AXE DE PISTON - MOTEURS THERMIQUES

2.2.AXE DE PISTON

 Fonction. L’axe de piston assure la liaison articulée entre le piston et la bielle. Il transmet a la bielle la force que reçoit le piston tout en permettant le mouvement oscillatoire bielle/piston.

 Structure. L’axe de piston (Fig.) est de forme cylindrique creux afin de diminuer au maximum sa masse tout en maintenant sa rigidité. L’axe de piston peut être décentré (déport) par rapport à l’axe géométrique du cylindre afin de réduire l’usure du cylindre.

On utilise trois types de montage de l’axe de piston avec la bielle (Fig.).

 Axe de piston libre dans les bossages du piston et dans le pied de bielle (B, flottant). L’axe est retenu de se déplacer latéralement et de frotter sur les parois du cylindre par des arrêts élastiques en acier : circlips ou joncs. Le pied de bielle comporte une bague en bronze.

 Axe de piston libre dans les bossages du piston et serré dans le pied de bielle (C). Le montage de l’axe s’effectue après une chauffe dela bielle.

 Axe de piston serré dans les bossages du piston et libre dans le pied de bielle (A). Le montage de l’axe s’effectue après une chauffe du piston.

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SEGMENTS - MOTEURS THERMIQUES

2.2. SEGMENTS

Fonction. Les segments (Fig.10) sont des anneaux circulaires ouverts et souples montés dans les gorges du piston en vue de :

-          Assurer l’étanchéité entre le piston et le cylindre afin que les gaz de combustion ne passent pas de la chambre de combustion dans le carter en phase de compression et que l’huile ne remonte pas du carter dans la chambre de combustion en phase d’aspiration.

-          Assurer le refroidissement du piston par le transfert de la chaleur du piston au cylindre.

                                                        Fig. 10 Piston a trois segments

Structure. Les segments sont fendus pour permettre leur montage et leur donner une certaine élasticité. La forme de la coupe (Fig.11) est généralement droite. Les fuites qui pourraient se produire en cet endroit sont réduites en répartissant les coupes (tiercage de segments) sur toute la périphérie du piston. Par suite au fait que les segments assurent l’uniformité des pressions radiales sur les parois du cylindre, leur coupe ne doit pas être modifiée.

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EXPERTISE DE L‘EMBIELLAGE

 L’embiellage est l’ensemble des organes mobiles du mécanisme moteur qui transforme le mouvement rectiligne alternatif du piston en mouvement de rotation du vilebrequin. L’embiellage se compose de : piston, segments, axe de piston, bielle est vilebrequin.

2.1. PISTON

Fonction. Le piston permet l’échange d’énergie entre les gaz et l’embiellage. Pendant la détente, les gaz fournissent de l’énergie au piston, mais au cours des autres temps du cycle, c’est la bielle qui commande le mouvement du piston.  Structure. Le piston (Fig.6) comporte deux parties distinctes : -          La tête de piston, la partie supérieure, reçoit l’action des gaz et assure l’étanchéité. Le fond de piston est en général plan, parfois bombé, convexe ou concave, selon la forme que l’on recherche pour la chambre de combustion.  Des gorges circulaires a section carrée portent des segments assurant l’étanchéité entre piston et parois du cylindre. -          La jupe, la partie inférieure, assure le guidage rectiligne. Elle porte, a l’intérieur, les bossages de l’alésage pour l’axe de piston et éventuellement une gorge, sur sa partie inférieure, pour un segment supplémentaire de retenue d’huile.   Piston a jupe intégrale (Fig.7). Il se caractérise par la liaison continue entre la tête et la jupe, associée a un profil intérieur progressif. Le diamètre de la tête du piston est plus petit que celui de la jupe afin de mieux réagir aux dilatations importantes localisées a ce niveau par le contact direct de la combustion des gaz. La jupe a une forme ovale dont le plus petit diamètre est au niveau des bossages de l’alésage pour l’axe de piston. Lorsque le piston est chaud, cette partie ovale s’arrondit.

