Quel bloc cylindre est en place ? Matériaux pour fabriquer le bloc-cylindres
Le bloc-cylindres (bloc moteur) est la partie principale et fondamentale d'un moteur à combustion interne, il représente l'essentiel de la charge et abrite les principaux composants et mécanismes. Par conséquent, des exigences strictes sont imposées au bloc-cylindres, car il est fabriqué à partir de matériaux ; haute qualité et traité sur des machines spéciales de haute précision. Fondamentalement, les blocs-cylindres sont constitués de fonte grise perlitique avec de petits ajouts d'éléments d'alliage, mais dans dernièrement on les trouve souvent en aluminium et même en magnésium. Les blocs sont principalement fabriqués en fonte pour les camions et les tracteurs, et en aluminium pour les voitures et les voitures de sport. Sur les moteurs sportifs hautement accélérés avec turbocompresseur, les blocs sont désormais constitués de matériaux combinés, dont la partie intérieure est moulée en aluminium et la partie extérieure (où se trouve la chemise de refroidissement) est en magnésium.
Les blocs en aluminium et composites permettent une réduction significative du poids de l'ensemble du moteur et de la voiture dans son ensemble, ce qui est un gros plus pour les voitures de sport. En raison de conception complexe type labyrinthe avec un grand nombre de cavités cachées, les blocs-cylindres sont coulés sous haute pression. C'est la haute pression qui permet d'obtenir la forme correcte et d'éviter la formation d'inhomogénéités et de cavités d'air dans le « corps » du métal.
Les blocs-cylindres, fabriqués à partir d'un métal composite, sont produits de manière plus complexe - d'abord, la partie centrale est coulée sous haute pression à partir d'aluminium de haute pureté, et seulement ensuite. partie extérieure du magnésium. La technologie de fabrication de blocs à partir de métaux combinés (Figure 1) est très complexe et responsable, c'est pourquoi cette conception n'est utilisée que sur des voitures très chères et, en règle générale, sur une production non en série, où la réduction du poids du moteur est justifiée. . Cependant, les blocs en fonte peuvent supporter des charges plus élevées, ils sont plus résistants à la surchauffe et ont une capacité thermique inférieure. La capacité thermique de la fonte permet au moteur de se réchauffer plus rapidement jusqu'à la température de fonctionnement, ce qui réduira la durée de fonctionnement du moteur à combustion interne lors de l'échauffement en fonctionnement en hiver. N'oubliez pas que la conductivité thermique de la fonte est bien inférieure (environ 4 fois) à celle de l'aluminium, c'est pourquoi le système de refroidissement de ces moteurs fonctionne dans des conditions plus difficiles.
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Lors de la fabrication d'un bloc-cylindres, le mode de montage des chemises de cylindre est pris en compte (Figure n°3). Les chemises de cylindre sont fabriquées en acier de haute qualité. Les chemises de cylindre sont soit amovibles, soit coulées (intégrées au bloc) ; actuellement, les chemises coulées sont le plus souvent utilisées. Les chemises coulées sont installées dans le moule avant même la formation du bloc-cylindres lui-même, qui est coulé avec les chemises, ce qui permet la diffusion d'un métal dans un autre. Cette méthode de fabrication d'un bloc-cylindres réduit le coût de production d'un moteur à combustion interne, mais réduit également la maintenabilité du moteur dans son ensemble. En cas de panne due à l'usure naturelle ou à d'autres facteurs, il n'est pas possible de remplacer le manchon et l'ensemble est mis au rebut. Les manches amovibles peuvent être « mouillées » ou « sèches ». Le revêtement « humide » est en contact avec le liquide de refroidissement, tandis que le revêtement « sec » est installé dans un manchon interne supplémentaire et n'entre pas en contact avec le liquide. De plus, dans les moteurs en aluminium de la première série, il y avait un problème aigu dans l'utilisation de la technologie d'installation des chemises, donc si la chemise était coulée ou installée « à sec », alors après un certain temps, la chemise rivetait le bloc-cylindres en raison de divers vibrations linéaires dues à l’influence des températures. Pour cette raison, la préférence a été donnée aux cartouches « flottantes » « humides ». Depuis le début des années 1980, la technologie consistant à presser une chemise à paroi mince entourée d'aluminium dans le bloc-cylindres a commencé à être utilisée. Mais cette méthode présente de nombreux inconvénients.
La chemise du système de refroidissement joue un rôle très important dans le bloc-cylindres d'un moteur à combustion interne : elle permet au liquide de refroidissement d'accéder aux parties chauffées du groupe cylindre-piston. La chemise de refroidissement est constituée de vides dans les cavités internes du bloc et est conçue de telle manière que le liquide de refroidissement puisse éliminer efficacement et uniformément la chaleur des pièces chauffées.
Le bloc-cylindres contient également des canaux permettant d'alimenter en fluide lubrifiant (huile moteur) toutes les surfaces frottantes. Le plus souvent, ces canaux sont réalisés dans une pièce moulée finie et les sorties inutiles sont fermées par des bouchons.
