Circuit de graissage
Différents organes d’un moteur Diesel
Introduction
Les moteurs Diesel doit comporter des pièces plus résistantes que leurs homologues équipant les moteurs à essence car, le taux de compression y étant nettement supérieur, les contraintes mécaniques y sont nettement plus importantes. Les parois d’un Diesel sont en général beaucoup plus épaisses que celles d’un moteur à essence et portent davantage de nervures et de renforts pour mieux résister aux contraintes mécaniques et thermiques. Les pistons, les bielles, le vilebrequin doivent être plus résistant que les mêmes organes montés sur un moteur à essence. La conception de la culasse doit être très différente en raison de la présence des injecteurs de gazole et de la forme spéciale des chambres de précombustion et de combustion. Ce chapitre est consacré à la présentation des différents organes composant un moteur thermique.
Organes mécaniques
Organes mobiles
Arbre à cames
Un arbre à cames est un dispositif mécanique permettant de transformer un mouvement rotatif en mouvement longitudinal. L’arbre à cames représente dans la figure 1 est une pièce mécanique utilisée, principalement, dans des moteurs thermiques à combustion interne à 4 temps pour la commande synchronisée des soupapes. Il se compose d’une tige cylindrique disposant d’autant de cames que de soupapes à commander indépendamment ou par groupe, glissant sur la queue de soupape, ou sur un renvoi mécanique (ex. : le patin d’un culbuteur). Il est placé au niveau du vilebrequin (moteur culbuté ou Moteur à soupapes latérales), ou sur la culasse (arbre à cames en tête).Les matériaux utilisés pour la fabrication des arbres à cames doivent être capables de résister à l’usure, vue les frottements importants avec les poussoirs ou les culbuteurs, surtout lors des démarrages à froid, lorsque la lubrification n’est pas encore assurée sous pression. On utilise en général, pour les moteurs de grande série, des fontes trempées sur les cames et les portées. [3]
Moteur culbuté
Dans un moteur culbuté, l’arbre à cames est situé près du vilebrequin, et transmet son mouvement aux soupapes à travers des tiges et culbuteurs (figure 2). Le problème de ce type de moteur est que la chaîne cinématique comprend beaucoup de mouvements alternatifs (tiges, culbuteurs et soupapes). Fig.2-Tige de culbuteur L’arbre à cames étant encore situé en bas du moteur, parce que lié, pour sa synchronisation, par un train d’engrenage au vilebrequin ou une chaîne, la commande des soupapes nécessite alors de longues tiges de rappel pour atteindre les culbuteurs (figure 3) et donc une augmentation du poids des pièces en mouvement. [3]
Arbre à cames en tête
L’arbre à cames en tête (figure 4) est une disposition particulière du ou des arbres à cames au-dessus de la culasse, afin d’améliorer la commande des soupapes par diminution des pièces en mouvement alternatif. Dans un moteur à soupapes en tête, il est d’usage de transmettre la commande d’ouverture des soupapes par un mouvement rotatif prélevé sur le vilebrequin et transmis à un arbre à cames. En disposant l’arbre à cames en tête, c’est-à-dire en haut du moteur, ces tiges ne sont plus nécessaires, mais la synchronisation de l’arbre se fait par transmission, autorisant un décalage de l’axe de rotation. D’abord adoptée en compétition, cette solution s’est généralisée petit à petit à tous les moteurs de véhicules de tourisme.
Pour éviter l’affolement de soupapes à de hauts régimes (environ4000 tr/min et plus), il convient de minimiser les pièces soumises à un mouvement alternatif, comme les poussoirs, les tiges de culbuteurs et les culbuteurs eux-mêmes. La suppression de ces pièces éliminant d’autant les jeux mécaniques parasites, la précision de commande des soupapes s’en trouvera améliorée. Pour cela, on place le ou les arbre(s)à cames directement au-dessus des soupapes. La transmission de la rotation du vilebrequin vers l’arbre à cames se fait par une chaîne, une courroie crantée, une cascade de pignons, un arbre avec couples coniques, voir. Il faut simplement maintenir une stricte synchronisation avec un rapport de deux tours de vilebrequin pour un tour d’arbre à cames. Lorsque toutes les soupapes sont sur une même ligne, un simple arbre à cames suffit à actionner toutes les soupapes sans avoir besoin de culbuteurs ni d’un deuxième arbre. Longtemps, les industriels ont boudé l’arbre à cames en tête pour les automobiles de grande série, à cause des coûts de maintenance, des problèmes de lubrification qu’il posait et des modifications des chaînes de fabrication des moteurs. En fait, les arbres à cames en tête n’ayant d’intérêt que pour atteindre les hauts régimes, il était d’usage de les réserver à des moteurs sportifs. Désormais, la majorité des moteurs d’automobiles sont équipés d’arbre à cames en tête, souvent double, pour actionner les 16 soupapes courantes sur les moteurs modernes à 4 cylindres en ligne. Les moteurs en V utilisant cette technologie occupent plus d’espace dans le compartiment moteur des voitures que les moteurs à soupapes latérales ou à soupapes en tête avec culbuteurs.
