Etude de l'endommagement tribologique des chemises de moteurs Diesel poids lourds et optimisation des matériaux et état de surface PDF Download

Author: Julia Keller
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Languages : fr
Pages : 236

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Book Description
L’application des nouvelles normes internationales Euro 4 et Euro 5 concernant la pollution des moteurs à combustion interne impose aux constructeurs automobiles des progrès techniques au niveau du contact segment – chemise qui conduisent à une diminution de la consommation d’huile. Afin de pouvoir répondre à ces évolutions, deux pistes principales s’ouvrent pour les industriels et les scientifiques : l’optimisation du matériau de la chemise à travers ses propriétés intrinsèques et de l’état de surface de celle-ci à travers les paramètres de rodage. Dans ce contexte, nous avons analysé lors de cette thèse ces deux aspects pour différents types de fonte. Suite à une synthèse bibliographique (chapitre 1), qui nous a donné un aperçu sur les travaux déjà réalisés dans ce domaine, nous avons mené une étude complète sur une fonte à graphite lamellaire « classique » au travers de tests de frottement au tribomètre Cameron Plint (chapitre 3). Cette étude nous a permis d’obtenir des informations sur l’évolution du coefficient de frottement, de la résistance électrique de contact, de l’usure et de la pression de contact, ainsi que sur la formation du film tribochimique, au cours du frottement sous des conditions sévères. A partir de ces informations, un modèle concernant le comportement tribologique de ce contact a été proposé. Dans le chapitre 4, nous avons caractérisé une fonte trempée en surface qui a présenté une résistance à l’usure très élevée par rapport à la fonte « classique ». La trempe superficielle entraîne une augmentation des propriétés mécaniques (notamment de la dureté) en extrême surface de la chemise, ce qui induit une résistance à l’usure élevée. Cependant, l’inconvénient de cette fonte est l’usure importante du contre-corps dans les conditions expérimentales utilisées. Le chapitre 5 a été consacré à une autre voie d’amélioration de la résistance à l’usure : des eutectiques phosphoreux, des zones très dures dans la microstructure perlitique, ont été formés par l’ajout de phosphore et de bore à la composition chimique initiale de la fonte. La présence d’eutectiques phosphoreux a impliqué une diminution de l’usure de 30% par rapport à la fonte « classique » pour des chemises avec une topographie de surface identique. Le contre-corps ne s’est pas usé lors du frottement dans les conditions expérimentales utilisées. Nous avons constaté que le film tribochimique protecteur ne se crée pas sur des zones très dures, comme les eutectiques phosphoreux et les carbures de chrome. En revanche, ces zones présentent apparemment déjà une résistance à l’usure élevée sans la présence du tribofilm grâce à leurs propriétés mécaniques élevées. Le dernier chapitre (chapitre 6) a consisté à analyser l’influence de l’état de surface (paramètres de rugosité) de la chemise sur son comportement à l’usure. Des surfaces rodées, polies miroir ainsi que des surfaces « modèles » (présentant des vallées bien définies) ont été étudiées. Une surface ayant des paramètres Rpk et Rk faibles, donc très lisse, montre la meilleure résistance à l’usure. Cependant, des surfaces trop lisses ne peuvent pas être utilisées car la présence de vallées est indispensable pour garantir une alimentation suffisante en huile dans certains domaines de fonctionnement du moteur.