Le bloc-cylindres contient tous les principaux composants d'un moteur à combustion interne : vilebrequin, pistons, mécanisme d'entraînement de distribution, carter d'huile, etc. Il est très important de maintenir leur position relative dans la tolérance spécifiée sur le dessin. Le non-respect de ces exigences entraîne des défauts ou une forte réduction de la durée de vie du moteur à combustion interne. Lors de la fabrication et du traitement d'un bloc-cylindres, il est très important de maintenir les tolérances pour la perpendiculaire des axes des cylindres et de l'axe du vilebrequin. C'est pourquoi, lors du traitement d'un bloc-cylindres, il est important bon choix et préparation des bases qui assurent la cohérence de l'installation des pièces relatives aux outils et aux parties actives de la machine dans toutes les opérations. Le plus souvent, les avions sont utilisés comme bases de montage lors du traitement des blocs. longue distance et deux trous situés à la plus grande distance. Pour les blocs, les plans de séparation ou plans des pieds et les trous de montage sont le plus souvent choisis comme bases de montage, et les trous pour les chemises de cylindre et les douilles de roulement sont choisis comme base d'ébauche.
Les douilles pour l'installation des chapeaux de palier principaux sont généralement traitées avec un jeu de fraises, suivies d'un traitement avec une broche préfabriquée sur des machines à brocher spéciales et des machines à brocher horizontales conventionnelles équipées de dispositifs de fixation de la pièce et d'orientation du brochage.
Les surfaces d'extrémité des gros blocs sont traitées sur des aléseuses horizontales.
Les plans des couvercles de cylindres (culasses) des blocs de gros moteurs, notamment dans les cas où les surfaces des pièces présentent des saillies ou des évidements, sont traités sur des machines rotatives. Les plans de petits blocs sont traités sur des machines à brocher longitudinales.
L'usinage des trous principaux est réalisé par alésage horizontal universel et alésage radial perceuses selon les marquages.
Le perçage des trous borgnes est réalisé à l'aide de barres d'alésage en porte-à-faux dans la broche de la machine. Lors du traitement de trous traversants, ainsi que pour garantir l'emplacement correct et la précision des trous, les machines sont équipées de dispositifs dans lesquels les barres d'alésage sont guidées par des bagues fixes ou rotatives.
Dans la production à grande échelle, le perçage des trous pour les manchons dans les grands blocs est réalisé à l'aide de fixations placées sur la table d'une aléseuse horizontale avec des supports permanents et rigidement fixés pour les barres d'alésage et le bloc est installé sur des surfaces de base permanentes. Dans la production à grande échelle, lors du traitement des trous pour manchons dans des blocs de moyennes et petites tailles, les machines verticales et multibroches sont largement utilisées. Sur ces machines, la pièce est montée sur la cavité inférieure et les trous de contrôle, et des barres d'alésage avec un jeu de fraises tournent dans les bagues de guidage supérieure et inférieure. Simultanément au perçage des trous pour les manchons, les brides sur lesquelles repose le manchon sont découpées. Ces brides doivent être usinées avec précision en hauteur et strictement perpendiculaires à l'axe des trous pour les chemises, car cela détermine les dimensions de la chambre de compression et la fiabilité de l'étanchéité à la jonction du bloc et des culasses.
Bloc-cylindres
Le bloc-cylindres ou carter moteur est le cœur du moteur. Les principaux mécanismes et pièces des systèmes moteurs se trouvent dessus et à l'intérieur. Le bloc-cylindres peut être moulé en fonte grise (moteurs des voitures ZIL-130, MA3-5335, KamAE-5320) ou en alliage d'aluminium (moteurs GAZ-24 Volga, GAE-53A, etc.). Une cloison horizontale divise le bloc-cylindres en parties supérieure et inférieure. Dans le plan supérieur du bloc et dans la cloison horizontale, des trous sont percés pour l'installation des chemises de cylindre. Dans le cylindre qui guide le mouvement du piston, se déroule le cycle de travail du moteur. Les manches peuvent être mouillées ou sèches. Une chemise de cylindre est dite humide si elle est lavée par le liquide de refroidissement, et sèche si elle n'est pas en contact direct avec le liquide de refroidissement.
Riz. 1. Bloc-cylindres et culasse d'un moteur en forme de V : 1 - bloc-cylindres ; 2 - joint de culasse ; 3 - chambre de combustion ; 4 - tête de bloc ; 5 - chemise de cylindre ; 6 - bague d'étanchéité ; 7 - goujons
Les cylindres peuvent être coulés en fonte grise avec les parois de la chemise d'eau sous la forme d'un seul bloc ou sous la forme de manchons séparés installés dans le bloc. Les moteurs avec des cylindres réalisés sous forme de chemises humides remplaçables sont plus faciles à réparer et à exploiter (moteurs GAZ-24 Volga, GAE-53A, ZIL-130, MA3-5335, KamAZ-5320, etc.).
