L’enveloppe essentielle (4e partie)

PAR Michel GarneauPosted on

Nous voici rendus à la partie finale de notre série de chroniques traitant des cylindres de moteur. Ayant fait le tour des fonctions et de l’historique des cylindres, ainsi que de l’introduction des chemises et des revêtements pour ceux-ci, nous allons maintenant nous tourner vers un dernier élément critique, soit celui de la configuration des chemises. Dans les moteurs modernes, on fait appel à trois méthodes distinctes : un bloc sans chemises, un bloc avec chemises (parfois mieux connu sous son appellation anglaise dry liners) et, enfin, un bloc avec chemises humides (ou wet liners).

Bloc sans chemises
Nous parlons ici de cylindres moulés directement dans une pièce (d’où leur autre désignation de bloc à alésage direct). Alors que par le passé les moteurs adoptant cette configuration étaient forcément fabriqués en fonte, les avancées dans les alliages et les méthodes de coulage d’aluminium mentionnées précédemment permettent aujourd’hui de construire des assemblages entièrement en alliage d’aluminium. Si cela exigeait auparavant l’usage de revêtements pour contrer la faible résistance de l’aluminium, le développement de nouvelles technologies a permis de créer de nouveaux alliages nettement plus résistants, à un point tel que les revêtements ne sont plus nécessaires dans certains cas. Le premier de ceux-ci fut l’Alusil, un alliage composé à 78% d’aluminium et 17% de silicone. Adopté dans un premier temps en 1996 par BMW (à la suite des problèmes de corrosion au Nikasil causée par le soufre dans l’essence), celui-ci est maintenant utilisé aussi par Audi, Mercedes et Porsche.

Les blocs moteurs des moulins concernés sont fabriqués entièrement en Alusil, les cylindres étant par la suite gravés, exposant un précipité de silicone très dur et résistant (ce qui en fait un matériau difficile à usiner). Sa surface est assez poreuse pour lui permettre de retenir l’huile (faisant aussi d’elle une excellente surface pour des roulements). Aujourd’hui, l’Alusil ne représente toutefois plus le seul choix possible. Par exemple, en 2002, Yamaha a introduit le DiASil (une abréviation de Die Cast Aluminum Silicon), composé de silicone à 20% et utilisé, entre autres, dans les moteurs de ses motos de la série R. Parmi les avantages de ces technologies, on cite une meilleure conductivité thermique, une réduction des coûts de production, une diminution du poids et d’excellentes possibilités de recyclage.

Bloc avec chemises
La deuxième option, soit celle d’un bloc avec chemises, consiste à insérer des chemises particulièrement résistantes dans les alésages des cylindres. Dans le domaine des moteurs de sports motorisés, on parle généralement du mariage d’un bloc-cylindres en aluminium avec une chemise en acier (bien que l’introduction d’alliages d’aluminium ultrarésistants tel que l’Alusil a ouvert la porte à son utilisation également). Comme nous l’avions noté dans le deuxième article de cette série, les chemises sont soit mises en place lors de la fabrication du bloc (au moment du moulage) ou elles sont frettées. Dans les deux cas, toutefois, le bloc comportera les chambres d’eau ou les ailettes nécessaires au refroidissement du moteur.

Chemises humides
Enfin, dans le cas des chemises humides, celles-ci sont installées dans un carter creux. Utilisées exclusivement dans des moteurs refroidis par liquide, elles tirent leur nom du fait que leur paroi extérieure est en contact avec le liquide de refroidissement (d’où le terme « humide »). Les chemises sont généralement maintenues, pour la partie supérieure, par la culasse et, pour la partie inférieure, par le carter lui-même, avec une étanchéité sur la partie basse. L’utilisation de cette technique permet un remplacement plutôt facile des chemises, ainsi qu’un excellent transfert thermique.

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