Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
-
Jean AYEL : Professeur honoraire à l’École nationale supérieure du pétrole et des moteurs
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Lire l’articleINTRODUCTION
Ce document, qui s’intègre dans une série concernant les différentes formes d’usure pouvant affecter les moteurs, est la suite du Usure dans les moteurs- Formes fondamentales traitant les usures adhésive, abrasive, corrosive et par fatigue dans les moteurs.
Il traite des formes complexes d’usure dont les mécanismes font intervenir, comme phénomènes composants, certaines des formes fondamentales d’usure précédemment décrites.
La corrosion de contact, très fréquente dans les mécanismes de transmissions et les machines industrielles, se rencontre aussi dans les moteurs où se manifestent des phénomènes de vibrations de torsion et de flexion de vilebrequin. C’est pourquoi on peut rencontrer cette forme d’usure sur les emmanchements de volants ou de pignons sur les extrémités du vilebrequin, sur les plots de dampers de moteurs Diesel, sur le dos des coussinets de paliers lorsqu’ils sont mal ajustés dans leurs logements, sur les roulements à billes ou à rouleaux, etc.
L’érosion par cavitation est une forme d’usure qui peut se manifester dans deux parties du moteur :
-
a) dans le circuit d’huile lorsque le moteur tourne vite et que l’huile est très aérée ; l’érosion affecte alors les couches antifriction des paliers ;
-
b) dans le circuit de refroidissement des moteurs (Diesel notamment) fonctionnant dans des conditions thermiques très sévères ; l’érosion, qui peut prendre des proportions catastrophiques comme le percement des chemises, est surtout localisée au niveau des chemises, de la culasse et de la pompe à eau.
Les usures d’origine électrique enfin, comme le piquage électrique ou la corrosion galvanique, peuvent se manifester dans certaines conditions dans les moteurs, mais restent pratiquement toujours des phénomènes de second ordre par rapport aux autres formes d’usure.
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Corrosion de contact4. Conclusion
L’analyse des détériorations de surface dans les moteurs doit permettre, d’une part de rendre un diagnostic sûr concernant leurs origines et, d’autre part, de proposer les remèdes destinés à les combattre.
Bien entendu, l’examen n’est pas toujours facile et la cause de l’usure n’apparaît pas toujours clairement au vu des dégâts. En effet, bien souvent, le moteur a continué de fonctionner un certain temps après l’apparition du phénomène d’usure et les surfaces sont tellement détériorées qu’il n’est plus possible de détecter l’origine de la défaillance. Ainsi, deux surfaces ayant grippé peuvent ensuite être le siège d’une forte usure corrosive par oxydation de l’huile et décomposition thermique des additifs sous l’effet d’un échauffement interfacial excessif, d’une abrasion sévère par les particules d’usure adhésive et même d’une décohésion de métal avec formation de cavités par un mécanisme combiné d’adhésion et de fatigue thermique.
Très souvent, les surfaces détériorées portent les traces juxtaposées de plusieurs formes d’usure successives ou simultanées. Exemple : adhésion, corrosion et abrasion, fatigue et érosion par cavitation, etc.
De plus, un aspect visuel de détérioration, même non masqué par des phénomènes secondaires, n’informe pas toujours sur le type d’usure impliqué. Ainsi, par exemple, la présence de petites cavités sur une surface peut être due, comme il a été vu, à un processus de fatigue naissante, ou de corrosion de contact, ou d’électroérosion, ou encore d’érosion par cavitation, ou même d’érosion abrasive.
Ainsi, pour savoir quel est le ou les phénomène(s) impliqués dans la détérioration, il faut mener une véritable enquête policière dont la démarche est la suivante :
• sélection des types d’usure possibles ou habituellement rencontrés sur la pièce considérée (segment, cylindre, palier, came...) en fonction de ses conditions d’utilisation particulières (température, charge, vitesse, ambiance, taux d’utilisation, entretien, etc.) ;
• relevés des « empreintes », aussi complet que possible, à l’œil nu, ou mieux, en s’aidant d’une loupe ou d’un petit microscope binoculaire....
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SCHILLING (A.) - Automobile Engine Lubrication. - Scientific Publications (G.B.) Ltd. Broseley, Shropshire, England (1972).
-
(2) - AYEL (J.) - L’usure dans les moteurs. - Colloque I.A.P « Filtration et lubrification ». Alger, avr. (1980).
-
(3) - AYEL (J.) - Les différentes formes d’usure des surfaces. - Cours de lubrification des moteurs, ENSPM, Centre moteurs et utilisation des hydrocarbures, Rueil-Malmaison (1995).
-
(4) - BOWDEN (F.P.), TABOR (D.) - Friction and lubrication. - Meethuen and Co Ltd., London (1967).
-
(5) - ARCHARD (J.F.) - Contact and rubbing of flat surfaces. - J. Appl. Phys., p. 981-988 (1953).
-
(6) - RABINOWICZ (E.) - Friction and wear of materials. - John Wiley, New York (1965).
-
...
ANNEXES
Dans les Techniques de l’Ingénieur Génie mécanique
CARTIER (M.) - KAPSA (P.) - Usure des contacts mécaniques. - Problématique et définitions, BM 5 065 (2001). Éléments de tribologie, BM 5 066 (2001). Manifestations de l’usure, BM 5 067 (2001). Maîtrise de l’usure et du frottement, BM 5 068 (2001).
FLAMAND (L.) - Fatigue de surfaces. - BM 5 055 (1993).
AYEL (J.) - Lubrifiants. Additifs à action chimique. - BM 5 343 (2001).
HAUT DE PAGE
Wear et Tribology International pour les bases scientifiques de l’usure ;
Ingénieurs de l’Automobile, Revue Technique Automobile, Revue Technique Diesel, et MTZ pour les applications industrielles visant à combattre l’usure dans les moteurs.
Fascicules et documents techniques édités par les équipementiers : AE/Federal Mogul, Daros, Goetze, Perfect Circle/Dana et Teves-Thomson/TRW/Federal Mogul pour les segments ; AE/Federal Mogul, KolbenSchmidt, Mahle et Nural pour les pistons ; AE/Federal Mogul, Goetze, KolbenSchmidt, Mahle et Pont-à-Mousson pour les cylindres ; AE/Federal Mogul, J. Weco/Mahle/J. Wisemann, Süko/Mahle et Weyburn-Bartel/AE (ex (T&N)/Federal Mogul pour les organes de distribution.
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