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Structure des moteurs modernes
2 .4 DÉTAILS DE STRUCTURE
La technique moderne apparaît parfois, au
cours des développements, par l'utilisation de
détails permettant d'améliorer les moteurs .
Depuis un siècle d'histoire du moteur à combustion,
on utilise des matériaux tout à fait nouveaux
tels que les céramiques et les matières
plastiques .
2 .4 .1 Les céramiques
On connaissait déjà la céramique dans les bougies
où elle est utilisée comme matériau d'isolation
électrique résistant aux températures élevées
. D'autres sortes de céramiques sont utilisées
sur les surfaces de frottement des culbuteurs
et des poussoirs de soupapes . Dans les
moteurs Diesel, on a envisagé d'isoler complètement
la chambre de combustion au moyen de
céramique . Il est apparu entre temps que l'idée
qui sous-tendait ce développement, à savoir
l'économie de carburant, n'était pas applicable .
Il est évident qu'une part importante de la chaleur
du carburant développée dans la chambre
de combustion est perdue sur le plan de la production
d'énergie et sert seulement à réchauffer
le liquide de refroidissement . Mais l'isolation de
la chambre de combustion a conduit à des températures
si élevées que les processus de
transmission de chaleur se développent de
façon tout à fait différente de ce qui était envisagé,
ce qui a conduit à une consommation plus
élevée pour obtenir la même puissance .
Il n'existe pas d'huile de graissage disponibles
qui soit capable d'assurer le graissage des pis-
Wolkswagen a expérimenté des bielles utilisant des fibres de carbone qui sont plus résistantes et plus
légères que l'acier. A gauche, la bielle classique. La structure filamentaire au milieu est réalisée en utilisant
des bandes collées
tons et des cylindres à des températures si élevées,
et il ne semble pas que les fabriquants
d'huile doivent commencer à développer de
telles huiles .
2.4 .2 Les matières plastiques
Les matières plastiques ont connu un développement
très rapide . Les difficultés pour les utiliser
dans les moteurs proviennent avant tout des
températures élevées . Les résines, dans les-
quelles sont noyées les fibres en matière plastique
très résistante, se ramollissent au-dessus
de 250°C . En outre, les fibres ne sont résistantes
que lorsqu'elles travaillent en traction ou
bien sont comprimées sans flambage . Elles ne
peuvent pas résister à des flexions importantes
et on peut les couper avec de simples ciseaux .
Comme les matières plastiques renforcées par
des fibres sont très légères, les constructeurs
de moteurs veulent les utiliser pour les pièces
en déplacement alternatif, par exemple pour les
bielles . Sur le plan du graissage, il n'y a pas de
problèmes à prévoir : de nombreuses matières
plastiques présentent des qualités frottantes ou
lubrifiantes remarquables et les bielles sont
équipées de coquilles de palier classiques .
La céramique a été largement essayée comme matériau isolant pour la chambre de combustion et les
tubulures d'échappement et comme matériau pour les guides et les sièges de soupapes.
La représentation en coupe de ce moteur prototype de Renault permet de voir clairement où la céramique
blanche est utilisée .
Actuellement, il existe des moteurs à chambres de turbulence
en céramique qui montent très vite en température
et des moteurs à revêtement céramique des tubulures d'échappement. Cette dernière disposition
évite une éventuelle cambrure de la culasse et à déjà été utilisée à cet effet par Porsche pour des moteurs
à essence .
2 .4 .3 Les poussoirs de soupapes
hydrauliques et les linguets
à rotule hydraulique .
Les poussoirs hydrauliques sont actionnés
directement par l'arbre à cames et les appuis de
culbuteurs hydrauliques ne le sont pas . Au
début, il y a environ cinquante ans, il s'agissait
des poussoirs de soupapes hydrauliques qui
sont encore utilisés aux Etats-Unis pour les
moteurs V8, V6 et six cylindres en ligne, à vitesse
relativement lente et à soupapes en tête .
Dans les moteurs modernes qui tournent très
vite, on ne réussit pas à déplacer de tels poussoirs
suffisamment vite pour actionner correctement
les soupapes .
Les poussoirs sont alors soumis à un effet de
pompage ou de battement qui empêche la fermeture
complète des soupapes .
L'apparition du battement des soupapes pourrait
servir de limiteur de la vitesse moteur, mais
elle met les soupapes en danger car elles peuvent
alors être brûlées par les gaz de combustion
ou bien venir marteler le piston . C'est préci-