Informations concernant le diagnostic

Cylindres et chemises de cylindre Partie 2

Des traces de corrosion sont visibles sur le diamètre extérieur de la chemise de cylindre ? Les surfaces de glissement à l'intérieur des cylindres présentent des zones brillantes, irrégulières ? Quelles peuvent être les conséquences d'un turbocompresseur cassé dans le cylindre et sur le piston ? Comment se produisent les grippages du piston sur le côté pression et le côté dépression ? Tu trouveras ce qu'il faut savoir ici.

Usure irrégulière de la surface de travail

Description

  • Corrosion sur le diamètre extérieur de la chemise de cylindre (Fig. 1).
  • Usure irrégulière avec des zones polies fortement brillantes sur la surface du cylindre (Fig. 2).
  • Piston intact.
  • Perte d‘huile aux zones d‘étanchéité, en particulier aux joints spi.

Analyse

Des marquages irréguliers, fortement brillants, sur les surfaces de travail des cylindres révèlent toujours une déformation du cylindre. Les chemises de cylindre humides et sèches peuvent se déformer tout de suite au montage. Les segments de piston des alésages de cylindre déformés n’arrêtent correctement ni l’huile, ni les gaz de combustion.

L’huile franchit les segments, entre dans la chambre de combustion et brûle. Les gaz de combustion franchissent en plus grande quantité le piston et augmentent la pression dans le carter de vilebrequin. Cette surpression provoque une perte d’huile aux zones d’étanchéité du moteur, en particulier aux joints spi. En outre, de l’huile remonte dans les canaux d’aspiration et d’échappement au travers des guides soupapes et est brûlée par le moteur ou éjectée.


Causes possibles

  • Dans les alésages de base du bloc-moteur, des irrégularités souvent importantes se forment suite à la corrosion decontact (rouille d‘ajustage, fig. 1) dans le cas des chemises de cylindre sèches. Remèdes : nettoyer soigneusement l‘alésage de base du cylindre ou, si cela ne suffit pas, réusiner l‘alésage de base du cylindre puis monter une chemise de cylindre avec surcote extérieure*. Les chemises de cylindre à paroi fine doivent pouvoir être en contact sur toute la longueur et sur tout le pourtour. Si ce n‘est pas le cas, les chemises de cylindre se déforment dès le montage dans les alésages de base. Cette déformation s‘amplifie en cours de fonctionnement. On distingue les chemises de cylindre sèches en version pressfit et en version slipfit. Les chemises de cylindre pressfit sont enfoncées dans le bloc-moteur et doivent ensuite être alésées et honées. Les chemises de cylindre slipfit sont déjà finies et sont simplement insérées dans l‘alésage de base. Compte tenu du jeu qui existe entre la chemise de cylindre et l‘alésage de base du cylindre, cette version est plus sujette aux problèmes de déformation et de corrosion que la chemise de cylindre pressfit.
  • Serrage irrégulier ou incorrect des vis de culasse.
  • Surfaces non planes du bloc-moteur et de la culasse.
  • Filets sales ou déformés des vis de culasse.
  • Joint de culasse erroné et inapproprié.
  • Déformation importante du cylindre suite à un siège de la collerette incorrect dans le carter, à un mauvais dépassement de la chemise et à la déformation et/ou à l‘usure du guidage inférieur de la chemise.Siège de la chemise trop lâche ou trop serré dans le carter (dans le cas des chemises de cylindre sèches).

Cas des cylindres à ailettes :

  • Désalignement des cylindres à ailettes. Les cylindres à ailettes doivent être en appui de façon parfaitement parallèle au carter de vilebrequin et à la culasse et avoir la même hauteur.
  • Déflecteurs d‘air mal installés ou manquants.
  • Les boulons de fixation touchent le carter dans les alésages.
  • Contact mécanique avec le cylindre voisin.
  • Surfaces d‘étanchéité non alignées sur les collecteurs d‘admission et d‘échappement. Les collecteurs d‘admission et d‘échappement doivent être prémontés avant le serrage des culasses. Raison : toutes les surfaces d‘étanchéité doivent coïncider, les cylindres à ailettes et les culasses ne doivent pas se déformer lors du serrage du collecteur.

Cas des moteurs sans chemises de cylindre :

Alésages de cylindre déformés. Certains moteurs ont tendance à se déformer lors du montage de la culasse. Si ces moteurs sont alésés et honés normalement, des problèmes de déformation peuvent apparaître durant le fonctionnement ultérieur.

