une route de campagne ou dans une ville circulation fluide est pr f rable Toutefois pas de circulation en ville en cas de haute temp rature ext rieure aux heures de pointe avec de nombreux arr ts aux feux rouges et p riodes d attente Attention Un fonctionnement du moteur au ralenti pendant des heures est absolument n faste car un moteur ne se rode pas au ralenti Au contraire Il peut m mese d t riorer Les coussinets et les pistons sont mal aliment s en huile au ralenti La lubrification est douteuse car la pompe huile a un d bit tr s faible la vitesse de ralenti La circulation d huile sur les coussinets est r duite et ceci un tr s mauvais moment Et c est juste ment maintenant pendant la phase d adaptation des organes avec un d ve 58 Segments de piston Attention IL y a des prescriptions de rodage pour les v hicules neufs Il est de m me pour les moteurs r vis s S il n y a pas de banc d essai pour effectuer un programme de rodage bien d fini le moteur doit tre rod sur la route V rifier r guli rement le niveau d huile pendant la p riode de rodage La consommation d huile peut tre plus lev e pendant le rodage Il est conseill de contr ler le niveau d huile apr s 50 ou 100 km et de compl ter si n cessaire En cas de chute importante du niveau d hui
104. vent glisser sur le c t et rendre toute prise de mesure impossible La figure 2 montre la repr sentation sch matique de la mesure d une force tangentielle 26 Segments de piston o 9 P Fig 1 WWE E Z Fig 2 C Remarque importante Il existe une usure radiale des segments caus e par abrasion ou une longue dur e de fonctionnement et conduisant une perte de la tension tangentielle Une mesure de la tension n a de sens que sur des segments neufs avec une coupe trans versale intacte 1 6 2 R partition de la pression radiale La pression radiale d pend du module d lasticit du mat riau de l ouverture du segment l tat libre et finalement de la coupe transversale du segment Il existe deux types principaux de diff renciation de la r partition de la pression radiale La version la plus simple est la r partition de la pression radiale sym trique Fig 3 On la trouve avant tout sur les racleurs d huile en plusieurs parties compos s d un porte segment flexible ou de lamelles d acier avec une contrainte interne relativement faible Le ressort d expansion plac der ri re comprime le porte segment ou les lamelles d acier contre la paroi du cylindre Avec le ressort d expansion l tat com prim situation de montage s appuyant contre la face arri re du porte segment ou des lamelles d acier la pression radiale est sym trique Sur les moteurs
105. xt rieures Coverslots Fig 2 et 3 l huile racl e est reconduite sur la partie ext rieure du piston dans l videment se trouvant autour du bossage de l axe du piston Une combinaison de ces deux versions peut tre galement utilis e Les deux m thodes ont fait leur preuve pour assurer un bon drainage de l huile racl e En fonction de la forme du piston du processus de combustion ou du domaine d application on utilise aussi bien l une ou l autre de ces deux m thodes Une pr f rence th orique ne peut tre prononc e pour l un ou l autre de ces mod les C est pourquoi le choix du syst me convenant le mieux au piston en pr sence est d termin au cours de diff rents essais pratiques Remarque importante Sur les moteurs deux temps la lubrifica tion du piston est assur e avec un grais sage par m lange huile essence C est pourquoi cette conception ne n cessite pas l utilisation d un segment racleur d huile Segments racleur d huile en une partie Les segments racleur d huile en une seule partie ne sont plus utilis s sur les moteurs modernes La tension de ce genre de seg ment est uniquement obtenue par la forme de leur coupe Ces segments sont donc relativement rigides et poss dent une plus mauvaise adaptabilit de prise de forme et par cons quent une plus faible capacit d tanch ification que les seg ments racleurs en plusieurs parties Les segment

Segments de piston pour les moteurs à combustion

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