Aperçu sur la segmentation des moteurs à combustion

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1 Aperçu sur la segmentation des moteurs à combustion
. Aperçu sur la segmentation des moteurs à combustion

2 Sujets traités Rappel de base sur les moteurs à combustion.
Sujets traités Rappel de base sur les moteurs à combustion. Problèmes à résoudre. Solution apportée. Etendu de la segmentation. Précautions à prendre lors de la segmentation. Rôles des différents types de segments. Conception et traitement des segments. Nb: la vidéo contient des animation réalisées avec ppt

3 Principe des moteurs à combustion:
Principe des moteurs à combustion: Fonctionnement: Nous avons vu dans une précédente vidéo que les moteurs à combustion (dits aussi à explosion) sont composés de pistons mis en mouvement rectiligne alternatif à l’intérieure des chemises, et ce sous l’effet d’une force produite par la combustion d’un mélange carburant/comburant. Le couplage des pistons par les bielles au Vilebrequin permet la mise en rotation de ce dernier.

4 Principe des moteurs à combustion:
Principe des moteurs à combustion: Schéma: Échappement Admission Détente Compression/Combustion

5 Principaux problèmes à résoudre:
Principaux problèmes à résoudre: Etanchéité: Piston Cylindre Chemise FUITE  Pas de compression  Pas de puissance

6 Principaux problèmes à résoudre:
Principaux problèmes à résoudre: Guidage: Piston Cylindre Chemise Déplacement en biais  Coincement  Détérioration

7 Principaux problèmes à résoudre:
Principaux problèmes à résoudre: Récap: Donc comme on vient de le voir, nous avons deux principaux problèmes à résoudre: Manque d’étanchéité de la chambre de combustion dû à l’écart entre le diamètre du piston et celui de la chemise, ce qui entraîne inévitablement une perte de compression et par suite une perte de puissance. Un manque de guidage du piston au sein de sa chemise dont la conséquence est le blocage certain du piston.

8 Principaux problèmes à résoudre:
Principaux problèmes à résoudre: La solution: Pour palier à ces deux problèmes à savoir le manque d’étanchéité et l’absence du guidage piston/chemise et d'utiliser au maximum la force produite par la combustion et par suite générer le maximum de puissance, les ingénieurs ont inventé les segments. Ces segments sont des anneaux fondus en acier élastique fortement allié ou en fonte qu’on enroule autour des pistons et ce afin d’assurer et l’étanchéité de la chambre de combustion et le guidage des pistons à l’intérieur des chemises.

9 Principaux problèmes à résoudre:
Principaux problèmes à résoudre: La solution: Donc, la segmentation d’un moteur à combustion c’est l’opération d’équipement de ses pistons par des segments comme on vient de le définir pour résoudre les principaux problèmes qu’on vient d’évoquer. Mais aussi, la segmentation permet de résoudre d’autres problèmes que nous aborderons dans ce qui suit.

10 La segmentation: Assurer l'étanchéité entre le piston et la chemise au
La segmentation: Etendu de l’objectif: Assurer l'étanchéité entre le piston et la chemise au sein du cylindre, pour un meilleur rendement du moteur. Assurer le guidage du piston pour qu’il ne se déplace pas en biais à l’ intérieur de la chemise surtout pendant la montée.

11 La segmentation: Etendu de l’objectif: Participer au refroidissement de la tête du piston et ce en transférant une quantité de chaleur vers la chemise refroidie. Graisser finement la chemise pour limiter l'usure et ce en étalant une fine couche d’huile (quelques µm) sur sa parois interne. Eviter les remontées d'huile vers le haut du cylindre et par suite à l’intérieur de la chambre de combustion.

12 Le segment sous forme d’anneau fondu
La segmentation: Schéma de principe et différents types de segment: Piston Cylindre Chemise Segment Coupe feu Segment racleur Segment D’étanchéité Le segment sous forme d’anneau fondu Segments

13 La segmentation: * C'est le segment supérieur qui assure l'étanchéité
La segmentation: Rôle de chaque type de segment: Le « coupe feu » * C'est le segment supérieur qui assure l'étanchéité de la chambre de combustion et le transfert thermique piston/chemise afin de refroidir la tête de piston. * Il doit résister à la température, au manque de lubrification et à la corrosion. * Sa section est généralement carrée ou rectangulaire.

14 La segmentation: * Il est placé dans la partie inférieure du piston.
La segmentation: Rôle de chaque type de segment: Le « racleur » * Il est placé dans la partie inférieure du piston. * Il racle l'excès d'huile déposée sur les parois de la chemise pour éviter les remontées d’huile dans la chambre de combustion, mais tout en laissant sur ses parois un mince film d'huile.

15 La segmentation: * Il est formé d'une lame supérieure et d'une lame
La segmentation: Rôle de chaque type de segment: Le « racleur » * Il est formé d'une lame supérieure et d'une lame inférieure, entre lesquelles s'insère un joint en forme de treillis ou de ressort. * Il peut se trouver sous l'axe piston/bielle.

