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LA LUBRIFICATION Lubrification 1/10 I PROBLEME POSE - Comment réalise-t-on la l

LA LUBRIFICATION Lubrification 1/10 I PROBLEME POSE - Comment réalise-t-on la lubrification des systèmes mécaniques ? II FRONTIERE D’UN SYSTEME DE LUBRIFICATION MOTEUR Lubrification 2/10 III FONCTIONS IV LE FROTTEMENT 4.1 Le coefficient de frottement - Pour faire glisser une pièce (A) en appui sur un support (B), il est nécessaire d’exercer une force (F) . Elle est destinée à vaincre la résistance au glissement appelée frottement . Le frottement dépend du coefficient de frottement (f) . f = (P) étant le poids de la pièce (A) 4.2 Le frottement à sec - Le coefficient de frottement est fonction des matériaux utilisés . - Exemples de coefficients de frottement : . pneu sur route f = 0,8 . fonte sur fonte f = 0,26 . acier sur bronze f = 0,11 . acier sur coussinets antifriction f = 0,05 - Inconvénients du frottement . une perte d’énergie ( travail résistant ) . un dégagement de chaleur ( dilatation et grippage ) . une usure des surfaces 4.3 Le frottement onctueux - Par graissage, en interposant un corps gras qui compense les aspérités microscopiques et sépare les deux pièces . F P Dériver l’huile Stocker et Refroidir Distribuer Limiter la pression Mettre sous pression Filtrer Informer A Lubrification 3/10 4.4 Le frottement hydrodynamique - Si la pression des pièces en contact est élevée et que la vitesse relative des surfaces est importante ( v 〉 5 m/s ), les deux surface se séparent par une montée en pression de l’huile interposée . - Ce phénomène est favorisé par la formation d’un coin d’huile . - Le coefficient de frottement peut passer de 0,05 à 0,005 . V CARACTERISTIQUES DES LUBRIFIANTS 5.1 La viscosité - Elle caractérise les forces de frottement qui interviennent entre les molécules de l’huile . - Elle varie avec la température ( diminue avec l’augmentation de la t° ) . - Elle est donnée pour une température de 37,8°C ( 100°F ) . - Loi de Newton : F force nécessaire au mouvement µ coefficient de viscosité dynamique F = µ . ( en poiseuilles ou en degrés Engler ) S surface d’appui v vitesse du mouvement e épaisseur de la couche d’huile ( 8 à 30 microns ) A ) La Viscosité dynamique ( µ ) µ µ µ µ = B ) La Viscosité cinématique ( ν ) ν = ν viscosité cinématique en centistoke ( cSt ) ρ masse volumique de l’huile en kg/m3 S . v e e . F S . v µ ρ Phénomène du coin d’huile e F v Lubrification 4/10 C ) L’index de Viscosité - On souhaite : . une viscosité plutôt à froid ( moins de force à déployer ) . une viscosité plutôt à chaud ( épaisseur mini du film d’huile ) - On a convenu d’un index de viscosité « V.I. » ou « V.I.E. » ( E pour étendu ) : . se rapprochant de 0 lorsque la viscosité varie beaucoup avec la t° . se rapprochant de 200 et plus lorsque la viscosité varie peu avec la t° Nota : . viscosité ⇒ meilleur étanchéité mais des efforts résistants . fluidité ⇒ η moteur et combustion complète de l’huile 5.2 Fluidité - C’est l’inverse de la viscosité, elle se mesure en degrés Barbey. 5.3 Stabilité - L’huile doit résister à la décomposition et à l’altération. 5.4 Onctuosité - C’est la qualité d’adhérence de l’huile aux surfaces à lubrifier. 