Le cauchemar de tout professionnel de la réparation de moteurs est une nouvelle chemise de cylindre qui doit être montée dans le bloc moteur. On monte la culasse, on serre les vis de culasse et tout à coup, un léger « pling ! » Lorsque l’on démonte les pièces, la cause de ce curieux bruit apparaît au grand jour : la collerette de la chemise de cylindre est déchirée sur tout le pourtour et s’est détachée. Si on la retire, on voit que la cassure s’est produite en dessous de la surface d’appui, selon un angle de 30° environ. La cassure en elle-même présente une structure grossière. Mais aucune erreur de matériau ou de coulée n’est détectable, même à la loupe ou au microscope. Ce type de dommage est caractéristique d’une cassure par la force.

Collerette et siège de chemise : Un couple étroitement uni
Le bloc moteur comprend un renfoncement rond et plat appelé siège. Celui-ci bloque la chemise dans l’axe sur le bloc moteur. La collerette de la chemise de cylindre doit s’insérer parfaitement dans le renfoncement de manière à couvrir toute la surface du siège. Le joint de culasse est alors positionné sur le bloc moteur. Le joint de la chambre de combustion (bordure en métal sur les garnitures d’étanchéité anciennes à plusieurs composants et profil sur les garnitures d’étanchéité métalliques plus récentes) doit reposer correctement sur la face supérieure de la collerette.

Lors du vissage, la culasse est pressée contre le bloc moteur. Les vis de culasse et leurs consignes de serrage sont conçues de manière à ce que la culasse soit reliée fixement au bloc moteur, même en cas de pressions d’allumage de plus de 200 bars. Des forces énormes sont exercées par les vis sur la chemise de cylindre par l’intermédiaire du joint. Il est donc d’autant plus important que les forces puissent être transmises de manière parfaitement verticale à la collerette par le joint de culasse. (Le schéma 1 donne un exemple de montage correct.)

Schéma 1: Seul un montage correct garantit une transmission optimale de la force.		Schéma 2: La présence d’impuretés sous la collerette de la chemise entraîne un moment de flexion dangereux.

Forces obliques : Risque de destruction
Les chemises de cylindre sont fabriquées en fonte grise. Ce matériau possède de nombreuses propriétés positives, mais il est friable et supporte mal les forces de flexion. Si les forces s’exercent de manière légèrement oblique sur la collerette, cela crée dans la partie supérieure de la chemise de cylindre, un moment de flexion qui peut entraîner une cassure de la collerette.

Causes fréquentes de moments de flexion
Impuretés : pour empêcher que des impuretés ne se déposent entre la collerette et le siège dans le bloc (saletés, copeaux, résidus de joints, produits d’étanchéité, etc. : voir schéma 2), il convient de veiller à une grande propreté lors du montage. On n’utilisera également des pâtes d’étanchéité que lorsque ceci est prescrit par le constructeur du moteur et toujours selon la devise : « Moins, c'est plus ».

Un conseil : en pressant des chemises de cylindre ébauchées, il est recommandé de s’interrompre quelques millimètres avant le bloc pour éliminer à l’air comprimé les éventuels copeaux de matériau qui se trouvent dans la fente entre la collerette et le siège.

Inégalités et déformations du siège sur le bloc moteur :
ce phénomène est dû aux constructions de plus en plus légères des moteurs. Plus les parois du bloc moteur sont minces, plus les déformations exercées sur la pièce sont importantes. Parallèlement, les puissances, les pressions d’allumage et les couples sont de plus en plus élevés sur les groupes propulseurs modernes. Dans le cas de moteurs ayant déjà parcouru 500 000 kilomètres (ou avec un nombre d’heures de service équivalent), les déformations sont telles qu’il est nécessaire de retoucher le siège dans le bloc moteur avant de monter de nou- velles chemises. La retouche du siège doit être effectuée sur une aléseuse ou avec un appareil de dressage mobile actionné à la main. Important : la surface ne doit pas être oblique (voir schéma 3 + 4) et à l’issue de l’ébauche, le bord à arête vive de la surface d’assise doit être bien chanfreiné (environ 1 x 45°, voir schéma 5). Sinon, il y a risque de cassures (schéma 6).

Il convient également de veiller avant le montage au dépassement prescrit pour la chemise. Pour cela, il est possible de poser une bague en métal adaptée sous la collerette. MAHLE propose également pour de nombreuses chemises de cylindre des pièces correspondantes avec dépassement de la collerette. Les sièges doivent être rectifiés en conséquence lors du dressage du bloc.

Schéma 5: Chanfreinage du siège à angles vifs.		Schéma 6: Cassures dues à une absence de chanfrein.

Mauvais joint de culasse :
il peut également entraîner des forces obliques dans la collerette (schéma 7) en raison soit d’un diamètre trop petit du bord de la chambre à combustion, soit d’une mauvaise épaisseur du joint. Notre conseil : n’utilisez lors du montage que des joints prévus à l’origine pour ce moteur. Les imitations bon marché peuvent présenter des différences de dimensions et de matériaux par rapport aux joints originaux et entraîner des dommages qui peuvent coûter très cher.

Schéma 7: Force s’exerçant obliquement en raison d’un mauvais joint de culasse.		Schéma 8: Ébauche de la culasse : si la gorge n’est pas bien aplanie, la force se transmet par le biais du pare-feu et la chemise se casse.

Mauvaise ébauche :
certaines culasses, par exemple sur quelques modèles Volvo, sont munies d’une gorge périphérique dans laquelle déborde le parefeu de la chemise de cylindre, la culasse et la chemise de cylindre ne devant pas se toucher. Si la culasse est aplanie à la suite de déformations ou de dégradations, la gorge périphérique doit être ajustée en conséquence. Sinon, la force risque d’être transmise non pas par le biais du joint, mais obliquement par le pare-feu de la chemise de cylindre (schéma 8).

L’ignorance peut coûter cher
En serrant les vis de culasse, il s’agit de tendre l’oreille. Si vous entendez le déclic si redouté, ce n’est pas encore dramatique. Vous pouvez alors démonter aussitôt le cylindre, analyser la cause et y remédier, puis remonter une nouvelle chemise.

Sinon, cela risque de coûter très cher : à la mise en service du moteur, la chemise cassée va se déplacer progressivement en direction du vilebrequin. Dès que la cassure se trouve à hauteur du premier segment de piston au point mort supérieur, le segment de piston éclate au-dessus de la zone de la cassure. Lors du mouvement suivant de descente du piston, il entraîne avec lui la chemise de cylindre. Le vilebrequin en rotation brise la chemise, le piston et la bielle sont également broyés et le professionnel chargé de réparer le moteur va trouver une bielle débordant latéralement du bloc.

Une chemise de cylindre cassée au niveau de la collerette en raison d’erreurs de montage.

La structure grossière de la cassure est l’indice irréfutable d’une utilisation de la force.