La surface intérieure du cylindre, à l’intérieur de laquelle se déplace le piston, est appelée miroir du cylindre. Il est soigneusement traité pour réduire la friction lors de son déplacement dans le cylindre et les segments du piston et est souvent durci pour améliorer la résistance à l'usure et la durabilité. Les chemises de cylindre sont installées de manière à ce que le liquide de refroidissement ne pénètre pas dans elles ou dans le carter et que les gaz ne s'échappent pas du cylindre. Il faut également prévoir la possibilité de modifier la longueur des chemises en fonction de la température du moteur. Afin de fixer la position verticale des chemises, celles-ci disposent d'un collier spécial pour s'appuyer contre le bloc-cylindres et les courroies d'installation. Les chemises humides en partie inférieure sont scellées avec des anneaux en caoutchouc placés dans les rainures du bloc-cylindres (moteurs de la voiture KamaE-5320), dans les rainures des chemises (moteurs des voitures MA3-5335, ZIL-130, etc. ), ou des joints annulaires en cuivre installés entre le bloc et la surface d'appui de la ceinture inférieure du revêtement (moteurs GAZ -24 Volga, GAE -53A, etc.). L'extrémité supérieure de la chemise dépasse de 0,02 à 0,16 mm au-dessus du plan du bloc-cylindres, ce qui contribue à une meilleure compression du joint de culasse et à une étanchéité fiable de la chemise, du bloc et de la culasse.
Riz. 2. Schémas des cylindres du moteur : a - sans chemises, mais avec un insert court (voitures ZIL -157 K, GAZ -52-04) ; b et c - avec un manchon « humide » (diesels YAMZ-2E6 et KamAZ-5320) ; g - avec un manchon « humide » dans lequel est enfoncé un insert court (sur GAZ -24 Volga, GAZ -5EA, ZIL -130, etc.) ; 1 - bloc-cylindres 2 g - chemise d'eau ; 3 - insérer ; 4, 5 à 6 - chemises de cylindre ; 7 - bagues d'étanchéité (caoutchouc ou cuivre, installées sous le collier)
Pendant le fonctionnement du moteur, le mélange de travail brûle dans la partie supérieure des cylindres. La combustion s'accompagne du dégagement de produits d'oxydation, qui provoquent la corrosion des cylindres. Pour augmenter la résistance à l'usure des cylindres, certains moteurs utilisent des inserts en fonte anticorrosion. Ils sont pressés dans le bloc-cylindres (moteurs des voitures ZIL-130K, GAZ-52-04) ou dans des chemises de cylindre (moteurs GAZ-24 Volga, GAZ-bZA, ZIL-130, etc.). Cela complique la technologie de fabrication des moteurs. À l'avenir, les concepteurs prévoient d'utiliser des métaux spéciaux, ce qui éliminera l'utilisation d'inserts dans les cylindres.
Transversal cloisons verticales l'intérieur du bloc-cylindres ainsi que les parois avant et arrière assurent la résistance et la rigidité nécessaires. Dans ces cloisons, ainsi que dans les parois avant et arrière du bloc, des douilles sont percées pour les moitiés supérieures des paliers principaux du vilebrequin. Les moitiés inférieures des roulements principaux sont logées dans des capuchons fixés au bloc avec des goujons ou des boulons.
Dans les moteurs en V, l'une des rangées du bloc-cylindres est légèrement décalée par rapport à l'autre, ce qui est dû à l'emplacement de deux bielles sur le maneton du vilebrequin : une pour les blocs droit et l'autre pour les blocs gauches. . Ainsi, dans les moteurs en forme de V des voitures GAZ -53A, le bloc-cylindres gauche est décalé vers l'avant (le long de la course du véhicule) de 24 mm, et dans les voitures ZIL -130 - de 29 mm par rapport au bloc droit. La numérotation des cylindres est indiquée d'abord pour le bloc-cylindres de droite (dans le sens de la voiture), puis pour celui de gauche : le cylindre le plus proche du ventilateur est le numéro un, etc.
Le cylindre avec la culasse sert d'espace où se déroule le processus de travail du moteur ; Les parois du cylindre dirigent le mouvement du piston.
Le bloc-cylindres est la pièce moulée globale dans laquelle se trouvent les cylindres. Les moteurs en ligne ont une section du bloc-cylindres, tandis que les moteurs en forme de V ont deux sections (droite et gauche), réunies par un carter commun. Le bloc-cylindres est fabriqué avec le carter. Cette pièce moulée, appelée carter, sert à monter et à assembler tous les mécanismes et dispositifs du moteur.
Le carter est en fonte ou en alliage d'aluminium.
Dans les moteurs en ligne, lors de la fabrication d'un bloc en fonte, les cylindres sont coulés avec le bloc. La surface de travail intérieure des cylindres 6, soigneusement traitée et polie, est appelée miroir cylindrique. Entre les parois du cylindre et les parois extérieures du bloc se trouve une cavité 8 remplie d'eau qui refroidit le moteur et appelée chemise d'eau.
Dans le cas de la coulée d'un carter en alliage d'aluminium, ainsi qu'avec un bloc en fonte pour moteurs en forme de V, les cylindres sont réalisés sous la forme de chemises en fonte séparées installées dans les trous des cloisons supérieure et inférieure du bloc. Dans le bloc, le manchon est fixé par une collerette supérieure ou inférieure qui s'insère dans les évidements des cloisons du bloc, et est serré par une tête montée sur le dessus du bloc sur un joint.
