Système d'huile moteur

Un moteur est composé de pièces mobiles. Pour que celles-ci puissent tourner, elles sont montées dans des roulements qui sont lubrifiés avec de l'huile moteur afin de réduire la friction.

1. Le chemin de l'huile dans un moteur
2. Huile
3. Carter d'huile
4. Pompe à huile
5. Filtre à huile
6. Roulements de moteur
7. Gicleurs de refroidissement de piston
8. Culasse
9. Thermostat d'huile
10. Réservoir de récupération d'huile
11. Refroidisseur d'huile
12. Système de carter sec

Le chemin de l'huile dans un moteur

Le chemin que l'huile prend dans un moteur peut varier selon le fabricant. Ici, nous examinons un cas courant.

1. Carter d'huile
2. Pompe à huile
3. Filtre à huile
4. Refroidisseur d'huile
5. Roulements de châssis
6. Vilebrequin
7. Roulements de vilebrequin
8. Gicleurs de refroidissement de piston
9. Régulateurs de soupapes
10. Chemins de came

En plus des détails ci-dessus, les fabricants ont différentes vannes, tendeurs de chaîne et actionneurs qui nécessitent également de l'huile. Ceux-ci peuvent être placés n'importe où dans l'ordre selon leur fonction. Plus la fonction est importante, plus elle sera proche de la pompe à huile.

Huile

L'huile moteur a essentiellement trois fonctions.

1. Lubrifier
   La tâche de l'huile moteur est de former un film d'huile dans les roulements du moteur et les différentes pièces mobiles afin de minimiser l'usure.
2. Refroidir
   Sans circulation d'huile moteur, les températures augmenteraient bien au-delà de la plage de fonctionnement.
3. Nettoyer
   Malgré la précision lors du montage du moteur, des particules indésirables entrent constamment, que ce soit du moteur ou en raison de facteurs externes. La combustion est un exemple de ce qui peut contaminer l'huile. Tant les suies que le carburant peuvent passer dans l'huile et doivent être nettoyés. L'huile transporte ces impuretés vers le filtre à huile. Cela montre à quel point le changement d'huile est important !

Si vous ne savez pas exactement quelle huile utiliser, optez pour l'huile d'origine. Si vous avez effectué des modifications extrêmes sur le moteur et prévoyez d'utiliser la voiture pour le sport automobile / la course, il peut être nécessaire de la remplacer par un type plus approprié.

Deux grands facteurs qui influencent le fonctionnement de l'huile moteur sont la viscosité et la température.

Viscosité
La viscosité de l'huile indique son épaisseur et se mesure par la résistance au flux / à la manière dont une huile s'écoule. On parle ici de deux chiffres. Un exemple est 5w et 30 (5W30). Le premier indique comment l'huile s'écoule lorsqu'elle est froide / au démarrage. Le second chiffre indique comment l'huile s'écoule à température de fonctionnement.

Faible viscosité = Chiffre plus bas = L'huile s'écoule plus facilement = "L'huile est plus fine" = Protège mieux les pièces du moteur à basse température = Plus courant dans un climat froid.
Haute viscosité = Chiffre plus élevé = L'huile s'écoule plus lentement = "L'huile est plus épaisse" = Protège mieux les pièces du moteur à haute température = Maintient la résistance du film à haute température = Plus courant en course.

Température
L'huile a une plage de températures dans laquelle elle fonctionne le mieux. Lorsque l'huile est en dehors de cette plage, elle lubrifie moins bien et provoque souvent plus d'usure. Il est donc important d'utiliser la bonne huile moteur pour les bonnes conditions de fonctionnement. Il est également important de faire un rodage à chaud avant de solliciter davantage le moteur.

Lors de la course, il est encore plus crucial de faire un rodage à chaud, car les marges sont souvent très faibles avant que des problèmes ne commencent à apparaître.

