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Grippage par manque de lubrification

KS | Kolbenschmidt | Motorservice
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Informations concernant le diagnostic

Que se passe-t-il lorsque le piston, les segments de piston et la zone de travail du cylindre grippent sans lubrification ? Qu’est-ce qui cause les zones de grippage sur la jupe du piston ? Pourquoi sur des moteurs refroidis par air, les déflecteurs d’air doivent-ils être montés absolument dans les règles de l’art ? Quelles conséquences un fonctionnement du moteur avec un mélange trop riche et un dysfonctionnement de combustion peuvent-ils avoir ? Découvrez ici les réponses à ces questions.

Généralités sur le grippage par manque de lubrification

Un grippage par manque de lubrification peut toujours survenir, c’est-à-dire même si le jeu entre le cylindre et le piston est suffisant. Le film d’huile est alors détruit, souvent localement, en raison de la température élevée ou d’un excès de carburant. À ces endroits, les surfaces non lubrifiées du piston, des segments et de la zone de travail du cylindre frottent l’une contre l’autre. Ceci conduit rapidement à des grippages avec une surface fortement détériorée. 

La même chose se produit lorsque le film lubrifiant qui se forme entre le piston et le cylindre est insuffisant suite à un manque d’huile.

Aspects caractéristiques d‘un grippage par manque de lubrification :

En cas de destruction totale du film d’huile :

Zones de grippage rapprochées, non délimitées, situées surtout sur la jupe du piston, avec une surface fortement érodée, de couleur foncée.

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En cas de manque d’huile :

Hormis la coloration de la surface, les caractéristiques sont identiques à celles ci-dessus. La surface des zones de grippage est métalliquement presque pure et n’est pas foncée. Le manque d’huile concerne toute la surface du cylindre. De ce fait, on observe souvent dès le début des zones de grippage sur le piston du côté pression comme du coté dépression.

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Grippage par manque de lubrification sur la jupe du piston

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  • Zones de grippage sur la jupe du piston, côté pression, qui rejoignent en partie la segmentation.
  • Légères zones de grippage sur le coté dépression.
  • Surface des zones de grippage claire et métalliquement presque pure.

Analyse

Il s’est produit un manque important de lubrification entre le piston et l’alésage de cylindre. La surface métallique presque entièrement nette des zones de grippage indique qu’au moment du grippage, le film d’huile était certes encore existant, mais considérablement affaibli. Compte tenu de la faiblesse de la détérioration, il s’agit d’un manque d’huile temporaire ou d’un dommage en phase initiale. Les dommages auraient été beaucoup plus graves si le moteur avait continué de tourner.

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REMARQUE

Avec ce type de grippage par manque de lubrification, le dommage se situe toujours au niveau de la jupe du piston, là où se situe la portée normale dans le cas d’un piston intact, ayant fonctionné.                                                          

Causes possibles

Manque de lubrification par :

  • Insuffisance d‘huile moteur.
  • Pression d‘huile trop basse dans le moteur (pompe à huile, valve de surpression, etc.) : trop peu d‘huile sort des paliers du vilebrequin. La zone de travail du cylindre, lubrifiée par l‘huile de projection du vilebrequin, reçoit trop peu d‘huile de lubrification.
  • Panne du gicleur d‘huile de refroidissement du piston.

Grippage unilatéral de la jupe du piston sans zones de dépression

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  • Zones de grippage importantes, de couleur foncée, avec une surface fortement détériorée sur le côté pression du piston.
  • Côté opposé de la jupe du piston intacte.
  • Zone de segmentation généralement intacte au stade initial.

Analyse

Il s’agit d’un grippage par manque de lubrification typique qui se produit généralement sur le côté pression, moins souvent sur le coté dépression. Ce dommage se produit lorsque le film lubrifiant disparaît seulement sur une moitié du cylindre. Il est dû à un manque localisé de lubrification ou à une surchauffe du côté correspondant du cylindre. Un manque de jeu peut être écarté, car malgré les importants grippages, il n’y a pas de zones de dépression sur le côté opposé.
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Causes possibles

  • Arrêt momentané du fonctionnement du refroidissement suite à un manque de liquide, bulles d‘air, dépôts de crasse ou autres problèmes au niveau du circuit de refroidissement.
  • Dans le cas des cylindres à ailettes, les dépôts externes de crasse peuvent causer des surchauffes localisées et une rupture du film d‘huile.
  • Sur les moteurs refroidis par air : déflecteurs d‘air défectueux, absents ou mal montés.
  • Panne du gicleur d‘huile de refroidissement du piston.
  • Pression d‘huile trop basse : lubrification insuffisante du côté pression du cylindre dans le cas des bielles avec gicleurs d‘huile.
  • Manque de lubrification sur le côté pression du cylindre, plus fortement sollicité, suite à la dilution de l‘huile ou à l‘utilisation d‘une huile de qualité inadaptée.