Le manchon est en contact direct avec l'eau circulant dans la chemise d'eau et est dit « humide ». Dans ce cas, le manchon est scellé de manière fiable dans la cloison inférieure du bloc à l'aide d'un anneau en cuivre ou en caoutchouc ou de plusieurs anneaux en caoutchouc installés en dessous dans les rainures du manchon.
Des chemises courtes en fonte anticorrosion spéciale résistante à l'usure sont généralement pressées dans la partie supérieure des cylindres ou des chemises du bloc, qui sont les plus exposées aux températures élevées et aux effets corrosifs des gaz d'échappement, pour augmenter la durée de vie du moteur. cylindres.
Avec un agencement de soupapes inférieures, un côté du bloc moteur en ligne comporte des orifices d'entrée et de sortie et des sièges dans lesquels les soupapes sont installées. Du même côté du bloc se trouve une chambre - une boîte à vannes, dans laquelle se trouvent les pièces du mécanisme de distribution de gaz. Le boîtier de vannes est fermé par un ou deux couvercles.
Dans le cas d'un agencement de soupapes en tête, les poussoirs et les tiges du mécanisme de distribution de gaz sont situés dans la chambre latérale du bloc ou dans ses deux sections selon une conception en forme de V.
Un couvercle de pignon de distribution, en fonte ou en alliage d'aluminium, est fixé à l'avant du carter. Un carter de volant en fonte est fixé à l'arrière du carter. Les supports de vilebrequin et d'arbre à cames sont situés dans les parois avant et arrière du carter moteur et ses cloisons internes.
Le plan supérieur du bloc-cylindres ou chacune de ses sections en forme de V est soigneusement traité et une culasse commune est installée dessus, recouvrant les cylindres par le haut. Dans la culasse au-dessus des cylindres se trouvent des évidements qui forment les chambres de combustion, ainsi qu'une chemise d'eau qui communique avec la chemise d'eau du bloc. Avec une disposition de soupapes en tête, la culasse contient également des sièges de soupape et des orifices d'admission et d'échappement moulés. La tête comporte des trous filetés pour visser les bougies d'allumage.
La culasse des moteurs à carburateur est moulée en alliage d'aluminium. Une telle culasse a une conductivité thermique élevée, ce qui entraîne une diminution de la température du mélange de travail dans les cylindres du moteur à la fin des courses de compression. Cela permet d'augmenter le taux de compression du moteur sans apparition de combustion par détonation du carburant pendant le fonctionnement du moteur.
Riz. 3. Formes des chambres de combustion des moteurs
La culasse est fixée au bloc avec des écrous sur des goujons ou des boulons. Un joint d'étanchéité est installé entre le bloc et la culasse, ce qui élimine le passage des gaz des cylindres et les fuites d'eau de la chemise d'eau à la jonction de la culasse et du bloc. Le joint est en carton d'amiante doublé d'une fine tôle d'acier ou en carton d'amiante imprégné de graphite avec une bordure métallique sur les bords et les trous. Par le bas, un carter en acier embouti est boulonné à la bride du carter moteur sur un joint d'étanchéité. Le plan du connecteur de carter coïncide avec l'axe du vilebrequin ou se situe en dessous de celui-ci.
Avec un agencement de soupapes verticales unidirectionnelles inférieures, la chambre de combustion d'un moteur à carburateur est décalée sur le côté
vannes Cette chambre de combustion décalée assure un bon tourbillonnement du mélange lors de la compression et meilleures conditions sa combustion. Pour réduire la longueur I de la chambre de combustion et améliorer les conditions de combustion du mélange de travail, ainsi que pour réduire la résistance à l'écoulement du mélange à l'entrée du cylindre doté d'une telle chambre, la disposition des soupapes inférieures est habituellement utilisé, incliné par rapport à l'axe du cylindre.
Avec une disposition supérieure de soupapes à une rangée, la chambre de combustion des moteurs à carburateur a généralement une forme semi-coin, ce qui offre les meilleures conditions pour la combustion du mélange de travail. La chambre de combustion semi-coin, de par la simplicité de sa forme, peut être entièrement usinée. Cela permet d'assurer un respect précis du volume des chambres de combustion dans tous les cylindres et d'augmenter l'uniformité du fonctionnement du moteur.
Avec les deux formes de chambre de combustion, une partie de sa surface (déplaceur) est située à proximité du fond du piston lorsqu'il est positionné dans le c. m.t. De tels déplaceurs contribuent à une meilleure répartition du volume du mélange de travail comprimé et réduisent le risque de détonation lors de la combustion du mélange.
Lors de la fabrication du carter, de la culasse et d'autres pièces (couvercles d'arbre à cames, etc.) à partir d'alliages d'aluminium, le poids total du moteur est considérablement réduit. Si des chemises amovibles sont utilisées, il est plus facile de fabriquer des carters et plus pratique de réparer les cylindres lorsqu'ils sont usés.
