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Bloc cylindre en aluminium



par Jean-Claude Therace


1) Blocs cylindres en aluminium traités

Une technologie de traitement de la surface du cylindre pour optimiser le refroidissement.

Dans un moteur, la friction est constante entre la paroi du cylindre en aluminium et les segments de piston. Un niveau élevé de résistance à la friction est donc nécessaire, ce que ne peut garantir l'aluminium. C'est la raison pour laquelle les cylindres en aluminium sont souvent garnis de chemises en acier. Cette solution n'est pas efficace sur le plan de la dissipation thermique. Par ailleurs, l'acier et l'aluminium possédant des taux de dilatation différents, le processus de production est particulièrement complexe.

Technologie

Le cylindre traité permet de résoudre ce problème en éliminant la chemise en acier pour la remplacer par une couche d'un matériau de traitement à base de céramique (intégrant des particules de carbure de silicium) afin d'accroître la résistance de ses parois à la friction.

Le cylindre directement traité remplace la couche conventionnelle d'aluminium et applique le traitement directement sur la paroi du cylindre. La méthode du « traitement direct » a été rendue possible par une technologie de moulage en coquille. Elle permet de produire des cylindres en aluminium plus résistants, avec moins de bulles d'air dans le métal, ce qui le rend plus approprié au traitement.

Avec un cylindre traité, une fine membrane de lubrifiant se forme entre la paroi du cylindre et les segments du piston afin de réduire la friction. Le piston et le cylindre sont tous deux réalisés en aluminium et possèdent des taux de dilatation thermique identiques. L'écart entre ces deux éléments demeure donc constant, ce qui contribue à la stabilité des performances. Le poids du bloc cylindre est aussi réduit. La résistance est suffisante pour permettre un taux de compression élevé. Cette technologie garantit un refroidissement optimal et une consommation d'huile minimale.

Une technologie de "traitement direct » encore plus évoluée a été utilisée par différents fabriquants. La chemise en aluminium est délaissée et le traitement est directement appliqué à la paroi du cylindre. Ce "traitement direct" a été rendu possible par la technologie exclusive de coulée continue de l'aluminium développée par les fondeurs spécialisés, qui permet de produire des cylindres en aluminium plus résistants et intégrant moins de bulles d'air dans le métal. Cet aluminium est ainsi plus adapté au traitement.


2)Cylindres hautes performances en aluminium non traité.

Préliminaire

À l'origine, le cylindre traité a été adopté pour remplacer la chemise en acier qui était utilisée dans les cylindres conventionnels en vue d'assurer la résistance élevée à l'abrasion que nécessite un cylindre. Ces cylindres traités donnaient lieu à une meilleure dissipation de la chaleur et conféraient à l'huile un surcroît d'efficacité.

Du silicium pouvait être ajouté à l'aluminium pour le rigidifier, mais un taux de silicium de 12% environ constituait la limite à ne pas dépasser pour le processus de coulée sous pression. Pour surpasser cette difficulté, l’industrie automobile a développé un nouveau type de cylindre : le cylindre en aluminium non traité qui affiche les mêmes niveaux de performances que les cylindres traités au Nickel.

Technologie

La technologie du cylindre aluminium non traité associe l'utilisation de matériaux et de techniques de production spécifiques tout en respectant l'environnement. Le cylindre est composé d'un alliage d'aluminium contenant 20% de silice. Il est produit grâce à la technique de moulage sous pression à coulée contrôlée, qui permet d'obtenir un cylindre intégralement en aluminium.

La technologie exclusive de moulage sous pression à coulée contrôlée permet de produire en série des cylindres coulés réalisés entièrement dans un alliage d'aluminium contenant 20% de silicium, ce qu'il était impossible de faire avec les méthodes de production classiques.

Disposant d'une microstructure résistant particulièrement bien à la friction grâce à une répartition uniforme des particules de silicium, ce cylindre en aluminium de qualité supérieure peut être produit en série grâce à une technologie qui permet d'éliminer la majorité des cavités générées par la présence des poches de gaz habituelles dans le cas des pièces moulées.

Par rapport à un cylindre doté d'une chemise en acier, le cylindre en aluminium non traité possède une capacité de refroidissement supérieure de 60% et un excellent taux de recyclabilité. Il peut être jusqu'à 30% plus léger et son coût de production est plus faible.

(© Jean-Claude Therace)
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Idée & conception © 1999-2011 van Damme Stéphane.


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