Carter d'huile

Dans le carter d'huile, l'huile est pompée par la pompe à huile. Cela s'applique à la fois aux systèmes à carter humide et à carter sec.

Les deux types de systèmes d'huile sont le carter humide et le carter sec.

Carter humide est exactement ce à quoi il ressemble. L'huile s'accumule au fond du moteur, d'où le nom de carter humide.

Carter sec recueille également l'huile au fond du moteur, mais cette huile est ensuite envoyée à un réservoir spécifique appelé réservoir de carter sec. À partir de là, l'huile est poussée à nouveau dans le système.

Protection contre les éclaboussures / Protection contre les projections / Carter d'huile bafflé.
Lorsque le carter humide est utilisé, l'huile peut éclabousser au fond du moteur et être aspirée par le vilebrequin, ce qui réduit la puissance du moteur, l'efficacité du système de ventilation du carter et dégrade les propriétés de l'huile. C'est pourquoi il est souvent utilisé un type de protection contre les éclaboussures qui empêche l'huile moteur d'être aspirée par le vilebrequin.

Prise d'huile
Dans le carter d'huile, il y a une prise d'huile pour pouvoir changer l'huile. La prise d'huile est montée au point le plus bas, de sorte que lorsque celle-ci est dévissée, l'huile s'écoule par gravité.

La prise d'huile peut également avoir un raccord pour la température de l'huile. C'est un moyen simple de mesurer la température de l'huile dans le carter d'huile.

Carter sec
Un carter d'huile pour un système de carter sec a plusieurs prises différentes et la pompe à huile est souvent directement montée sur celles-ci. On les divise en étapes.

Étape d'aspiration.
Ici, l'huile est aspirée du carter et dirigée vers le réservoir de carter sec. Cela permet de toujours avoir un réservoir d'huile plein, ce qui signifie que l'on a toujours une pression d'huile adéquate.

Étape de pression.
Depuis le bas du réservoir d'huile (réservoir de carter sec), la pompe à huile pousse l'huile vers le moteur à travers l'orifice où la pompe à huile d'origine était auparavant montée.

Ventilation du carter.
Dans un système à carter sec, l'étape d'aspiration fonctionne également comme ventilation du carter. C'est un avantage considérable d'utiliser un système de carter sec car la surpression dans le carter est pratiquement inexistante.

Retour d'huile turbo
Que le turbo soit monté d'origine ou ajouté, l'huile excédentaire du turbo est renvoyée vers le carter d'huile, cela s'applique à la fois aux systèmes à carter humide et à carter sec, bien que les systèmes à carter sec aient des solutions alternatives pour les applications turbo.

Différents matériaux pour le carter d'huile
Les carters d'huile pour systèmes à carter humide sont principalement fabriqués en tôle ou en aluminium coulé.

Les carters d'huile pour systèmes à carter sec sont presque exclusivement usinés dans un seul bloc d'aluminium.

Pompe à huile

Le travail de la pompe à huile est de faire circuler l'huile moteur vers tous les roulements dans lesquels les pièces mobiles reposent et tournent. Règle numéro 1 dans un système d'huile : surveillez la pression d'huile d'origine et prenez des mesures si elle diminue ou augmente à un certain régime.

Pression
La pompe à huile fait circuler l'huile dans le moteur et crée un film d'huile qui protège les composants du moteur pour éviter tout contact direct. En cas de forte charge moteur, des exigences plus élevées sont imposées à la pression que la pompe à huile peut maintenir. Souvent, la pompe à huile tourne plus vite avec un régime moteur plus élevé, ce qui augmente également la pression.

Il est important de savoir quelle pression d'huile votre moteur doit avoir, car il existe des cas où la pression d'huile diminue, et il est crucial de s'assurer qu'une pression adéquate peut être maintenue pour que les composants mobiles du moteur n'entrent pas en contact et ne s'endommagent pas.

