Les blocs moteurs en fonte et en aluminium endommagés et usés ont longtemps été réparés à l’aide de manchons secs. L’installation d’un manchon de réparation peut souvent sauver le bloc si un cylindre présente une usure conique excessive, ou est fissuré, marqué ou autrement endommagé, et alésage le cylindre endommagé. De même, pour redonner aux cylindres des dimensions comme neuves, tous les cylindres du bloc peuvent être gainés à nouveau si tous les cylindres sont fortement usés.
Le principal avantage de la gaine par-dessus le perçage des cylindres et l’installation de pistons et d’anneaux surdimensionnés est l’économie de coûts de ne pas avoir à remplacer les pistons et les anneaux. De plus, de nombreux blocs sont trop minces pour s’adapter de manière fiable à un surfaçage sans manchons. Et si nous parlons d’un bloc en aluminium avec des manchons en fer intégrés, l’usinage des manchons d’origine et l’installation de nouveaux (humides ou secs) peuvent être le seul moyen de sauvegarder (ou de modifier) le bloc.
Modifications des performances
Pour les applications hautes performances, les manchons offrent également un certain nombre d’avantages. Le déplacement d’un bloc moteur est limité par la distance entre les centres d’alésage et l’épaisseur de la coulée. Si le bloc est une coulée à paroi lourde, vous pouvez augmenter la cylindrée du moteur en alésant les cylindres pour les surdimensionner et / ou en utilisant une manivelle. Les manivelles Stroker sont populaires car elles nécessitent moins de modifications. Les manivelles à course longue sont bonnes pour un couple à bas régime, mais une configuration à course courte et à gros alésage est préférable pour une puissance de régime élevée. Par conséquent, si vous construisez un moteur à haut régime, vous voudrez peut-être augmenter la taille de l’alésage plutôt que de compter autant sur une course accrue pour créer plus de puissance.
Si vous installez des manchons secs dans un bloc pour augmenter le déplacement, vous ne pouvez retirer que beaucoup de métal avant de manquer de bloc pour supporter les manchons de cylindre plus grands. Une façon de surmonter cette limite est de faire une conversion de manchon humide. Les cylindres existants sont usinés et des manchons humides sont installés à leur place. L’installation implique des modifications importantes du bloc et nécessite un usinage CNC précis afin qu’il puisse accepter des manchons humides, mais les résultats en valent la peine. Étant donné que le liquide de refroidissement est en contact direct avec l’extérieur du manchon, les manchons humides peuvent généralement supporter des charges de puissance et de chaleur beaucoup plus élevées. Par conséquent, vous gagnez une résistance et une fiabilité accrues ainsi qu’un déplacement accru. Des kits de conversion de manchon humide sont disponibles pour certains moteurs d’importation de modèles tardifs ainsi que pour les V8 domestiques.
Conseils d’installation du manchon sec
L’une des décisions les plus critiques que vous devrez prendre lors de l’installation des manchons secs est de savoir quel ajustement serré convient à l’application. Les blocs en aluminium ont plus de dilatation thermique que les blocs en fonte, ils nécessitent donc généralement un ajustement plus serré pour empêcher les manchons de bouger. Alors, de combien d’interférences avez-vous besoin?
Les réponses varient en fonction de qui vous demandez. Différents fournisseurs de manches nous ont donné différentes recommandations. On a dit que la plupart des blocs d’aluminium ont généralement besoin d’environ.003 à.004 d’ajustement serré entre les manches sans bride et le bloc pour maintenir les manches en place. Si le bloc peut accepter un manchon à bride, vous n’aurez peut-être pas besoin d’interférence.
Un autre a dit.0015 à.003 d’ajustement serré est tout ce dont vous avez besoin avec la plupart des blocs d’aluminium, et si vous allez bien au-delà.004 vous déformerez probablement le bloc. La distorsion de l’alésage est mauvaise car elle empêche le trou d’être rond lorsque vous le perfectionnez. Cela empêche une bonne étanchéité de la bague et permet des pertes de soufflage et de compression; aucun d’entre eux n’est bon pour les émissions ou les performances.
