Comment ça s'use un moteur ?

[Tigrou59]

Salut les loulous.

Je pense que ça aurait sa place ici, explication des phénomènes d'usure à l'attention des débutants.

Ca vient d'un forum concurrent, plein de gens qui n'ont pas vu la lumière (bouuuuuh).

http://forums.moto-station.com/techniqu ... frage.html" onclick="window.open(this.href);return false;

Ca bouscule quelques idées préconçues, je pense que nos experts à nous peuvent confirmer ?

[Alioucha]

Je colle le plus intéressant ici, ça évitera à tout le monde d'avoir à fouiller dans les pages de ce forum blanc, qui peut être intéressant par ailleurs.



good_boy - Modérateur
Date d'inscription: avril 2005
Moto : L'usure d'un moteur, vaste sujet.

"Comme le sujet épineux de la lubrification, c'est un domaine où règnent les croyances, les superstitions, les Patrick Jaynes et autres calembredaines.

A juste titre, parce que qui protège un moteur de l'usure, c'est le lubrifiant.

Lorsqu'on parle usure, on pense souvent au frottement sec d'un piston dans un cylindre, avec un crissement désagréable. Tout juste ne plaignons nous pas ce pauvre piston tressautant au rythme sec du viol tartare.

Que nenni, il n'est que plongée onctueuse.

Un moteur lubrifié ne s'use presque pas. Déjà parce que l'huile forme un film entre les pièces, qui ne se touchent donc pas. Et comment deux pièces métalliques peuvent elles s'user réciproquement si elles ne sont pas en contact, je vous le demande ?

Mais alors, quand est ce qu'un moteur s'use ?

Lorsqu'il n'est pas lubrifié.

Quand, par exemple, le témoin s'allume, et que le quidam au guidon pense à se faire une note pour plus tard "tiens, le niveau est bas, il faudra que je remette de l'huile"
Erreur monumentale, le témoin est celui de pression d'huile, lorsque celui ci s'allume, le mal est fait : le moteur a manqué de pression de graissage, ce qui signifie que pendant un laps de temps, le piston n'a pas reçu sa giclette d'huile sous les fesses. A l'image d'une toilette automatique nipponne, une giclette d'huile sous le piston participe grandement au refroidissement de celui ci.
Cela veut aussi dire que les arbres à cames n'ont pas reçu leur ration d'huile, et donc qu'ils ont pu en manquer, chauffer, et faire de terribles arrachements (on est pas dans le frottement onctueux, là, on est dans le frottement sec qui use et qui brûle)
Mais pire. Le vilebrequin, qui tourne sur des roulements ou des paliers lisses, et pis encore, la bielle, qui tourne, elle, très fréquemment sur un film d'huile, n'a plus de pression.
Késako ? Entre le trou dans la bielle et le truc rond du vilebrequin, il y a un peu de jeu et un trou. Par ce trou sort de l'huile sous pression, qui comble ce jeu en formant un film. C'est cette pression qui permet au film de se maintenir, même lorsque la bielle pousse de toutes ses forces (bien aidée par le piston et un complot à base de carburant et d'étincelles il est vrai). Plus de pression, rupture du film d'huile, et les parois du trou de la bielle viennent en contact avec le métal du vilebrequin.
Métal contre métal, tiens, ça sent pas bon, : usure.
Usure destructrice même, c'est ainsi qu'on coule une bielle (les coussinets, la peau intérieure du trou dans la bielle, sont en métal tendre à dessein; afin de ne pas abimer le couteux vilebrequin)

Sinon, quand est ce qu'un moteur n'est pas lubrifié ? Eh bien lorsqu'on le démarre. L'huile froide, figée comme de la margarine, est pâteuse et réticente à s'insérer dans les interstices. Qu'importe, il y a une pompe à huile pour la motiver, cette feignasse d'huile !
Sauf que la pompe à huile, elle tourne à la vitesse du moteur, et que lorsqu'on démarre, souvent, on laisse la machine au ralenti.
Donc on a huile figée, moteur froid (donc les jeux, pas uniquement celui du piston avec son cylindre, ne sont pas optimaux), et basse pression de graissage.
Ah, c'est un bon scénario pour une catastrophe, ça. Et une catastrophe qui se produit à chaque coup de kick (ou de pression sur le démarreur pour les pleutres)


Une autre forme d'usure peut être liée à l'huile, c'est la dégradation du lubrifiant. Nous passerons sur le cisaillement, à la coupure des longues chaines et autres pipotrons marketing n'ayant qu'un lointain rapport avec la tribologie, pour parler d'une usure beaucoup plus pertinente : la contamination du fluide.