• Huile moteur
  Lorsque l'huile moteur devient très chaude et fonctionne en dehors de sa capacité, elle devient plus fluide et plus volatile. L'huile s'évacue plus rapidement des roulements du moteur. Pour cette raison, la pression d'huile diminue également.
• Roulements du moteur
  Pour créer une marge de sécurité dans un moteur préparé avec de fortes pressions de combustion, il est possible de choisir des roulements avec un jeu plus important. Cela permet de créer un film d'huile plus épais pour une meilleure marge de sécurité. Cela impose de grandes exigences à votre pompe à huile, au choix de l'huile et à la température de l'huile.

Débit
Lorsque le moteur fonctionne à des régimes plus élevés ou sous forte charge, de la chaleur est générée. Un débit plus élevé aide à renouveler l'huile dans les chemins de roulement plus rapidement, ce qui se traduit par un meilleur refroidissement.

Le passage à des roulements de moteur avec un jeu plus important peut nécessiter une pompe à huile avec un débit plus élevé. Un moteur avec plus de cylindres et de pièces mobiles a une pompe à huile avec un débit plus élevé qu'un petit moteur, car il y a plus de chemins de roulement qui libèrent de l'huile, ce qui entraîne également la pression d'huile.

Pompe à huile à haut débit
Pour les moteurs préparés, une pompe à huile à haut débit peut être utilisée pour les mêmes raisons évoquées ci-dessus :

• Pression d'huile
  Un débit plus élevé doit permettre de maintenir une pression d'huile à des régimes plus élevés par rapport à la pompe à huile d'origine.
• Refroidissement
  Un meilleur refroidissement sous forte charge sur un moteur préparé avec un débit accru.
• Jeu de roulement
  Un jeu de roulement plus important nécessite un débit plus élevé pour maintenir la pression d'huile. Une huile avec une viscosité plus élevée peut également bien fonctionner avec un jeu de roulement plus important.
• Régime
  Des régimes plus élevés imposent des exigences plus élevées sur le film d'huile et une pompe à huile à haut débit aide à créer de bonnes conditions pour cela.

Refroidissement
La température mesurée dans le carter d'huile, par exemple, est beaucoup plus basse que la température réelle de l'huile dans un chemin de roulement. Tenez compte de cela et ayez une marge de sécurité jusqu'à la température maximale de l'huile. Une température basse mesurée dans le carter d'huile peut correspondre à une température trop élevée dans les chemins de roulement.

Pompe à huile renforcée
Une pompe à huile renforcée ne doit pas être confondue avec une pompe à huile à haut débit. Une pompe à huile renforcée est souvent une pompe mécanique mise à niveau qui traite les problèmes que la pompe d'origine a ou peut avoir dans un moteur préparé.

Grand moteur
Les grands moteurs avec de nombreux cylindres / pièces mobiles imposent des exigences plus élevées au système d'huile car il y a plus de chemins de roulement et de zones où l'huile s'évacue vers le carter d'huile. Les moteurs avec plus de pièces mobiles ont des pompes à huile avec un débit plus élevé que les petits moteurs.

Problèmes
Il peut y en avoir beaucoup, mais ils peuvent être résolus grâce aux points ci-dessus et ci-dessous.

• Mauvaise étanchéité entre la pompe à huile et le bloc moteur
  Le joint / la rondelle entre la pompe et le moteur n'est pas étanche et la pompe ne peut pas fonctionner pleinement.
• Huile sale
  Les impuretés endommagent la pompe à huile qui a de petits jeux. Cela entraîne une réduction du débit et de nombreux problèmes secondaires.

Filtre à huile

L'huile moteur qui circule dans un moteur accumule des impuretés d'une manière ou d'une autre. Pour éviter que cela n'atteigne les roulements moteur, les soupapes, la pompe à huile et d'autres pièces critiques pouvant provoquer des pannes moteur, un filtre à huile est utilisé.