Un fournisseur a déclaré qu’il avait complètement modifié sa conception de l’ajustement par interférence sur certaines applications de moteurs en aluminium. Les manchons peuvent être installés avec un minimum d’interférences (.0005 à.001) et verrouillé en place avec un scellant anaérobie. Un scellant tel que la Loctite 518 est appliqué sur le tiers inférieur du cylindre pour le maintenir en place et empêcher l’huile de migrer vers le haut entre l’extrémité inférieure du manchon et le bloc. Tout ce qui se trouve entre le manchon et le bloc (que ce soit de l’huile, des dépôts de carbone ou même de l’air) peut interférer avec un bon transfert de chaleur.
Avec des blocs en fonte refroidis à l’eau, la recommandation générale pour l’installation de manchons sans flangles secs est d’utiliser environ.0015 à.002 d’ajustement serré. Une astuce pour faciliter l’installation du manchon tout en améliorant le transfert de chaleur consiste à affûter légèrement le cylindre avec des pierres de grain # 280 après qu’il a été percé pour accepter le manchon. Une finition plus lisse à l’intérieur de l’alésage améliorera le contact métal-métal entre le manchon et le bloc lorsque le manchon est glissé en place.
Sur certains moteurs de petite cylindrée refroidis par air (motocycles et petits moteurs, par exemple), un ajustement plus serré peut être nécessaire car les cylindres fonctionnent à des températures plus élevées. Nous avons entendu parler de constructeurs de moteurs utilisant autant que.006 à.008 d’ajustement serré pour assurer que les manches restent en place.
Une autre chose à garder à l’esprit est que si vous gainez un seul cylindre endommagé dans un bloc pour le réparer, le manchon peut déformer quelque peu les cylindres adjacents – surtout si vous utilisez beaucoup d’ajustement serré. Il peut en résulter des problèmes d’étanchéité de la bague, des pertes par compression et un soufflage dans les cylindres adjacents.
L’utilisation de plaques de couple lors de l’alésage et du rodage du bloc est un moyen de minimiser ou de corriger la distorsion de l’alésage du cylindre. En fait, des plaques de couple peuvent être nécessaires sur de nombreux blocs de parois minces (gainés ou non) pour obtenir une très bonne finition d’alésage ronde et droite. Installez la plaque de couple et le joint de culasse sur le bloc, puis serrez les boulons de tête conformément aux spécifications avant de roder.
Interférence de mesure
Pour déterminer avec précision la quantité d’interférence, vous avez besoin de deux dimensions: le diamètre extérieur moyen (OD) des manchons et le diamètre intérieur moyen (ID) des alésages dans le bloc. Pour mesurer ces dimensions, vous avez besoin d’un micromètre OD précis et d’un micromètre ID ou d’une jauge d’alésage.
Mesurez la manche en haut, au milieu et en bas. Notez les chiffres. Tournez ensuite le manchon de 90 degrés et mesurez à nouveau. Faites la moyenne ensemble de tous ces nombres pour calculer la DO moyenne de la manche.
Ensuite, faites la même chose pour l’alésage. Mesurez le haut, le milieu et le bas, puis faites pivoter votre jauge d’alésage ou votre micro d’identification de 90 degrés et répétez l’opération. Encore une fois, faites la moyenne des chiffres ensemble. Les dimensions de l’ID d’alésage doivent être plus petites que les dimensions du manchon pour créer un ajustement serré.
Soustrayez l’ID d’alésage moyen du manchon OD pour déterminer l’ajustement serré.
Installation plus facile
L’ancienne méthode d’installation d’un manchon sec consistait à le placer dans l’alésage, à placer un bloc de bois sur le dessus du manchon, puis à le marteler dans le bloc avec un marteau. Cela a peut-être fonctionné il y a des années lorsque les dimensions et les dégagements ne sont pas aussi critiques qu’aujourd’hui, mais ce type de procédure d’installation n’a pas sa place dans les ateliers d’usinage d’aujourd’hui.
La méthode recommandée pour installer les manchons est de refroidir ou de congeler les manchons et de préchauffer le bloc. Placer les manchons dans un congélateur domestique réduira généralement leur diamètre extérieur d’environ.002˝. Les emballer avec de la glace carbonique ou les pulvériser avec de l’azote liquide les rétrécira encore plus, généralement.003 ou plus. Cela permet souvent aux manches de tomber directement avec peu ou pas d’effort, réduisant ainsi le risque d’endommager ou de déformer les manches. Préchauffer légèrement le bloc à environ 120 degrés ouvrira également un peu les alésages, ce qui facilitera l’installation. Si vous avez besoin d’appliquer une force pour pousser le manchon en place, ne le battez pas avec un marteau, utilisez un mandrin pour l’enfoncer.