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Exercice EXPERTISE DU BLOC-CYLINDRES

Exercice :

1. Quels sont les types de bloc-cylindres selon la disposition des cylindres ?

2. Quel avantage concernant la réparation le bloc-cylindres chemisé a-t-il par rapport au bloc cylindres non chemisés ?

3. Quelle différence y a-t-il entre les chemises sèches et les chemises humides ?

4. Quelles sont les avantages et les inconvénients des chemises sèches et des chemises humides ?

5. Quelles sont les causes de l’usure des cylindres ?

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DEFECTUOSITES DU BLOC-CYLINDRES

Défectuosité	Causes	Méthode de réparation
1. Fissures des chambres d’eau. 2. Déformation du plan de joint de la culasse 3. Usure (ovalisation) de l’alésage des paliers du vilebrequin. 4. Usure de l’alésage des portées de centrage des cylindres. 5. Usure de l’alésage des paliers de l’arbre a cames. 6. Obturation des canalisations d’huile. 7. Trous filetés a filetage détérioré. 8. Usure (conicité et ovalisation) de l’alésage des cylindres.	Dilatation irrégulière due au refroidissement irrégulier. Température élevée ou serrage irrégulier. Température élevée ou serrage irrégulier. Changement incorrect des cylindres. Frottement des paliers de l’arbre a cames. Dépôt des impuretés véhiculées par l’huile Boulons ou goujons en mauvais état ou cassés Frottement des segments et, dans une moindre mesure, du piston. Lavage du film d’huile par l’essence durant le démarrage a froid. L’abrasion provoquée par les  poussières et les impuretés. L’application du piston contre la paroi lors de la détente. La corrosion par les produits de la combustion.	Soudure / Remplacement du bloc-cylindres Rectification plane sans dépasser la hauteur minimale. Alésage en ligne Remplacement du bloc-cylindres Changement des bagues en bronze Nettoyage Refaire le filetage Alésage de précision des cylindres usinés a la cote de réparation. Remplacement des cylindres sèches et alésage a la cote nominale. Remplacement des cylindres humides

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EXPERTISE DU BLOC-CYLINDRES

1.1.            BLOC-CYLINDRES

 Fonctions.  Le bloc-cylindres est l’organe fixe du mécanisme moteur qui établit l’espace nécessaire a l’évolution du cycle a 4 temps. Il reçoit l’embiellage ou les organes mobiles.

 Le bloc-cylindres est aussi le support de la culasse, qui ferme la partie haute du moteur, et du carter inférieur, qui obture le bas du moteur. Il est soumis a toutes les forces engendrées durant le fonctionnement du moteur : couples, vibrations, etc.

Fig. 1 Bloc-cylindres en fonte non chemisé

Structure. La partie supérieure du bloc-cylindres est usinée pour former les cylindres (bloc-cylindres non chemisé) ou les logements de chemises (bloc-cylindres a cylindres rapportés). Le liquide de refroidissement circule librement a l’intérieur de cette partie.

 Le plan supérieur est dressé  pour former plan de joint, la culasse vient y s’appuyer pour couvrir les cylindres. Des bossages avec des trous filetés assurent la fixation de la culasse.

 La partie inférieure du bloc-cylindres comporte les demi-paliers de la «ligne d’arbre »,munis des coussinets, destinés a supporter le vilebrequin. Les chapeaux des paliers sont fixés par le bas, au moyen de vis, pour faciliter la dépose du vilebrequin.

 Le bloc-cylindres possède a l’intérieur des alésages destinés a recevoir l’arbre a cames et la commande des soupapes, la commande et la fixation de la pompe a huile et des canalisations du système de graissage.

 L’intérieur du bloc-cylindres est relié au collecteur d’admission ou au filtre a air par un reniflard pour la récupération des gaz ou des vapeurs d’huile.

 Le bloc-cylindres possède à l’extérieur les fixations élastiques du moteur au châssis et les organes et accessoires extérieurs : pignons de distribution, pompe a combustible, allumeur, etc.

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