Le moteur, c'est un peu comme la peau dans les publicités pour les cosmétiques, il perds des squames. Des petits morceaux de métal se détachent et nagent dans le lubrifiant. Oh, je vous rassure, il ne se désintègre pas, mais sur une moto la présence de la boite de vitesse est fort génératrice de petits bouts d'embrayage, de minces morceaux de joint, de petits bouts de crabots écornés, d'échardes de pignons (surtout sur les boites Yamaha, y'en a des échardes là dedans).
Et donc l'huile porte des petites impuretés.
Fort heureusement, on a une crépine, et un filtre. Mais le filtre n'arrête pas tout, les touts petits morceaux le passent. mais alors des poussières.
Sauf que la poussière dans le lubrifiant forme, de très très loin, une boue légèrement abrasive. Foutaises ? Si de l'eau arrive à arrondir les galets d'un torrent, imaginez de l'huile sale....

Oh, et l'huile peut également être contaminée par du carburant, chez les distraits roulant avec des machines d'hommes, munies comme il se doit de poils, de carburateurs et de robinet d'essence. Si on ne ferme pas le robinet, de l'essence peut remplir le carbu (pointeau non étanche), couler par la pipe et goutter dans le cylindre, passer lentement le segment, et se mélanger à l'huile. L'essence, c'est un meilleur dégraissant que lubrifiant, et l'huile perd de ses propriétés. Elle sent l'octane, est très fluide, et finalement ne fait pas très bien son job. Et on a de la même manière qu'en cas de perte de pression, un défaut de graissage très impactant pour le moteur.

La contamination de l'huile la dégrade lentement.

Voici se clore le chapitre en mode "c'est pas sorcier" de l'usure quant à la lubrification. "

[Alioucha]

good_boy - Modérateur
Date d'inscription: avril 2005
Moto : Qu'est ce qui use un moteur ?

Le défaut de graissage. Que ça soit par ignorance du temoin d'huile, négligence de l'entretien ou stunteur qui pique la meiule debout (et le moteur ne peut plus puiser l'huile au fond du carter, puisque le moteur est à 90° par rapport à d'habitude, sur un carter humide)

Mais quoi d'autre ?

La fatigue.
Oui, le métal fatigue.
Les contraintes répétées, durant un grand nombre de cycles, fatiguent le métal. Décohésion interne, nunulle, rupture.

Une mise en pratique facile. Prenez, bande de bureaucrates, un trombone.
Pliez le. Il ne casse pas. Pliez le dans l'antre sens, au même endroit. Il chauffe. Mais ne rompt point. Pliez le une dizaine de fois, il va se briser.

C'est de la fatigue.

Certes, dans un moteur, on ne plie pas des trombones en deux. Mais une bielle, quand le piston la pousse vers le bas, en la tasse un petit peu. Et quand le piston est rappelé par cette même bielle, on l'étire un petit peu. C'est une déformation toute faible, bien moindre que notre trombone. C'est heureux, ainsi il faudra bien plus de cycles de fatigue pour en faire deux morceaux. Cool.

Cependant, lorsque vous voyez un ressort, ou une pièces brisée, alors que vous n'avez pas appuyé dessus plus que d'habitude, sa rupture peut être due à la fatigue.

Les ressorts de soupape, les goujons de bloc cylindre / de culasse, sont de bons exemples de choses qui fatiguent. C'est du à un mauvais dimensionnement, ou a un usage sur une fort longue durée. Ou à une fissure qui a fragilisé la pièce, et donc, comme elle était plus fragile, elle s'est déformée plus, et a fatigué bien plus vite.
Dans une moindre mesure, les bielles fatiguent.
J'ai vu une fois une rupture de fatigue sur une bielle.
Le reste du temps, c'est du surrégime / de la rupture sur fissure.


Une chose qui n'est pas de la fatigue, mais qui est de l'usure métal / métal, c'est par exemple, les cannelures et le sélecteur. Là c'est juste du jeu, du gras, de la crasse, qui forment une pâte à rôder. Les pièces ne se rompent point, elles s'usent l'une sur l'autre.

[Alioucha]

good_boy - Modérateur
Date d'inscription: avril 2005
Moto : Est ce que l'autoroute use un moteur ?

De manière générale, l'autoroute se caractérise pour le moteur par des conditions idéales, quasiment proche du fonctionnement au banc.
On est à vitesse stabilisée, on demande en général une puissance constante, on est sur une plage de régime où la pompe à huile débite, on a du flux d'air et donc un refroidissement suffisant.

On a l'autoroute au taquet, ce qui suppose un permis à plein de points, et un moteur pleine charge. Et là, comme au banc, il va délivrer sa pleine mesure, et rapprocher les pièces de la limite du fonctionnement en fatigue.



