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Le haut-moteur d’une voiture (2)

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Les premiers cylindres étaient coulés d’une pièce avec la culasse et les passages d’eau de refroidissement, et ils étaient boulonnés sur le bas-moteur qui portait l’embiellage. On en vint ensuite au bloc-moteur : les cylindres sont coulés d’un seul tenant avec les supports de paliers de vilebrequin, technique utilisée actuellement par tous les constructeurs de moteurs refroidis par eau. Le bloc moteur peut être soit en fonte, soit en alliage léger. Actuellement, les constructeurs adoptent de plus en plus le bloc en alliage pour des raisons de poids.

Cylindres alésés dans le bloc

Ils peuvent être simplement usinés dans la fonte du bloc, les pistons travaillant directement à l’intérieur. Cette technique assez ancienne, présentait certains avantages, notamment quand le moteur était usé, : il était alors possible de réaléser les cylindres à un diamètre légèrement supérieur (0,5 mm en général) et de monter des pistons en “cote réparation”.

Chemises sèches

On trouve aussi, mais de moins en moins souvent, des chemises sèches : ce sont des cylindres d’acier très minces (2 mm d’épaisseur généralement), emmanchés à la presse dans la fonte du bloc. L’avantage de ce système est qu’on peut remplacer les chemises lorsque celles-ci sont hors cotes (c’est-à-dire au bout de trois réalésages successifs). Il est à noter que cette technique permet de « sauver) un bloc moteur usé en le suralésant de manière à pouvoir enfiler des chemises sèches en le remettant à sa cote d’alésage d’origine.

Chemises humides

C’est une solution très pratiquée ; les chemises sont en fonte, assez épaisses (1 cm environ), et baignent directement dans le liquide de refroidissement. Elles sont prises entre la culasse et un épaulement usiné dans le bas du bloc moteur. Des joints spéciaux en assurent l’étanchéité. Cette technique est très pratique lorsque le moteur a besoin d’être reconditionné : les chemises et leurs pistons sont simplement remplacés ; on les enfile dans le bloc cylindres. Il n’est plus nécessaire de recourir à l’opération complexe qu’est le réalésage. Citroën adopta ce système dès 1934 sur la Traction et y est resté fidèle depuis. Toutes les voitures françaises actuelles sont montées avec des moteurs à chemises humides.

 


Cylindres refroidis par air

Ce type de refroidissement a totalement disparu sur les modèles actuels, mais il intéressera les passionnés de 2 CV, Ami et... (vraies) Coccinelles ou Combi VW. Dans ce genre de moteur, les cylindres sont munis d’ailettes venues de fonderie, et sont généralement en fonte. Les cylindres sont presque toujours séparés, mais certains possèdent une culasse commune (Volkswagen). Une solution plus sophistiquée emploie une chemise en acier enfilée dans un ailetage en alliage léger : cette technique permet une meilleure évacuation des calories ainsi qu’un gain de poids non négligeable par rapport à un cylindre entièrement en fonte ou en acier. Tout comme les chemises humides, les cylindres de moteurs refroidis par air sont pris entre le carter du bas-moteur et la culasse.

 


Pistons

Il reçoivent la poussée due à l’expansion des gaz brûlés. Il ont eux aussi connu une évolution importante : les pistons des premiers moteurs étaient en fonte et leur inertie considérable limitait le régime des moteurs à une vitesse de rotation située entre 600 et 1 000 tr/mn. Un régime plus élevé aurait engendré des forces d’inertie telles que la bielle n’aurait pas résisté. Bentley fut l’un des pionniers du piston en alliage léger qu’il expérimenta peu avant la Grande Guerre sur des voitures françaises DFP (Doriot Flandrin et Parent) dont il était alors concessionnaire, puis pendant la Seconde Guerre mondiale, sur des moteurs d’avions de chasse dont il était le constructeur (Bentley BR 1 et BR 2). Le piston en alliage léger assure des régimes plus élevés et une meilleure évacuation de la chaleur que ne le permettait le piston en fonte précédemment employé.

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Les alliages légers sont devenus de plus en plus performants, autorisant l’emploi de tolérances plus fines entre le piston et le cylindre.

La tête de piston atteint 550 °C, alors que sa jupe dépasse rarement 350 °C.

Pour assurer l’étanchéité entre le piston et le cylindre, on a recours à des segments en acier ou en fonte (un segment dit “de feu”, un segment d’étanchéité et un segment racleur destiné à empêcher l’huile de se répandre dans les chambres de combustion).

 



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