Dans les moteurs diesel, la pression des gaz pendant la combustion est beaucoup plus élevée que dans les moteurs à carburateur, c'est-à-dire que les pièces diesel subissent des charges plus importantes, elles sont donc rendues plus durables et plus rigides.
Le bloc-cylindres est en fonte, particulièrement solide et rigide. Ceci est obtenu grâce à l'épaisseur importante des parois du cylindre et du carter, à la présence d'un plus grand nombre de nervures à l'intérieur du carter et au déplacement du plan de séparation du carter nettement en dessous de l'axe du vilebrequin. Les cylindres du moteur sont équipés de chemises sèches (c'est-à-dire sans contact direct avec l'eau) qui sont insérées dans les cylindres alésés du bloc, ou des chemises d'insertion humides en fonte spéciale sont utilisées. Les culasses diesel sont en fonte, ce qui les rend également plus solides et plus rigides que celles des moteurs à carburateur.
Avec un degré de compression élevé, pour obtenir le plus petit volume possible de chambre de combustion dans les moteurs diesel, seule la disposition supérieure des soupapes est utilisée. Dans les moteurs à injection directe de carburant (moteurs diesel YaMZ), la culasse n'a pas d'évidements au-dessus des cylindres et la chambre de combustion est formée par un évidement correspondant dans le fond du piston.
À catégorie : - Conception et fonctionnement du moteur
(ci-après dénommé BC) toutes les autres pièces sont fixées, en commençant par le vilebrequin et en terminant par la tête. Les BC sont désormais fabriqués principalement en aluminium, mais auparavant, dans les modèles de voitures plus anciens, ils étaient en fonte. Les pannes de bloc-cylindres ne sont pas rares. Par conséquent, les propriétaires de voitures novices seront intéressés à apprendre à réparer cet appareil. Découvrons les pannes typiques, ainsi que les méthodes et technologies de réparation du bloc-cylindres du moteur. Ces informations intéresseront tous ceux qui possèdent une voiture.
Bref appareil
Directement à l'intérieur du bloc se trouvent des trous traversants aux parois polies - les pistons se déplacent à l'intérieur de ces trous. Dans la partie inférieure du BC se trouve un lit sur lequel les extrémités du vilebrequin sont fixées par des roulements. Il existe également une surface spéciale pour sécuriser la palette.
Le dessus du bloc présente également une surface polie parfaitement lisse. La tête y est fixée à l'aide de boulons. Ce que beaucoup appellent aujourd'hui des cylindres sont formés d'un bloc et d'une tête. Sur le côté du BC se trouvent des supports pour fixer le moteur à la carrosserie de la voiture.
Des doublures peuvent être installées à l’intérieur du cylindre. Ils sont largement utilisés dans les blocs d'aluminium. Chaque pièce fixée au moteur est équipée de joints d'étanchéité qui empêchent d'éventuelles fuites du moteur. Grâce à ces éléments, l'antigel ne se mélange pas à l'huile et vice versa. Les joints doivent toujours être intacts, sinon cela nuirait au fonctionnement du moteur à combustion interne.
Défauts typiques
Avant d'aborder le sujet de la réparation du bloc-cylindres du moteur, vous devez vous familiariser avec les problèmes les plus courants avec cet appareil. Certains problèmes peuvent être résolus vous-même dans un garage ; pour en réparer d’autres, vous aurez besoin équipement spécial.
Pendant le fonctionnement du moteur, les types de défauts suivants peuvent se former dans le bloc-cylindres du moteur à combustion interne. Il s'agit d'une usure naturelle des parois du cylindre, d'éraflures et de marques sur les parois. Des fissures se forment également souvent à la fois dans les cylindres et dans la chemise d'eau ou la culasse. Les sièges de soupapes sont également sujets à l'usure. Ils peuvent également développer des fissures ou des piqûres. Les goujons se cassent, ainsi que les boulons fixant le bloc lui-même.
Il y a aussi moins de sérieux problèmes- il s'agit de tartre dans la chemise du système de refroidissement, ainsi que de dépôts de carbone dans la culasse. En raison des processus de corrosion, du fonctionnement du bloc à des températures élevées, du frottement des pistons et du vilebrequin contre les parois du cylindre, ils deviennent avec le temps elliptiques dans le plan où oscille la bielle. Un cône est également formé sur la longueur des cylindres.
Causes d'usure
Lorsque le carburant brûle dans la chambre de combustion, les gaz pénètrent dans les rainures des segments de piston et les poussent contre la surface du cylindre. La force de pression diminue à mesure que le piston descend. Les cylindres s’usent donc davantage en haut qu’en bas. Quant à la lubrification, elle est pire dans la partie supérieure des cylindres à cause de l'influence températures élevées. La force qui agit sur le piston d’un moteur pendant sa course motrice est divisée en deux composantes importantes.