Voici un autre conseil pour les constructeurs de moteurs de performance: soulager le stress du bloc après la gaine en montant le bloc sur une table vibrante et en le laissant trembler à haute fréquence pendant 15 à 30 minutes. Le traitement cryogénique du bloc (le gel à moins 300 degrés F en dessous de zéro dans un long cycle de gel et de dégel lent) est une autre méthode qui peut soulager les blocs et réduire la distorsion des blocs.
Finition des cylindres
Une fois les manchons installés, l’intérieur du cylindre peut être fini selon les spécifications. Pour que les bagues s’assoient et se scellent correctement, il faut une finition qui offre un bon support pour les bagues, retient l’huile et ne nécessite pas de longue période de rodage. Pour la plupart des moteurs récents et performants, cela signifie une finition en plateau.
Une finition d’alésage à plateau est ce que tous les types d’anneaux produisent finalement lorsqu’ils sont complètement assis, de sorte que plus l’alésage peut être préfini à un état semblable à un plateau, moins les anneaux et les cylindres s’useront lorsque le moteur s’enclenchera, mieux les anneaux se scelleront dès le début et plus les anneaux dureront longtemps.
Pour les anneaux moly, un processus de rodage en deux étapes peut être utilisé pour obtenir une finition en plateau. Tout d’abord, affûtez avec un abrasif vitrifié au carbure de silicium à grain # 280 conventionnel. Terminez ensuite en touchant brièvement les alésages avec une pierre à grain # 400 ou en leur donnant plusieurs coups avec un outil de rodage en nylon abrasif ou une brosse.
Si les cylindres sont polis avec des pierres de diamant, vous pouvez ensuite utiliser un diamant à grain plus fin, un abrasif vitrifié à grain fin ou une brosse pour terminer les alésages.
Si vous n’appliquez pas de finition plateau sur les cylindres, le rodage avec des pierres en carbure de silicium à grain #220 fonctionne bien avec des bagues en fonte ordinaire ou chromées. Utilisez des pierres de grain #280 pour les anneaux moly-faced, ou des pierres de grain #320 à #400 pour les anneaux moly si le moteur est construit pour la course ou la performance.
Une fois les cylindres rodés, n’oubliez pas de les frotter avec de l’eau chaude savonneuse et une brosse pour éliminer tous les débris de rodage et métalliques. C’est une étape souvent négligée qui peut ruiner un nouvel ensemble d’anneaux à la hâte.
Chemises humides diesel
Si vous reconstruisez un moteur diesel ou industriel doté de chemises humides, l’ajustement serré n’est pas une préoccupation. La plupart de ces doublures sont une installation simple et antidérapante, et beaucoup sont préfinies selon les spécifications. Néanmoins, vous devez porter une attention particulière à l’état des alésages dans le bloc afin que les chemises soient correctement prises en charge – surtout si le moteur a été reconstruit auparavant. Si le lamage qui supporte la bride de la doublure est endommagé ou corrodé, il devra être remachiné pour soutenir correctement la doublure.
Utiliser le type de lubrifiant d’étanchéité spécifié par le fabricant. L’utilisation d’un mauvais type de lubrifiant peut provoquer un gonflement du joint, empêchant le revêtement de s’adapter correctement.
Si les anciens revêtements ont un revêtement épais de chaux ou de tartre à l’extérieur, les chemises de refroidissement du bloc ainsi que le reste du système de refroidissement doivent être nettoyés. Tout ce qui colle à l’extérieur des doublures peut inhiber le transfert de chaleur.
De nombreux moteurs diesel de modèle tardif nécessitent des chemises de cylindre durcies par induction, en fonte ductile ou tout autre type d’alliage de fer résistant à l’usure de haute qualité. Les matériaux moins chers ne résisteront pas et entraîneront probablement une usure rapide et une défaillance prématurée. Un revêtement de bonne qualité devrait facilement durer 500 000 miles ou plus dans un camion routier de classe 8.
La saillie de la garniture doit également être correcte pour que le joint de culasse se scelle correctement. Si une chemise de cylindre est plus haute que celles des cylindres adjacents, cela peut affecter l’étanchéité.
