tout en glisse - MAHLE Aftermarket

KOLBENTECHNOLOGIE
HAUTE
& CO.
TOUT EN GLISSE !
FRANCHIR UN NOUVEAU PALIER : UNE QUESTION DE MATÉRIAUX,
D’ALLIAGES ET DE COUCHES DE GLISSEMENT
Outre leur fonction première, à savoir supporter des pièces mobiles,
les coussinets du moteur ont un rôle important : récupérer les produits
de l’abrasion. Ces particules, résultant d’une utilisation normale du
moteur, sont si petites qu’elles ne peuvent pas être filtrées par le filtre
à huile, mais elles sont suffisamment grandes pour entraîner une
usure accrue lorsqu’elles ne sont pas récupérées par le coussinet. Il
s’agit donc là d’une fonction essentielle pour assurer le bon fonctionnement du moteur et prolonger sa durée de vie, et elle nécessite une
construction spécifique du coussinet.
Les coussinets du moteur sont soumis à différents frottements. Ils doivent
pouvoir supporter aussi bien les frictions mixtes lors du démarrage à froid
du moteur, source d’usure importante, que les pressions élevées de la
combustion. Afin de répondre à ces exigences diverses, les coussinets
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sont généralement faits de différents matériaux : les composants choisis
doivent être très résistants à l’usure tout en assurant la récupération des
particules de l’abrasion.
TOUT EST UNE QUESTION DE MATÉRIAU
Les coussinets MAHLE sont composés d’une coquille très solide recouverte de différents métaux antifriction. Les matériaux sont sélectionnés de
manière à ce que les propriétés positives des différents composants se
complètent et se combinent idéalement selon l’application. Leur développement revêt un rôle clé pour répondre aux exigences auxquelles sont
confrontés les coussinets aujourd’hui et demain. Grâce à ses années
d’expérience en développement, MAHLE dispose de nombreux alliages
pour coussinets de qualité supérieure, dont certains en aluminium et en
bronze.
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UN TRAVAIL D’ÉQUIPE
Solidité, assise sûre, bonnes caractéristiques de roulement : ces exigences se contredisent du point de vue des matériaux. La solution
consiste à utiliser des paliers à plusieurs couches qui vont se répartir
le travail. Les propriétés à l’usage des coussinets, en particulier leur
résistance dynamique, dépendent non seulement du matériau, mais
aussi de la structure et de l’épaisseur de la couche, ainsi que de
mesures constructives telles que le travail des surfaces de glissement.
Les coussinets MAHLE sont constitués à la base d’une coquille en
acier hautement résistante, recouverte de différents métaux selon l’application. Vous trouverez ci-dessous un récapitulatif des types de
paliers.
Les coussinets massifs sont entièrement faits d’un même type de
métal, généralement un alliage de bronze dur. On trouve ces paliers
dans les grands moteurs, mais aussi sur les véhicules de tourisme,
notamment comme bagues d’axes de pistons, bagues de butée ou
paliers d’arbres à cames.
Les coussinets bimétalliques sont composés d’une coquille en
acier, d’une couche intermédiaire et d’une couche de métal antifriction.
Le métal antifriction consiste généralement en un alliage aluminium.
Les coussinets bimétalliques sont utilisés sur les moteurs essence et
diesel à aspiration naturelle équipant des véhicules de tourisme soumis à des sollicitations faibles à moyennes comme bagues d’axes de
pistons, bagues de leviers basculants, bagues de butée, paliers d’arbres à cames, paliers principaux ou paliers de bielles selon l’alliage.
Les coussinets trimétalliques sont composés d’une coquille en
acier, d’une couche de frottement, d’une couche d’arrêt et d’une
couche antifriction. La couche antifriction est généralement à base de
bronze-plomb et appliquée galvaniquement. Les coussinets trimétalliques sont utilisés essentiellement dans les moteurs soumis à des sollicitations importantes comme grandes bagues d’axes de pistons,
paliers de bielles, paliers principaux et paliers de vilebrequins.