La première partie de cette force est dirigée le long des bielles. La deuxième partie est dirigée perpendiculairement à l'axe des cylindres. Elle presse les pistons contre le côté gauche du mur. Lorsque la compression est transmise du vilebrequin à la bielle, la force est également divisée en deux parties : l'une travaille le long des bielles et comprime le mélange carburé, et la seconde presse le piston contre la paroi droite des cylindres. Les forces latérales agissent également sur les courses d'admission et d'échappement, mais dans une bien moindre mesure.
Sous l'action des forces latérales, les cylindres s'usent dans le plan de fonctionnement de la bielle et une ovalisation se produit. L'usure de la paroi gauche est plus importante, puisque la force latérale lors des courses de travail des pistons est la plus élevée.
En plus de la formation d’ovalisation, l’action des forces latérales provoque également une conicité. À mesure que le piston descend, l’effet des forces latérales diminue.
Des rayures sur les parois du cylindre se forment en raison d'une surchauffe, d'un manque d'huile, d'une contamination par l'huile, d'un jeu insuffisant entre les parois du cylindre et le piston, d'axes de piston mal fixés et de segments de piston cassés. Le degré d'usure du cylindre peut être déterminé à l'aide d'un indicateur ou d'une jauge d'alésage.
Comment mesurer correctement l’usure ?
L'ovalité ou l'ellipse doit être mesurée dans la courroie située 40 à 50 mm sous le haut de la chambre de combustion. Vous devez mesurer dans des plans mutuellement perpendiculaires. L'usure sera minime le long de l'axe du vilebrequin et maximale dans le plan perpendiculaire à l'axe du vilebrequin. S'il y a une différence de taille, ce sera alors la valeur d'ovalité.
Pour déterminer la conicité, l'indicateur doit être installé le long de la chambre de combustion. Le plan est choisi perpendiculairement à l'axe du vilebrequin. S'il y a une différence de taille dans les lectures de l'indicateur, il s'agit alors de la taille du cône. Dans ce cas, vous devez mesurer le bas et le haut du cylindre. L'indicateur est abaissé strictement verticalement afin qu'il ne dévie dans aucune direction.
Si la taille de l'ellipse est supérieure aux 0,04 mm autorisés et que la conicité est supérieure à 0,06 mm, qu'il y a des rayures et des marques sur les parois, une réparation du bloc-cylindres du moteur est alors nécessaire.
Par réparation, nous entendons augmenter le diamètre jusqu'à la taille de réparation la plus proche, installer de nouveaux pistons et autres éléments associés. En fonction de l'usure des cylindres, ils sont meulés, alésés puis finis, des chemises sont installées.
Broyage BC
Cette opération est réalisée principalement sur des rectifieuses intérieures. La pierre de cet équipement a un diamètre nettement inférieur à la taille du cylindre. La pierre peut se déplacer autour de l'axe, le long de la circonférence du cylindre, ainsi que le long de l'axe de la chambre de combustion.
Le processus de réparation d'un bloc-cylindres moteur effectué de cette manière est très long et complexe, surtout s'il faut retirer une grande couche de métal. La surface de la chambre de combustion devient ondulée et peut être obstruée par de la poussière. Cette dernière pénètre dans les pores de la fonte - après réparation, cela peut ensuite provoquer une usure intense des segments et des pistons. Le meulage des cylindres est désormais extrêmement rarement utilisé.
Ennuyeux
La réparation des blocs-cylindres de moteurs en fonte peut également être effectuée de cette manière. Des machines ennuyeuses fixes et mobiles sont utilisées. Les unités de forage verticales mobiles sont fixées directement au bloc pendant le processus. Dans ce cas, pour traiter les premier et troisième cylindres, la machine est fixée par le haut avec des boulons qui traversent le deuxième cylindre. Avant de sécuriser définitivement la machine, sa broche est soigneusement centrée à l'aide de cames. La fraise est ajustée à la taille requise à l'aide d'un micromètre ou d'une jauge d'alésage.
L'inconvénient du perçage est la nécessité d'une finition ultérieure - des traces de travail restent sur la surface sans finition outil de coupe. Finition lors de la réparation du bloc-cylindres moteur diesel, les unités à essence sont réalisées dans des machines spéciales ou de forage. Dans des cas plus simples, vous pouvez vous débrouiller avec une perceuse électrique et une tête de finition avec des pierres abrasives. Lors de tout processus de finition, le cylindre à traiter est généreusement arrosé de kérosène.
À la fin du traitement, la conicité et l'ellipse ne doivent pas dépasser 0,02 mm. L'alésage au diamant est réalisé avec des fraises en carbure à faibles avances et à vitesses élevées. Il est préférable de travailler sur des aléseuses spéciales.
Gainage
Cette technologie de réparation d'un bloc-cylindres moteur est sélectionnée lorsque l'usure des cylindres est supérieure à la dernière dimension de réparation. La doublure est également choisie s'il y a des entailles et des rayures très profondes sur la surface.
Le cylindre doit être percé à un diamètre qui permettra l'installation d'un revêtement d'une épaisseur de paroi allant jusqu'à 2-3 mm après le perçage. Dans la partie supérieure de la chambre de combustion, vous devez réaliser un évidement spécial pour le collier du revêtement.