Les moteurs à arbre à cames en tête atteignent leur couple et leur puissance maximale à des régimes-moteurs supérieurs à ceux des moteurs à soupape en tête avec culbuteurs. Pour maximiser le rendement, les constructeurs automobiles doivent donc les jumeler à des transmissions ayant un nombre élevé de rapports. Parmi les dernières évolutions il faut signaler les moteurs à distribution variable, la technologie cames, ainsi que différents dispositifs permettant de modifier la position ou le profil de l’arbre à cames pendant le fonctionnement du moteur. Cette caractéristique permet d’améliorer le rendement du moteur à haut comme à bas régime. Malheureusement, le coût de ces dispositifs les réserve aux hauts de gamme et aux modèles sportifs.
Doubles arbres à cames en tête
Au début des années 1970, afin de permettre un bon centrage de la bougie dans la culasse, ainsi qu’un réglage aisé des lois de distribution, ils ont placé un arbre à cames pour les soupapes d’admission, et un autre pour l’échappement. L’espace entre les arbres permet de placer la bougie au centre de la chambre de combustion. Le double arbre à cames en tête est une variante de l’arbre à cames en tête, où les rangées de soupapes d’admission et d’échappement sont chacune actionnées par un arbre. Cette technique permet de supprimer presque toutes les pièces intermédiaires entre l’arbre à cames et la soupape, sans avoir besoin, pour autant, d’aligner toutes les soupapes. Le moteur peut, ainsi, tourner plus vite et produit moins de frottements et moins de bruits mécaniques dus aux jeux. Fig.5- double arbre à cames en tête La notion de double arbre ne se conçoit que pour chaque rangée de cylindres. Par exemple, un moteur en V qui n’aurait qu’un arbre à cames par rangée de cylindres est considéré comme simple arbre, bien qu’il ait deux arbres à cames en tout. Parfois, certains moteurs à plusieurs rangées de cylindres sont dits quadruples arbre à cames en tête. Cela désigne en fait un moteur où chaque rangée de cylindre dispose d’un double arbre à cames en tête. Le double arbre à cames est souvent associé aux distributions utilisant quatre soupapes par cylindre, mais ce n’est pas une obligation.
On trouve des moteurs doubles arbres à cames dès 1912 chez Peugeot grâce à Ernest Henry et chez Fiat. Le double arbre à cames en tête a commencé à se généraliser dans les années 1960 en automobile. En moto, la généralisation sur les véhicules de tourisme a été le fait des constructeurs japonais.
Soupape
La soupape (figure 6), dans un moteur à combustion interne, est l’organe qui règle l’entrée et la sortie des gaz dans la chambre de combustion. Les soupapes ont une forme qui est maintenant normalisée depuis la fin du dernier siècle: elles ressemblent à un champignon dont la tête qui constitue l’élément obturateur (en tenant en butée contre le siège ménagé sur la culasse, est soutenue et guidée par la tige cylindrique. Les soupapes sont animées d’un mouvement alternatif et s’ouvrent vers l’intérieur de la chambre de combustion, si bien que l’étanchéité est favorisée par la pression des gaz. Cet organe est apparemment très simple, mais il travaille dans Fig.6 – Soupape des conditions critiques (spécialement à l’échappement) aussi, l’établissement d’un projet de soupape exige des études soignées pour la définition des dimensions et des matériaux.
Piston
Le piston représente (figure7) est animé d’un mouvement rectiligne alternatif. Il reçoit et transmet les poussées. Il coulisse librement et assure l’étanchéité du cylindre. Cette étanchéité est réalisée par les trois segments : – Le premier est le segment « coupe-feu » qui Fig.7- Piston coupe le rayonnement thermique dû à l’explosion, – Le deuxième est le segment « d’étanchéité » qui évite le passage des gaz dans la partie basse du bloc, – Le troisième est le segment « racleur- d’huile » qui évite les remontées d’huile, étale un film d’huile de graissage, élimine et rejette les excès d’huile. Les alliages d’aluminium communément utilisés pour la fabrication des pistons peuvent se classer en trois catégories. · aluminium-cuivre. · aluminium-cuivre-nickel (ou fer). · aluminium- silicium. Cette dernière catégorie est la plus utilisée parce qu’elle offre d’excellentes caractéristiques de résistance mécanique, un faible coefficient de dilatation et des coefficients de conduction thermique élevés. Dans toute machine à combustion interne, le piston doit satisfaire aux conditions suivantes :
– Transmettre au vilebrequin par l’intermédiaire de la bielle, les efforts dus aux gaz de combustion.