5.5 Exemple d’une huile SAE 15 w 40 Lubrification 5/10 VI LES HUILES MULTIGRADES - Le coefficient de viscosité selon la norme SAE se traduit en indice de viscosité. ex. : 10 W 50 10 W à froid ( 0°F = - 18°C ) 50 à chaud ( 210°F = 100°C ) Nota : une huile SAE 50 est plus visqueuse qu’une huile SAE 40 . - Plus l’écart entre les deux indices est important plus le V.I. est élevé. - Ex : . viscosité à - 18°C = 38000 centipoises . viscosité à 100°C = 73 centipoises . le point B, se trouvant dans la zone SAE 20 W et dans la zone SAE 40, détermine une huile multigrade. VII LES ADDITIFS 25% du produit fini correspondant à 60% du coût • Additif d’index de viscosité : 10 à 15% du produit fini . • Additif de congélation : il diminue la formation de cristaux et abaisse le point d’écoulement . • Additif détergent : il évite la formation de dépôts ( de cendres possibilités de préallumage ). • Additif dispersant : il maintient les dépôts en suspension . • Additif antioxydant : il évite l’oxydation de l’huile + anticorrosion ( coussinet ... ) + anti-usure ( cames, poussoir ... ). • Additif anti-mousse : il évite l’émulsion ( particularité des moteur à carter sec ) . • Additif anti-usure : il améliore la formation du film d’huile ( F ) . • Additif d’adhésivité , microbicide , passivateur métallique , modificateur de frottement .... SAE 20W40 Lubrification 6/10 - Tous ces additifs déterminent « la qualité » de l’huile : Ex. : classification des performances A.P.I SA - SB - SC - SD - SE - SF - SG - SH pour les moteurs essence médiocre à très bonne CA - CB - CC - CD - CE - CF pour les moteurs diesel VIII CLASSIFICATION DES HUILES - Les différentes organisations techniques des constructeurs, des pétroliers et des fabriquants d’additifs : . Comité des Constructeurs Automobiles du Marché Commun ( CCMC ) . Association des Constructeurs Européens de l’Automobile ( ACEA ) . Comité de Coordination Européen ( CEC ) . Institut du Pétrole Américain ( API ) . Société des Ingénieurs de l’Automobile Américain ( SAE ) . Américan Standards for Tests and Methods ( ASTM ) . Certains constructeurs automobiles V.A.G. , Daimler-Benz , Man ... . Certaines armées ( américaines MIL-L ) - La classification « S.A.E » Exemple : une huile SAE 10 W permettra un lancement facile du moteur jusqu'à -20°C , une bonne pompabilité jusqu'à -25°C et ne posera pas de problème de figeage jusqu'à -30°C . Lubrification 7/10 - La classification « A.P.I » - La classification « C.C.M.C » PD 1 - 2 - 3 - 4 – 5 -6 P Passenger Car ( voiture de tourisme ) D Diesel D 1 - 2 - 3 - 4 – 5 - 6 pour les véhicules industriels Diesel IX LE CIRCUIT DE LUBRIFICATION A) PAR BARBOTAGE B) SOUS PRESSION ET A CARTER SEC 1 Réserve d’huile 2 Filtre 3 Pompe d’alimentation 4 Clapet de décharge 5 Vilebrequin 6 Arbre à cames 7 Chaîne de distribution 8 Filtre 9 Pompe d’équipement 10 Manocontact de pression Lubrification 8/10 C) SOUS PRESSION ET A BAIN D’HUILE X LES POMPES A HUILE A rotors type « Eaton » A palettes Chaîne de distribution Paroi du cylindre Pieds de bielle Palier ( tête de bielle ) Queues de soupapes Manocontact Filtre Pompe Crépine Clapet de décharge Cames Poussoirs Piston Transmission ( embrayage, B.V. ) Echangeur Clapet by-pass Lubrification 9/10 A engrenages extérieurs A engrenages intérieurs XI LES FILTRES - Le seuil de filtration des filtre à huile est d’environ de 30 à 15 microns « nominal » ( ex. : en faible quantité, des particules de 40 microns peuvent s’échapper d’un filtre ayant un seuil de filtration de 15 microns nominal ) . - Une cartouche à huile traversée par un débit de 3600 litres/heure, sous une perte de charge de 2,5 bars ( cartouche colmatée ), absorbe environ 250 W . Lubrification 10/10 XII LES ECHANGEURS THERMIQUES • Les radiateurs d’huile ( « échangeurs huile /air » ) • Les échangeurs huile/eau Essai de démarrage à froid Conditions de l’essai : 10h à la température d’essai, puis démarrage avec une huile multigrade SAE 15 W 40 uploads/s3/ lubrification-bac.pdf