Est ce que la ville use le moteur ?

Ah, là, déjà plus. On sollicite l'embrayage plus (on contamine l'huile à faire frotter les disques on débraye beaucoup donc on use le roulement de poussée). On roule peu vite, donc on refroidit pas terrible. On demande beaucoup de puissance (on ouvre plus les gaz en démarrant au feu qu'autrement, en général on est pas ouvert aussi fort souvent). Et ensuite on laisse au ralenti, donc on chauffe le moteur, le collecteur. Et on a fatalement de l'air admis par le moteur plus chaud. Le moteur est beaucoup au ralenti, et donc suivant les architectures moteur, ne délivre pas sa régularité cyclique optimale.

-stop-
qu'est ce que c'est que la régularité cyclique ? C'est ce qui rapproche un moteur à piston, avec un truc qui pousse vers le bas et fournit de la puissance une fois de temps en temps, genre tous les deux tours, d'un moteur électrique qui tourne à une vitesse constante. Le moteur a piston, il tourne un poil plus vite quand le piston pousse vers le bas, que le reste du temps, où c'est l'inertie qui l’entraîne. L'inertie se manifeste plus à haut régime (une sombre histoire de carré de la vitesse, encore une foutaise matheuse gyroscopique). Donc au ralenti, le moteur ne tourne pas aussi rond.
Illustration : le ralenti souffreteux d'un gros twin harley, comparé à une kawa au starter - donc à 6000 tours par minute.
-stop-

Et la régularité cyclique optimale, elle fait claquer la chaîne secondaire, mais aussi la chaîne de distribution - qui elle est bien plus fine.



Est ce que le starter use le moteur ?

Oui et non.
Le starter, ça enrichit le mélange en carburant (ou ça accélère, sur les motos à injection pour les pleutres)
Le starter qui enrichit, il met plus d'essence. C'est mieux. Mais trop d'essence, pas pas terrible : il va se produire un truc : elle va pas toute bruler. Elle va finir dans le cylindre, sur les parois. Au lieu de faire une jolie flamme bleue. La couarde. Et en plus, sur les parois du cylindre, elle va passer, un tout petit peu, sous les segments. Et ca va finir où ?
Dans l'huile.
Je vous ai déjà dit que c'était pas un top lubrifiant le sans plomb ? Donc on va avoir une contamination de l'huile.
Ca, c'est pour le méchant starter.
Le bon starter, il emballe le moteur.
Ouais, il est comme ça, il débarque dans un rade, il voit la fille et crac, il emballe.
Donc on va avoir un moteur à 4000 tours, sans personne dessus. Horreur, malheur. Vraiment ?
Non, en fait. On va avoir un moteur qui tourne à 4000 tours, mais qui ne sort pas de puissance : on ne lui deande pas de faire avancer la moto, donc les pistons ne poussent pas fort sur les bielles. Donc on ne contraint pas le film d'huile. Et en plus, à 4000 tours, la pompe à huile débite joyeusement. Ah, c'est le top alors.

Est ce que rouler au ralenti / bas dans les tours à froid est bon pour le moteur ?
Ce qui use le moteur, c'est les soucis de lubrification. Et bas dans les tours, ça lubrifie pas terrible, surtout à froid. Qu'est ce qu'on pourrait faire de pire ?
Demander de la puissance. C'est à dire ouvrir en grand, à froid, mais en restant sous les 3-4000 tours. On va demander de la puissance, mettre plein d'essence, faire de grosses explosions sur les pistons, appuyer fort sur les bielles (qui ont déjà bien du mal à conserver un film d'huile digne entre elles et le vilebrequin). On peut très bien sagouiner un moteur en ne dépassant pas le tiers de son régime. Il suffit d'ouvrir la poignée.

Il y a hélas une tenace corrélation entre le régime et l'usure, or c'est la contrainte qui a le plus d'impact, avec sa copine la lubrification.
Dernière modification par good_boy ; 29/10/2013 à 22h24.

[Tigrou59]

J'ai l'accord de l'auteur pour qu'on conserve ce post tant qu'on laisse le lien

[frédégaz]

trés bien expliqué, et pedagogique

[SpeeDayto44]

Belle analyse, même s'il n'est pas si facile d'analyser le sujet.

Je rajouterais qu'il faut tenir également compte de l'hétérogénéité des matériaux et des multiples inclusions de différents (tout piti-piti) diamètres qui influent fortement sur la tenue dans le temps (amorce de rupture, en plus de la fatigue).
Sans compter :
- les tolérances de fabrication qui influent également sur toute la cascade de jeux,
- les interactions entre des matériaux de différentes natures,
- la destructuration même des matériaux (acidité de l'huile sur l'aluminium, par exemple).