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Auteur(s)
-
Jean AYEL : Professeur honoraire à l’École nationale supérieure du pétrole et des moteurs
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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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Accueil > Ressources documentaires > Mécanique > Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques > Moteur thermique : alimentation et lubrification > Usure dans les moteurs - Formes complexes > Usures d’origine électrique
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3. Usures d’origine électrique
3.1 Piquage électrique
Le piquage électrique est le type d’usure des électrodes de bougies. C’est une érosion par étincelles analogue à celle du procédé d’usinage par électroérosion, due à une décharge électrique à travers l’interface. Elle se traduit par la formation de cavités superficielles, notablement plus petites que celles de fatigue, et possédant la forme de cuvettes présentant des traces de fusion de métal, mais sans fissuration notable. Ce type d’usure peut affecter les paliers lisses et les roulements de moteurs entraînant une machine électrique (alternateur ou dynamo) lorsque l’isolation électrique entre les deux organes n’est pas parfaite et que circulent des courants électriques vagabonds. Un exemple de piquage électrique observé sur un coussinet de palier de moteur Diesel de groupe de production d’électricité est montré sur la figure 9. Cependant, de nos jours, cette forme d’usure est très rare dans les moteurs car les constructeurs de groupes moto-alternateurs ont pris les mesures pour l’éviter.
HAUT DE PAGE3.2 Corrosion galvanique
La corrosion galvanique se produit entre des métaux dissemblables pouvant former un couple galvanique. Elle a lieu dans un milieu ionisé constituant un électrolyte. C’est tout simplement une attaque électrolytique. Les huiles moteurs, surtout celles en service, peuvent être considérées comme des électrolytes anhydres à cause des additifs organométalliques, des suies, des particules d’usure et des traces d’eau de pollution qu’elles renferment. Dans les moteurs, des champs électriques peuvent prendre naissance pour de nombreuses raisons, par exemple à cause de la présence de couples galvaniques de métaux comme le couple aluminium-fer. Il a été démontré expérimentalement que de très faibles pertes de masse dues à ce type d’usure pouvaient être observées sur certaines surfaces mais qu’elles restaient du second ordre et pouvaient être négligées devant les autres formes d’usure.
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Usures d’origine électrique
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).
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...
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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