Différents types
Les filtres à huile existent sous forme de filtres en tôle (spin-on) et de filtres à cartouche (cartridge). Les filtres en tôle sont montés à l'extérieur du moteur et possèdent souvent une soupape de surpression intégrée. Un filtre à cartouche est inséré dans un boîtier de filtre monté sur le bloc moteur.

Filtration
Il existe différents niveaux de filtration selon l'application, allant de 40 microns jusqu'à 10 microns. Un nombre plus élevé indique la taille des trous et signifie que le filtre laisse passer des particules plus grosses. Un nombre plus petit = meilleure filtration. Notez qu'une meilleure filtration peut également entraîner une pression de contre-pression plus élevée si la surface du filtre n'est pas plus grande.

Matériau
Les filtres en papier ont été courants, mais ceux-ci sont maintenant presque exclusivement remplacés par des matériaux synthétiques et, sur le marché secondaire, des filtres en acier inoxydable qui sont plus exclusifs et coûtent donc plus cher. Les filtres d'origine sont également utilisés sur les moteurs préparés, car ils peuvent gérer un débit et une température suffisants. Mais assurez-vous de connaître la limite pour ne pas avoir de problèmes. Ce type de problème peut entraîner une panne moteur.

Soupape de surpression
Dans la plupart des filtres à tôle spin-on et des boîtiers de filtres à huile, il y a une soupape de surpression au cas où le filtre à huile deviendrait plein. Cela permet au débit d'huile de continuer, mais la filtration est alors complètement omise, ce qui peut entraîner des dommages au moteur. Assurez-vous donc de connaître la pression maximale et d'adapter le filtre à huile à l'application. Si, par exemple, vous avez remplacé par une pompe à huile à haut débit, il faut également vérifier et adapter la capacité du filtre à huile en conséquence.

Roulements de moteur

Palier de châssis
Les paliers de châssis sont le premier point de support après le filtre à huile et le refroidisseur d'huile. Cela garantit une pression d'huile adéquate. Un moteur plus grand exige une pression d'huile et un débit plus élevés en raison de la présence de plus de chemins de palier.

Paliers de vilebrequin
Dans le vilebrequin, avant les paliers de vilebrequin, la pression d'huile est convertie en énergie de rotation car un vilebrequin est conçu pour "projeter" de l'huile vers les paliers de vilebrequin afin de s'assurer que l'huile atteigne correctement les paliers.

Malgré cela, les paliers de vilebrequin sont une partie critique, surtout dans un grand moteur avec de nombreux points de support avant que l'huile n'atteigne la destination. Quelques-uns de ces facteurs sont :

• Température
  Avant que l'huile moteur n'atteigne les paliers de vilebrequin, elle a le temps d'être réchauffée par les paliers de châssis. Cela peut rapidement affecter négativement la force de l'huile.
• Pression d'huile
  Étant donné que l'huile devient plus fluide à des températures plus élevées et que les paliers de châssis chauffent rapidement l'huile, la pression d'huile peut également diminuer localement autour des paliers de châssis et de vilebrequin. C'est pourquoi l'énergie de rotation du vilebrequin est importante ici.
  
• Lubrification
  Lorsque la température et la pression d'huile se détériorent avant que l'huile n'atteigne les paliers de vilebrequin, on voit à quel point il est important d'avoir un bon jeu de paliers, une pression, une température et tous les autres facteurs que nous avons examinés pour éviter les défaillances courantes des paliers de vilebrequin.

Paliers axiaux
Les paliers axiaux ont souvent uniquement une brume d'huile comme lubrification. Cela signifie qu'ils nécessitent une forte pellicule d'huile car les paliers axiaux peuvent subir de fortes contraintes lors d'un embrayage puissant. Lorsque l'embrayage est enfoncé, le vilebrequin se déplace axialement et s'appuie contre le palier axial. Lorsque le moteur est froid et que l'huile moteur n'a pas atteint sa température de fonctionnement, l'usure est maximale.