-Assurer l’étanchéité aux gaz et à l’huile de graissage et céder aux cylindres la chaleur reçue des gaz. – La première fonction est essentiellement liée à la résistance mécanique du piston (dimensionnement des épaisseurs et choix de la matière) ; L’étanchéité aux gaz permet l’utilisation de toute l’énergie produite lors de la combustion et évite que les gaz, en fuyant dans le carter, ne brûlent l’huile et ne provoquent le grippage ou l’usure des segments.
La dissipation de la chaleur venant de la tête s’obtient soit par profilage de l’intérieur du piston, surtout dans la zone de raccordement à la jupe, soit en refroidissant par des jets d’huile la partie intérieure de la tête (appelée communément fond du piston), soit encore en ménageant dans le corps de la tête, ou tout autour de la chambre de combustion, des cavités annulaires ou formant un serpentin, dans lesquelles circulera de l’huile de refroidissement. La partie supérieure de ces pistons, directement exposée aux effets de la combustion, constitue la première barrière qui arrête les gaz dans leur détente. Un jeu trop grand favorise la formation de dépôts charbonneux. Si le jeu est trop petit, le segment de la première gorge travaille dans des conditions voisines du grippage. Ce segment, en effet, de par sa position, est particulièrement exposé, raison pour laquelle il est recommandé de le disposer le plus bas possible.
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Table des matières
Résumé
Abstract
Liste des figures
Introduction générale
Chapitre 1
1. Introduction
2. Définition de la maintenance
3. Importance de la maintenance par rapport à l’activité d’une entreprise
4. Situations du service de la Maintenance au sein d’une entreprise
5. Différents types de la maintenance
5.1 Maintenance préventive
5.1.1. Maintenance préventive systématique
5.1.2 Maintenance préventive conditionnelle
5.1.3 Maintenance préventive prévisionnelle
5.2 Maintenance corrective
5.2.1 Dépannage
5.2.2 Réparation
5.2.3 Localiser / Diagnostiquer
5.3 Organisation d’une action de maintenance corrective
5.4 Organisation d’une intervention pour le dépannage
6. Niveaux de maintenance
Conclusion
Chapitre 2
1. Introduction
2. Organes mécaniques
2.1 Organes mobiles
2.1.1 Arbre à cames
2.1.1.1Moteurculbuté
2.1.1.2 Arbre à cames en tête
2.1.1.3 Double arbres à cames
2.1.2 Soupape
2.1.3 Piston
2.1.4 Bielle
2.1.4.1 Bielle monobloc
2.1.4.2 Bielle assemblée
2.1.4.3 Bielle fendue
2.1.5 Vilebrequin
2.1.6 Volant-moteu
2.1.7 Coussinets
2 .2 Organes fixes
2.2.1 Culasse
2.2.2 Cylindre et bloc cylindre
2.2.2.1 Bloc usiné non chemisé
2.1.4.2 Bielle assemblé
2.2.2.2 Bloc avec une chemise sèche
2.2.2.3 Bloc chemise humide
2.2.3 Carter d’huile
2.2.4 Bougies de préchauffage
3. Circuits d’alimentation
3.1 Pompes d’alimentation
3.1.1 Pompes à membrane
3.1.2 Pompes à piston
3.1.2.1 Pompe d’alimentation à simple effet
3.1.2.2 Pompe d’alimentation
3.2 Système d’injection diesel
3.2.1 Moteurs à injection indirecte
3.2.2 Moteurs à injection directe
3.2.3 Injection directe classique
3.2.4 Moteurs à injection haute pression à rampe commune
3.2.2.1 Circuit d’alimentation basse pression
3.2.2.2 Circuit d’alimentation haute pression
3.2.3 Injection pompe
4. système de refroidissement
4.1 Refroidissement par eau
4.2 Refroidissement par air
5. Circuit de graissage
5.1 Graissage sous pression et à bain d’huile
5.2 Graissage sous pression et à carter sec
5.3 Pompe à huile
6. Conclusion
Chapitre 3
1. Introduction
2. Présentation du module
3. Fonctions principales
4. Causes et incidents
4.1 Exemple 1
4.2 Exemple 2
4.3 Exemple 3
5. Diagnostic des organes usés
6. Vidéos
7. Conclusion
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