Recommandation :

Dans le cas des blocs-moteurs sans chemises de cylindre, sur lesquels les cylindres sont alésés directement, il est recommandé de visser une plaque de compression (« lunette de honage ») sur la surface du bloc avant l’usinage des cylindres.
Cette plaque de compression de plusieurs centimètres d’épaisseur a les mêmes trous de fixation que le bloc-moteur, à l’exception des conduits d’eau. Vissée avec les couples de serrage prescrits, la plaque de compression reproduit les mêmes conditions de tension qu’une culasse montée. Les éventuelles déformations des alésages de cylindre qui pourraient se produire lors du serrage des vis de culasse sont ainsi générées de manière définie et peuvent être prises en compte au cours de l’usinage. Cette méthode permet de garantir que l’alésage du cylindre sera bien rond et cylindrique lors du fonctionnement ultérieur du moteur (sous réserve que l’usinage ait été effectué correctement).

Zones brillantes dans la partie supérieure de la surface de travail

Description

  • Zones fortement brillantes, lisses, sans structure de honage, sur la surface de travail du cylindre (Fig. 1 et 2).
  • Pas de traces d‘usure sur le piston.
  • Dépôts de calamine sur le cordon de feu.
  • Consommation élevée d‘huile.


Analyse

Ces dommages dus à l’usure apparaissent lorsqu’une couche de calamine dure composée d’huile brûlée et de résidus de combustion se forme durant le fonctionnement sur le cordon de feu du piston (Fig. 3). Cette couche est abrasive. Durant le fonctionnement, une usure accrue de la partie haute du cylindre se produit suite aux mouvements de va-et-vient du piston ainsi qu’aux changements de sens. La surconsommation d’huile n’est pas causée par les zones brillantes. Les surfaces polies ne causent pas de forte ovalisation du cylindre. Les segments de piston continuent d’assurer l’étanchéité. La lubrification du cylindre n’est pas altérée non plus, car les veines de graphite ouvertes de la surface du cylindre retiennent  suffisamment d’huile en dépit de la disparition de la structure de honage. À l’analyse de ce dommage, il est important de constater que les zones brillantes se trouvent seulement aux endroits du cylindre qui sont en contact avec le cordon de feu carbonisé. Si les zones brillantes se trouvent ailleurs, la cause est plutôt l’une des suivantes :

  • Déformation du cylindre (voir chapitre « Usure irrégulière du cylindre »)
  • Excès de carburant (voir chapitre « Usure des pistons, segments et cylindres par excès de carburant »)
  • Apport de crasse (voir chapitre « Usure des pistons, segments et cylindres par la crasse »).

Causes possibles

  • Pénétration excessive d’huile moteur dans la chambre de combustion suite à un turbocompresseur défectueux, une mauvaise séparation de l‘huile lors de l‘aération du moteur, des joints de queue de soupape endommagés, etc.
  • Surpression dans le carter de vilebrequin suite à une concentration importante de gaz blow-by ou à une soupape d’aération du carter de vilebrequin défectueuse.
  • Finition insuffisante du cylindre d‘où une entrée d‘huile accrue dans la chambre de combustion (voir chapitre « Usure des segments de piston juste après une rectification du moteur »).
  • Utilisation d’une huile moteur non homologuée ou de mauvaise qualité.

Déchirement de la chemise de cylindre par projection de liquide

Description

  • Importantes fissures et zones de grippage sur la surface de travail dans la partie supérieure de la chemise de cylindre (Fig. 2 et 3).
  • Grippages du piston sur le côté pression et le côté dépression.
  • Dans la tête de piston : cavité en forme de poche au niveau des zones de grippage (Fig. 4).

Analyse

La chemise de cylindre a été endommagée par une projection de liquide. Le liquide a fait éclater la chemise de cylindre et a creusé une poche dans la tête du piston.

La matière du piston a été écrasée vers l’extérieur, provoquant une forte réduction du jeu du piston dans l’alésage du cylindre. Il n’est plus possible de savoir si la projection de liquide s’est produite durant le fonctionnement ou pendant le démarrage du moteur.

Causes possibles

  • Aspiration fortuite d’eau au franchissement de cours d’eau ou projection d’importants volumes d’eau par le véhicule précédent ou venant en sens inverse.
  • Remplissage du cylindre sur le moteur arrêté :
    • avec du liquide de refroidissement si le joint de culasse n‘est pas étanche ou si des pièces sont fissurées.
    • avec du carburant si les injecteurs fuient. La pression résiduelle dans le système d‘injection se vide dans le cylindre au travers de l‘injecteur qui fuit. Le dommage se produit au démarrage.

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