Automobile: Ensemble bloc-cylindres culasse

1. Ensemble bloc-cylindres culasse
1.1. Condition à remplir
L'ensemble bloc-cylindres culasse est un ensemble indéformable qui sert de point d'appui aux éléments mobiles internes et externes et permet la fixation de certains organes externes (démarrage, pompe à eau, alternateur,...).
· Le bloc sert de support au vilebrequin. Il doit résister aux poussées, aux torsions et aux vibrations.
· Le cylindre guide le piston. Il doit résister à la pression, à la chaleur et au frottement.
· La culasse forme la partie supérieure de la chambre de combustion. Elle doit également résister à la pression et à la température élevée.
L'ensemble doit être d'une bonne conductibilité thermique afin d'évacuer rapidement les calories en excédent.
(Température des gaz enflammés : 2000º C);
(Température moyenne du moteur : 110º C).
L'ensemble bloc-cylindre culasse supporte également les organes de distribution, permet le passage des canalisations de lubrification et des conduits de refroidissement.


1.2. Bloc-cylindres
(Carter-moteur)
Le bloc est en fonte ou en alliage d'aluminium moulé. Il constitue le bâti du moteur et dont la partie intérieure est usinée pour former les cylindres ou les logements de chemises s'il s'agit d'un moteur à chemises rapportées.
L'eau de refroidissement circule librement à l'intérieur du carter-moteur.
Sa partie supérieure est dressée pour former plan de joint : la culasse vient, en effet, s'appuyer sur le plan de joint supérieur pour coiffer les cylindres.
      
       Bloc-cylindres en fonte à l'étain non chemisé                            Carter moteur 4 cylindres en fonte à chemises
                                                                                                         rapportées

1.2.1. Types de blocs
a) Bloc à alésage direct
Certains blocs en fonte sont directement alésés, les cylindres et le bloc ne faisant qu'une seule pièce. En cas d'usure des cylindres, il est nécessaire de réaliser à une cote supérieure et d'adapter des pistons de plus fort diamètre.
b) Bloc à chemises amovibles
Ce système facilite la fabrication; il permet l'utilisation de matériaux différents pour le bloc et pour les cylindres (cylindres en fonte, bloc en alliage léger); la réparation est facilitée (remontage de chemises d'origine).
c) Chemises sèches
Fourreau de faible épaisseur emmanché dans un bloc en fonte ou en alliage léger; le remplacement est possible mais l'ajustement est serré; il n'y a aucune communication avec l'eau de refroidissement.
d) Chemises mouillée
La chemise sert même temps de paroi pour les conduits de refroidissement; leur remplacement est aisé, mais l'étanchéité doit être particulièrement soignée. Les chemises sont en fonte centrifugée, elles sont également alésées, rectifiées et rodées.

Chemise sèche                                              Chemise mouillée

1.3. Culasse
La culasse assure la fermeture des cylindres dans leur partie supérieure, constituant ainsi la chambre de combustion.
Elle permet :
- l'arrivée et l'évacuation des gaz;
- la mise en position des éléments de la distribution et d'une partie de l'allumage;
- l'évacuation rapide des calories, le point le plus chaud du moteur étant précisément la chambre de combustion.
La culasse est aussi en fonte ou en alliage d'aluminium moulé. Les contraintes mécaniques étant moins importantes que pour le bloc-moteur, les constructeurs ont quasiment abandonné la fonte au profit d'aluminium, en raison de sa légèreté et sa très bonne conductibilité thermique.
Un réseau de conduits d'eau et d'huile est pratiqué dans la culasse, l'étanchéité bloc-culasse est assuré par le joint de culasse.

 

1. Chambre de combustion
2. Cheminée de bougie
3. Chapelle
4. Canalisation de refroidissement
5. Guide soupape
6. Rondelle d'appui du ressort
7. Communication avec le bloc
8. Siège de soupape
9. Plan de joint de culasse



1.4. Carters de protection
Ce sont les couvercles qui couvrent ou ferment les différentes faces du moteur.
1.4.1. Le carter inférieur
C'est une pièce en forme de cuvette qui abrite le vilebrequin et les têtes de bielle et qui contient la réserve d'huile de graissage. En général, il est en tôle emboutie. Il peut être en alliage léger moulé avec nervures extérieures pour assurer un bon refroidissement de l'huile échauffée par son passage dans le moteur.
L'étanchéité entre le carter-moteur et le carter inférieur doit être parfaite : elle est assurée par un joint plat en liège ou bien par un joint cylindrique, en caoutchouc synthétique, logé dans une gorge.
1.4.2. Le carter de distribution
Pratiquement la distribution est matérialisée par une liaison mécanique entre le vilebrequin et l'arbre à cames. Cette liaison est protégée par un carter étanche en tôle ou en alliage léger, appelé le carter de distribution.
1.4.3. Le couvre-culasse
Ce carter ferme la culasse des moteurs à soupapes en tête. Son intérêt est lié au fait que sa dispose permet l'opération d'atelier : "réglage des soupapes".
C'est un couvercle de protection étanche par joint comme le carter inférieur. Il est parfois en alliage léger.
1.5. Collecteurs
Le collecteur d'admission regroupe les conduits qui amènent les gaz frais aux soupapes d'admission et le collecteur d'échappement contient ceux qui emmènent les gaz brûlés depuis les soupapes d'échappement.
Ce sont des pièces moulées, en alliage léger pour l'admission et en fonte pour l'échappement.