Paliers d'arbre à cames
Les paliers d'arbre à cames ne sont montés que sur certains moteurs. Souvent, les arbres à cames sont conçus sans paliers avec des surfaces usinées pour imiter des paliers, permettant à l'huile de former une pellicule entre l'arbre à cames et le moteur afin d'éviter l'usure.

Segments de piston
Les segments de piston sont lubrifiés par une pellicule d'huile provenant des parois du cylindre. Les parois du cylindre sont rodées pour maintenir une pellicule d'huile qui minimise l'usure dans le cylindre.

Encore une fois, un mélange riche en carburant = faible lambda sur les moteurs préparés est une cause qui nettoie cette pellicule d'huile et augmente l'usure. Mais le carburant est nécessaire comme marge de sécurité pour le refroidissement dans la chambre de combustion.

Gicleurs de refroidissement de piston

Un gicleur de refroidissement de piston est monté à l'intérieur du bloc moteur et est directement connecté au canal principal d'huile. Le gicleur a pour tâche de refroidir le piston en pulvérisant de l'huile sur la face inférieure.

Grâce au refroidissement supplémentaire, le piston n'a pas besoin de conserver autant de chaleur et peut donc être fabriqué avec moins de matière, ce qui le rend plus léger. Souvent, les gicleurs de refroidissement de piston ne sont utilisés que pour une sécurité supplémentaire. Les pistons sont fabriqués avec des marges suffisantes pour atteindre une haute fiabilité.

Certains moteurs qui n'ont pas ces gicleurs montés d'origine peuvent les recevoir en après-vente en perçant des trous et en filetant dans le bloc moteur sous les pistons. Il s'agit d'une intervention avancée qui doit être laissée à un atelier de moteurs. L'idée est de percer des trous dans le canal d'huile du bloc moteur et de monter des gicleurs orientés pour pulvériser de l'huile sous le piston. Lors de l'installation de gicleurs de refroidissement d'huile en après-vente, la pression d'huile du moteur peut diminuer en raison de l'augmentation des fuites à plusieurs points de support.

Culasse

Après que l'huile ait traversé la partie inférieure du moteur, qui est la plus critique en matière de lubrification et de pression d'huile, elle est transportée vers les pièces mobiles de la culasse. Celles-ci n'ont pas une aussi grande charge et peuvent donc être priorisées après la partie inférieure du moteur.

Pour les moteurs préparés / de course et les hautes pressions de ressort de soupape, mais aussi pour les arbres à cames variables, une pression et une lubrification adéquates sont nécessaires pour maintenir les soupapes, les joints et les arbres à cames en bon état de fonctionnement.

L'excès d'huile s'écoule souvent de nouveau vers le carter d'huile par gravité. C'est pourquoi certaines culasses peuvent nécessiter un drainage supplémentaire, car une grande quantité d'huile peut "se retrouver" dans la culasse.

Pression d'huile

Une pression d'huile adéquate pour la culasse est importante car les moteurs préparés avec de puissants ressorts de soupape exercent une forte pression sur la surface de contact des arbres à cames. Cela entraîne une usure considérable sans une pression d'huile correcte.

Les arbres à cames variables nécessitent également une pression d'huile adéquate, car les temps de levée des soupapes en souffrent directement en cas d'écart de pression d'huile, ce qui entraîne une diminution de la puissance du moteur.

Thermostat d'huile

Pour que l'huile moteur fonctionne de manière optimale, il existe une température optimale pour chaque type d'huile et domaine d'application.

Sans un thermostat régulant la température de l'huile, il existe trois scénarios :

1. Huile trop froide
   Lors d'une conduite tranquille ou dans un climat froid, la température de l'huile peut être trop basse ou mettre beaucoup de temps à atteindre la température souhaitée.
2. Huile trop chaude
   Lors d'une conduite active ou dans un climat chaud, la température de l'huile peut dépasser la température recommandée.
3. Température d'huile optimale
   C'est l'état où l'huile n'est ni trop chaude ni trop froide. Exactement comme vous souhaitez que l'huile fonctionne de manière optimale.