16 La segmentation: * Il se place en position intermédiaire, c’est-à-dire
La segmentation: Rôle de chaque type de segment: L’ « étanchéité » * Il se place en position intermédiaire, c’est-à-dire entre le coupe feu et le racleur. * Il assure, avec le segment coupe feu l'étanchéité en terme de pression de la chambre de combustion, et avec le racleur l'étanchéité en terme de remontée d’huile vers la chambre de combustion. * Il est de même section que le coupe feu ou peut être biseauté sur sa partie en contact avec la chemise. 

17 La segmentation: A noter tout d’abord:
La segmentation: Précaution à prendre lors du montage des segments:  A noter tout d’abord: * Que les pistons modernes ont généralement trois segments, mais on peut trouvez aussi des pistons avec ou même 6 segments. * Qu’il n'y a qu'un seul segment « coupe feu » par piston.

18 La segmentation: Précaution à prendre lors du montage des segments: * Qu’on peut avoir , 1 ou 2 « Racleur » et 1 ou 2 ou 3 « Etanchéité ». * Que le « Racleur » est facilement reconnaissable car il y a des trous de graissage en fond de gorge. 

19 La segmentation: Bien que relativement simple, l’opération de montage
La segmentation: Précaution à prendre lors du montage des segments: Bien que relativement simple, l’opération de montage des segments sur le piston reste quand même une phase délicate, en effet, il faut manipuler les segments avec soin, car ils sont fragiles et ils peuvent facilement casser au moindre effort lors de leur pose.

20 La segmentation: Pour monter le segment sur le piston il faut tout
La segmentation: Précaution à prendre lors du montage des segments: Pour monter le segment sur le piston il faut tout simplement l’écarter un peu, à la main ou avec un outil approprié, afin de passer la tête du piston et le positionner dans la bonne gorge.

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Précaution à prendre lors du montage des segments: Img websavoir: Ecartement du segment manuellement

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Précaution à prendre lors du montage des segments: Img websavoir: Ecartement du segment et présentation sur tête de piston

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Précaution à prendre lors du montage des segments: Img websavoir: Ecartement à l’aide d’une pince dédiée

24 La segmentation: www.websavoir.net
Précaution à prendre lors du montage des segments: Img websavoir: Le segment dans sa gorge. Le segment La fente du segment

25 La segmentation: Pour éviter de faire passer un segment par dessus un
La segmentation: Précaution à prendre lors du montage des segments: Pour éviter de faire passer un segment par dessus un autre lors du montage afin de le placer dans la gorge correspondante, il faut commencer par le segment racleur, puis le segment d’étanchéité et enfin le segment coupe feu. Piston Gorge pour Racleur Gorge pour Etanchéité Gorge pour coupe feu

26 La segmentation: Les différentes opérations du montage peuvent être
La segmentation: Précaution à prendre lors du montage des segments: Les différentes opérations du montage peuvent être réalisées manuellement ou avec de simples outils. Mais il y’a lieu de remarquer quand même qu’il existe des outils dédiés à cette opération dont les avantages - Gain du temps. - Travail avec plus de précision. - Réduction substantielle des risques de casse. NB : Il faut huiler légèrement les segments avant de les monter.

27 !! ATTENTION, au sens de montage des segments !!
La segmentation: Précaution à prendre lors du montage des segments: !! ATTENTION, au sens de montage des segments !! Sur chaque segment on trouve un marquage sur l'une de ses faces: Une inscription quelconque. La marque du fabricant ou Le mot « top ». Lors du montage il faut toujours diriger ce marquage vers la tête du piston.

28 La segmentation: Lors du montage des segments, il faut impérativement
La segmentation: Précaution à prendre lors du montage des segments: Lors du montage des segments, il faut impérativement éviter d’aligner les fentes des segments, afin d’éviter de faciliter la fuite des gaz de combustion vers le carter et la remontée de l’huile vers la chambre de combustion.

29 La segmentation: Toutefois il faut noter que les segments peuvent
La segmentation: Précaution à prendre lors du montage des segments: Toutefois il faut noter que les segments peuvent tourner lors du fonctionnement du moteur et conduire ainsi les fentes à s'aligner temporairement. On explique les pertes temporaires de puissance d'un moteur à petit nombre de cylindres par ce phénomène d’alignement des fentes.

30 La segmentation: Compression www.websavoir.net
Différents types de sections des segments Section Type Description Norme

31 La segmentation: Compression www.websavoir.net
Différents types de sections des segments Section Type Description Norme

32 La segmentation: Compression www.websavoir.net
Différents types de sections des segments Section Type Description Norme

33 La segmentation: Racleur www.websavoir.net
Différents types de sections des segments Section Type Description Norme

34 La segmentation: Racleur www.websavoir.net
Différents types de sections des segments Section Type Description Norme

35 La segmentation: Racleur www.websavoir.net
Différents types de sections des segments Img websavoir: Un segment Racleur à ressort Le ressort Le corps

36 La segmentation: Etanchéité www.websavoir.net
Différents types de sections des segments Section Type Description Norme

37 La segmentation: Avant l’étape finale d’usinage, les segments
La segmentation: Traitement de surface et revêtements Avant l’étape finale d’usinage, les segments subissent un traitement thermique approprié, et ce pour éliminer les tensions résiduelles du matériau et affiner les caractéristiques d’élasticité. Code Description Matériau D Chromé Cr M Apport de molybdène Mo N Nitruré NO3 T Etamé Sn