Les coussinets de type « sputter » comptent parmi les types de
paliers les plus exigeants. À la base, il s’agit ici aussi de coussinets trimétalliques composés des mêmes matériaux. Mais ils sont recouverts
d’une couche d’aluminium extrêmement résistante à l’aide d’un procédé de fabrication spécial appelé pulvérisation cathodique ou « sputtering » (voir encadré). Ce revêtement confère aux coussinets une
dureté et une résistance à l’usure accrues. Ils peuvent ainsi être utilisés
sur les moteurs soumis à des sollicitations importantes, par exemple
des moteurs turbo de véhicules de tourisme et utilitaires, en particulier
dans la zone des bielles et des vilebrequins.
COUSSINETS « SPUTTER » : UNE PARFAITE
DIVISION DU TRAVAIL
La couche de glissement obtenue par pulvérisation cathodique est
extrêmement dure et résistante à l’usure, mais elle est de ce fait également moins adaptée à la réception des particules d’abrasion évoquées en introduction. Pour ne pas compromettre cette fonction de la
pièce, les coussinets « sputter » ne sont donc traités que sur une moitié. L’autre moitié est un palier trimétallique avec revêtement galvanisé
classique pour fixer de manière optimale les impuretés.
IMPORTANT : OÙ EST LE DESSUS ET OÙ EST
LE DESSOUS
La moitié de coussinet « sputterisée » est toujours placée du côté le
plus sollicité. Dans le cas de la bielle, par exemple, la moitié du coussinet avec revêtement « sputter » est montée dans le demi-cercle
supérieur du grand œil de bielle puisque c’est là que s’exerce la pression de combustion (voir illustration 1). Dans le cas du vilebrequin, en
revanche, la pression de combustion s’exerce sur les moitiés de coussinets orientées vers le bas. Les moitiés en question se reconnaissent
à l’indication « sputter » sur la face extérieure du coussinet. Les coussinets « sputter » sont souvent emballés et soudés séparément pour
plus de sûreté.
ATTENTION AU CONDUIT DE LUBRIFICATION !
La position de montage est une autre source d’erreurs lors de la pose
des coussinets. Dans la plupart des cas, seule une moitié de la paire
de coussinets présente un alésage. Si la zone de palier est lubrifiée par
un alésage (par exemple dans le cas du vilebrequin), il faut faire attention à ce que l’alésage dans la coquille de palier coïncide exactement
avec l’alésage du logement correspondant. En cas d’inversion au
montage des coussinets, la zone de palier ne sera pas lubrifiée ou pas
suffisamment. Cela entraîne une usure importante qui, du fait du développement considérable de chaleur, peut entraîner une fusion des
coussinets avec les pivots. (La figure 2 montre un problème de fusion
du palier avec le vilebrequin.)
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Coussinets bimétalliques
La coquille en acier est complétée par une couche
intermédiaire et une couche de métal antifriction.
Pour les moteurs soumis à des sollicitations faibles
à moyennes.
Coussinets trimétalliques
Composés d’une coquille en acier, une couche
de glissement, une couche d’arrêt et une
couche antifriction (revêtement spécial pour les
paliers « sputter »). Utilisés par exemple dans
les moteurs suralimentés.
Marque de sûreté pour un palier « sputter » : le
cachet « sputter » au dos.
Dans le cas de la bielle, la moitié de palier
« sputterisée » est montée dans le demicercle supérieur où la pression de combustion
constitue la sollicitation la plus grande.
Sputtering
Cathode
Arrivée d’argon
(gaz plasma)
Coussinets massifs
Composés d’un métal antifriction fabriqué à
partir d’alliages spéciaux.
2
Flux d’ions
Flux de
matière atomique
(dispersion)
Source
électrique
Plasma
Coussinets
Pompe à vide
Pour procéder au sputtering, les coussinets, composés d’une coquille,
d’une couche de glissement et d’une couche de blocage, sont placés
dans une machine sous vide. La couche de glissement est déposée sur
les coussinets par pulvérisation cathodique. C’est ainsi que l’on obtient
la couche de glissement des coussinets extrêmement dure et résistante
à l’usure.
Illustration des conséquences d’une erreur de
montage : à la suite d’une inversion des coussinets, le conduit de lubrification a été bouché.
Cela se traduit par une usure avec développement extrême de chaleur qui, à son tour, entraîne
une fusion du palier avec le vilebrequin.
Vous trouverez une vue d’ensemble de la gamme complète de coussinets MAHLE dans le catalogue Coussinets MAHLE, également disponible en ligne sur le site www.mahle-aftermarket.com.
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