Avec un thermostat d'huile monté, la température de l'huile est activement ajustée à la température optimale.

Lorsque l'huile devient trop chaude, le thermostat s'ouvre et libère l'huile à travers le radiateur d'huile, ce qui abaisse la température de l'huile. Lorsque la température désirée est atteinte, le thermostat se ferme à nouveau. Ainsi, le thermostat travaille activement et maintient une température d'huile optimale.

Il existe différents types de thermostats d'huile.

Un thermostat monté d'origine qui se trouve généralement dans le boîtier du filtre à huile. Celui-ci a souvent une température d'ouverture plus élevée qu'un thermostat d'huile du marché secondaire, ce qui convient bien aux véhicules d'origine. En course, le refroidissement est souvent un problème et un thermostat avec une température d'ouverture légèrement inférieure est utilisé pour réguler la température de l'huile avant d'atteindre des valeurs critiques.

Réservoir de récupération d'huile

Un réservoir à huile est monté avec la ventilation du carter moteur et a pour fonction de récupérer la brume d'huile qui s'échappe dans la ventilation du carter. Le réservoir à huile empêche cette huile de sortir dans les tuyaux de pression, ce qui affecte négativement les capteurs/sondes.

Un réservoir à huile est utilisé dans les systèmes de carter humide et est monté entre l'admission (vide) et le moteur (pression).

L'admission doit avoir un vide / sous-pression, ce qui aide à aspirer/évacuer la surpression à l'intérieur du moteur. Sans un réservoir à huile, la brume d'huile aurait pénétré dans l'admission et aurait encrassé les capteurs. Mais avec l'aide d'un réservoir à huile qui a un filtre intégré et un passage en forme de labyrinthe, la brume d'huile est empêchée de contaminer les capteurs et les tuyaux d'admission.

Vous ne serez pas complètement exempt de brume d'huile, mais une ventilation du carter bien construite élimine cela presque complètement.

Radiateur à huile

Pour maintenir la température de l'huile moteur basse, un radiateur à huile est nécessaire.

Lorsque le moteur fonctionne à des régimes élevés ou avec un allumage retardé, il génère beaucoup de chaleur. Cette chaleur est dissipée à l'aide d'eau et d'huile pour maintenir la température du moteur basse.

Température du moteur
L'huile a un impact important sur la température du moteur et est maintenue basse grâce à un radiateur à huile.

Tout comme un radiateur d'eau, l'air de circulation doit être dirigé à travers les ailettes du radiateur. En dirigeant l'air de circulation à travers le radiateur, vous augmentez considérablement la capacité de refroidissement. Soyez donc vigilant à ce sujet lors de l'installation, car vous gagnerez à la fois en puissance moteur et en marge de sécurité.

Thermostat d'huile
Pour que la température de l'huile n'atteigne pas une température optimale trop lentement, vous souhaitez empêcher l'huile moteur de passer par le radiateur à huile avant d'avoir atteint sa température de fonctionnement. C'est pourquoi un thermostat d'huile est utilisé, qui ne laisse passer l'huile à travers le radiateur qu'une fois que la température de l'huile a atteint la température de fonctionnement.

Système de carter sec

Les différentes parties d'un système de carter sec

• Carter à huile (Carter sec)
• Pompe à huile (Pompe à carter sec)
• Réservoir d'huile externe (Réservoir à carter sec)
• Filtre à huile
• Support de filtre à huile
• Radiateur à huile
• Adaptateur de pompe à huile (Pour le placement de la pompe OEM)
• Tuyaux et raccords
• Courroie (Pour la pompe à carter sec)
• Pulley (Pour la pompe à carter sec)
• Ventilation