Le revêtement est fabriqué à partir de matériaux dont les propriétés sont similaires à celles du matériau des cylindres. Le diamètre extérieur doit avoir une marge pour le pressage. Le revêtement ainsi que les parois du cylindre sont lubrifiés avec de l'huile et mis en place à l'aide d'une presse hydraulique. S'il n'y a pas de presse, les manchons peuvent être installés à l'aide outil à main.
Réparation de siège de soupape
Parallèlement au BC, une réparation de la culasse du moteur peut également être nécessaire. Si l'usure des sièges de soupape est légère, elle peut être éliminée en rectifiant simplement la soupape sur le siège. Si l'usure est importante, alors le siège est fraisé avec une fraise conique. La première étape consiste à le traiter avec une fraise à ébaucher avec un angle de 45 degrés. Ensuite, sélectionnez une fraise avec un angle de 75 degrés. Prenez ensuite la pièce à un angle de 15 degrés. Le siège peut ensuite être usiné avec une fraiseuse de finition.
Le fraisage ne sera efficace que si les guides de soupape présentent une usure minimale ou sont complètement neufs.
Lors de la réparation du bloc-cylindres d'un moteur 406, après fraisage, le siège est meulé avec des pierres coniques à l'aide d'une perceuse et la soupape est meulée. Si l'usure des sièges est importante, le siège doit être alésé sur une machine utilisant des fraises en bout et un anneau en fonte doit y être pressé, qui doit ensuite être traité dans l'ordre décrit ci-dessus.
S'il est possible de remplacer un siège de remplacement, alors pour faciliter la réparation de la culasse du moteur 406, il suffit de remplacer l'ancien siège par un neuf.
Réparation de revêtement de valve
Si les guides de soupape sont usés, ils peuvent être restaurés en les alésant avec un long alésoir à la taille de réparation. Si l'usure des bagues est importante, elles doivent alors être retirées sous pression et remplacées par des neuves. Lors du pressage de nouvelles bagues, l'interférence doit être de 0,03 m. Ensuite, le diamètre de la bague est ajusté à la taille nominale.
Réparation de poussoirs de guidage
Ces éléments, fabriqués en bloc en pièces détachées lors du processus de réparation de la culasse du moteur 402, sont traités par alésage aux dimensions de réparation de la tige de poussée ou par remplacement des tiges de poussée.
Conclusion
Comme vous pouvez le constater, il est impossible de réaliser une révision majeure d'un moteur sans machines et outils spéciaux. Mais si les dégâts sont mineurs, des artisans particulièrement désespérés ont percé les cylindres avec des outils ordinaires. perceuse électrique avec du papier de verre. Vraiment effrayant réparations majeures il n'y a rien - dans la plupart des cas, les prix des opérations de forage et autres sont bas. La réparation de la culasse d'un moteur diesel peut être effectuée dans le garage de vos propres mains, par analogie avec les culasses à essence.
Essentiellement, le bloc-cylindres du moteur est le corps principal du moteur sans ses éléments internes - la culasse, les pistons, les bielles, le vilebrequin, le volant et autres pièces - juste un seul bloc-cylindres.
Bloc-cylindres typique d'un moteur 8 cylindres
La plupart des blocs moteurs sont fabriqués en partie en aluminium et en partie en fonte, même si à la fin des années 1990, de nombreuses expériences ont été réalisées et certains blocs moteurs ont même été essayés en plastique. De tels matériaux expérimentaux ont été utilisés dans des prototypes de voitures dans l’espoir de développer des voitures plus légères et plus efficaces. Le fait est que le bloc-cylindres en fonte est assez grand et représente une partie importante du poids de la voiture. Le bloc-cylindres nécessite généralement plusieurs personnes ou un équipement spécial pour le soulever.
Comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessus, le bloc-cylindres n'est pas seulement un corps rectangulaire - c'est un alliage de forme complexe avec de nombreux trous (dont les plus grands sont destinés au vilebrequin et aux pistons), des canaux, des évidements et des saillies. Une série de canaux et de passages à l'intérieur comprennent une conduite et sont conçus pour fournir de l'antigel du radiateur à toutes les zones chaudes du moteur, l'empêchant ainsi de surchauffer. Une fois que le liquide de refroidissement a circulé dans tout le moteur, il est renvoyé vers le radiateur pour être refroidi par le ventilateur et renvoyé au moteur.
Le cœur du bloc-cylindres d’un moteur à combustion interne sont toujours les cylindres. Le nombre de cylindres détermine la taille et l’emplacement du bloc, et la plupart des voitures ont entre quatre et huit cylindres. Il existe trois types de blocs moteurs selon l'emplacement des cylindres les uns par rapport aux autres :
- bloc-cylindres en ligne ;
- Bloc-cylindres en forme de V ;
- bloc-cylindres opposés.
Un carter d'huile est fixé au bas du bloc, qui est essentiellement un réservoir pour l'huile lubrifiante du moteur. Périodiquement, l'huile moteur doit être changée et, dans ce cas, le carter d'huile est vidé de l'huile usagée puis rempli d'huile neuve.