Friction par manque de lubrification due à un excès de carburant

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Fines zones de frottement allongées, bien délimitées, sur la jupe du piston, au lieu de l‘aspect normal de la portée du piston.

Analyse

Du carburant non brûlé qui s’est condensé sur la zone de travail du cylindre a dilué le film d’huile ou l’a détruit. Il s’ensuit une marche à sec entre les partenaires que sont le piston et l’alésage de cylindre et la formation de fines zones de frottement allongées. La zone de segmentation est généralement intacte.

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REMARQUE

Le dommage est lié aux frictions provoquées par un excès de carburant sur les surfaces portantes de la jupe du piston. C’est l’endroit où l’on observe la portée normale sur un piston intact.

Causes possibles

  • Mélange trop riche et dysfonctionnement de combustion suite à des anomalies dans la préparation du mélange ou dans le dispositif d‘allumage.
  • Combustion incomplète suite à une compression insuffisante.
  • Dispositif de démarrage à froid défectueux ou actionné trop longtemps (moteur à carburateur).
  • Dilution de l‘huile suite à des petits trajets fréquents ou à un mélange trop riche.

Grippage de la tête du piston sur les pistons diesel

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  • Zones de grippage localisées, principalement au niveau du cordon de feu.
  • Surface des zones de grippage rugueuse et abrasée, particules de métal parfois importantes arrachées.

Analyse

Du carburant non pulvérisé a été projeté sur la paroi du cylindre en raison d’un défaut de l’injecteur et y a affaibli le film d’huile jusqu’à la marche à sec totale. Le cordon de feu s’est tellement grippé qu’il s’est soudé temporairement à la paroi du cylindre, ce qui a provoqué l’arrachement de morceaux de la tête du piston.

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Causes possibles

  • Injecteurs non étanches, qui gouttent, encrassés ou erronés.
  • Aiguille d‘injecteur bloquée par la déformation du corps d‘injecteur (mauvais couple de serrage).
  • Point d‘injection incorrect (début du refoulement).

Grippage par manque de lubrification dû à des segments surchauffés

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  • Rayures de grippage et taches de brûlures sur les surfaces de frottement des segments (Fig. 1 et 2).
  • Rayures de friction longitudinales sur les alésages de cylindres (non représentées).
  • Au stade initial : premières érosions sur le cordon de feu (Fig. 3 – en haut à droite).
  • À un stade plus avancé : propagation des frictions sur tout le piston (Fig. 4).
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Analyse

De tels dommages surviennent principalement au cours de la phase de rodage et sous forte charge, lorsque les segments n’ont pas encore atteint leur étanchéité totale pour cause de manque de rodage (surtout sur les pistons diesel). Les gaz de combustion qui passent le long des segments surchauffent ceux-ci et la paroi du cylindre et provoquent la rupture du film lubrifiant. 

Des dysfonctionnements de combustion, des températures trop élevées ou un refroidissement insuffisant du piston et de la paroi du cylindre peuvent également altérer le film lubrifiant ou le détruire. Ceci provoque tout d’abord une marche à sec des segments et l’apparition de taches de brûlures. Étant donné que le piston glisse également sur les parties non lubrifiées du cylindre, il se produit d’abord une érosion au niveau du cordon de feu et, dans la phase suivante, des zones de grippage sur l’ensemble de la jupe du piston (Fig. 4).

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Fig. 3
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Fig. 4

Causes possibles

  • Surcharge du moteur pendant la phase de rodage.
  • Structure de la surface du cylindre honée non optimale pour une bonne adhérence de l‘huile moteur (écrasement des veines de graphite, constitution d‘un voile métallique, rugosité insuffisante et/ou angle de honage erroné).
  • Huile de lubrification inadaptée ( mauvaises qualité et viscosité).
  • Température des zones de travail du cylindre trop élevée (dysfonctionnements du système de refroidissement ou dépôts dans les canaux de refroidissement entourant le cylindre).
  • Élévation de température pendant la combustion en raison de dysfonctionnements de combustion (mélange pauvre, allumages par incandescence, injecteurs qui gouttent ou non étanches).
  • Lubrification insuffisante des zones de travail du cylindre en raison d‘une quantité insuffisante d‘huile projetée provenant des paliers de la bielle et du vilebrequin.

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