En fonctionnement normal, le bloc moteur devient très chaud et les conducteurs doivent être prudents lorsqu'ils le touchent.
Ce sont les pièces les plus grandes et les plus lourdes du moteur, fabriquées par moulage et usinage ultérieur. Dans un moteur refroidi par liquide, des passages de liquide de refroidissement sont situés autour des cylindres pour former une chemise d'eau.
Riz. Bloc-cylindres moteur V8 en aluminium avec chemises sèches embouties.
Cylindres de moteur refroidissement par air généralement fabriqués séparément et dotés d'ailettes pour augmenter la surface de refroidissement.
Le bas du bloc-cylindres est généralement usiné pour insérer les roulements principaux du vilebrequin dans le bloc et pour fixer le carter d'huile. Grande valeur a la distance entre les cylindres adjacents. L'augmentation de la distance permet d'augmenter la rigidité du bloc et offre la possibilité d'augmenter encore la [[Cylindrée du moteur |cylindrée du moteur]] en augmentant le diamètre des cylindres (le moyen le plus simple d'obtenir des modifications sur des moteurs de différentes puissances). En revanche, cela entraîne une augmentation dimensions hors tout moteur et sa masse. Récemment, certains constructeurs de moteurs automobiles ont produit des blocs-cylindres dans lesquels les cylindres adjacents touchent les parois (appelés blocs siamois). Cette méthode permet d'obtenir une structure assez rigide avec relativement petite taille. La rigidité du bloc-cylindres détermine en grande partie les caractéristiques sonores du moteur.
Riz. Cylindre et piston de moteur à deux temps refroidi par air
Pendant longtemps, le seul matériau utilisé pour fabriquer les blocs-cylindres était la fonte. Ce matériau est peu coûteux, il présente une résistance et une rigidité élevées avec de bonnes propriétés de coulée. De plus, les surfaces internes affûtées des cylindres en fonte présentent d'excellentes propriétés antifriction et une résistance élevée à l'usure. Les inconvénients importants de la fonte sont sa masse importante et sa faible conductivité thermique. Le désir des concepteurs de créer des moteurs plus légers a conduit au développement de modèles de blocs-cylindres en alliages d'aluminium. L'aluminium est nettement inférieur à la fonte en termes de rigidité et de résistance à l'usure, de sorte qu'un bloc en aluminium doit avoir un grand nombre de raidisseurs, et les cylindres sont généralement les mêmes chemises en fonte, qui sont insérées dans le bloc en aluminium pendant le processus d'assemblage, coulées ou enfoncé lors de la fabrication. Si la chemise de cylindre est directement rincée avec du liquide de refroidissement, on parle de "mouillé", et sinon - "sec". Les chemises humides doivent avoir une étanchéité fiable avec la cavité de refroidissement du bloc-cylindres.
Riz. Bloc-cylindres avec chemise « sèche ». La section montre clairement comment les chemises « sèches » sont insérées dans le bloc-cylindres et les rainures pratiquées dans le fond des pistons qui protègent les soupapes de toucher le piston.
Application grande quantité Les raidisseurs et les chemises en fonte annulent largement les avantages de l'utilisation de blocs-cylindres en alliages d'aluminium. Utilisation en production technologies modernes permet de fabriquer des moteurs légers « en aluminium » dans lesquels le bloc-cylindres ne comporte pas de chemises en fonte. Dans les surfaces de travail des cylindres en blocs d'aluminium, une teneur accrue en silicium est créée électrolytiquement, puis les cylindres sont chimiquement gravés pour créer un film poreux résistant à l'usure de silicium pur sur la surface de travail des cylindres, qui retient bien le lubrifiant. De plus, particulièrement souvent dans les moteurs à deux temps, une couche de chrome ou d'un alliage silicium-nickel est appliquée sur le cylindre en aluminium ( Nikasil).
Riz. Moteur avec bloc aluminium. Le bloc-cylindres de ce six cylindres compact bicylindre en V à 24 soupapes, conçu pour une installation transversale dans un véhicule, est entièrement réalisé en alliage d'aluminium.
La rigidité d'un bloc-cylindres en aluminium peut être augmentée non seulement en utilisant un grand nombre de raidisseurs, mais également en utilisant des espaceurs type d'échelle dans le bloc. De telles entretoises reliées au bloc, en plus d'augmenter considérablement la rigidité du bloc lui-même, servent de base solide pour l'installation des roulements principaux du vilebrequin, ce qui augmente sa durabilité. Cette conception de bloc-cylindres devient la norme dans la production de moteurs à essence modernes. voitures particulières. Dans la production de moteurs diesel, dans lesquels, en raison de charges élevées et des niveaux de bruit élevés nécessitent une plus grande rigidité du bloc ; des blocs-cylindres en fonte sont souvent utilisés.
Riz. Châssis de type échelle en bloc. Les cadres de type échelle remplacent les chapeaux de palier principaux de vilebrequin habituels dans la conception des moteurs à combustion interne modernes, confèrent une grande rigidité au bloc-cylindres et prolongent la durée de vie du vilebrequin.
