Mécanisme de l'usure par polissage des cylindres de moteurs diesel
Bore Polishing Wear Mechanism in Diesel Engine Cylinders
1
Institut Français du Pétrole
2
Société Nationale Elf Aquitaine
Une méthode rapide et économique d'évaluation des lubrifiants et des combustibles vis-à-vis de l'usure par polissage des cylindres de moteurs diesel suralimentés a été mise au point sur moteur monocylindre de laboratoire dans le cadre d'une convention de recherche Société Nationale Elf Aquitaine - Institut Français du Pétrole (SNEA-IFP). Cette méthode référencée IFP-UP-4/80, permet également de juger de la tendance à la formation de dépôts et au gommage, de l'usure des segments et de la tendance à la consommation d'huile des lubrifiants. Elle est en bonne corrélation avec l'essai CEC-Ford Tornado et discrimine très bien les huiles de référence RL 47 et RL 48 du Conseil Européen de Coordination (CEC). Elle a permis l'étude du mécanisme de l'usure par polissage en recherchant l'influence de paramètres essentiels : - Constitution du lubrifiant : le phénomène est influencé par la nature de l'huile de base et par sa viscosité, par la quantité de polymères améliorant l'indice de viscosité et surtout par le choix des additifs détergents. En première approximation et pour des familles d'huiles homogènes, l'usure par polissage augmente lorsque la stabilité thermique de l'huile diminue. - Fonctionnement du moteur : le polissage croît très vite avec la charge du moteur à partir d'un certain seuil, son évolution en fonction du temps, observée par cotation endoscopique, présente une allure caractéristique en S, le polissage commence du côté poussée et en haut du cylindre. - Constitution du combustible : l'augmentation de la teneur en soufre du gazole diminue fortement l'usure par polissage provoquée par une huile réputée mauvaise sur ce plan mais est sans effet sur une bonne huile. - Etat de surface du cylindre : le prépolissage de la chemise par pierrage extrêmement fin ne conduit pas aux mêmes phénomènes que ceux observés lorsque la chemise est polie in situ dans le moteur en fonctionnement. En particulier, l'usure des segments ainsi que les débits de gaz de soufflage, sont plus faibles qu'avec une chemise normale. Enfin, le mécanisme de l'usure par polissage par abrasion douce à deux et à trois corps est parfaitement confirmé par une exploration micrographique et une microanalyse des surfaces polies.
Abstract
A fast and economical method for evaluating lubricants and fuels in relation to the bore polishing wear of super charged diesel-engine cylinders has been developed using a single-cylinder laboratory engine within the framework of an Société Nationale Elf Aquitaine - Institut Français du Pétrole (SNEA-lFP) research agreement. This method bears the reference IFP-UP-4/80.It also serves to evaluate the deposit-forming and sticking tendency, ring wear and the oil-consumption tendency of lubricants. It is in good correlation with the CEC-Ford Tornado test and makes an excellent discrimination between the Coordinating European Council (CEC) reference cils RL 47 and RL 48. The method is used for investigating the bore polishingwear mechanism by searching for the influence exerted by the principal parameters: (a) Composition of the lubricant: the phenomenon is influenced by the base oil and its viscosity, by the amount of polymers improving the viscosity index and especially by the choice of detergent additives. As a first approximation and for homogeneous oil familles, polishing wear increases when the thermal stability of the oil decreases. (b) Engine running: polishing increases very fart with the engine load after a certain threshold, and its evolution in time as observed by endoscopic rating shows a characteristic S shape as polishing begins on the thrust side and at the top of the cylinder. (c) Composition of the fuel: the increase in the sulfur content of diesel fuel considerably decreases polishing wear caused by an oil reputed to be poorfrom this standpoint but has no effect on a goodoil. (d) Surface finish of the cylinder: prepolishing the liner by extremely fine honing does not lead to the same phenomena as the ones observed when the liner is polished in situ in a running engine. In particular, ring wear as well as the flow rates of blowby gas are less than with a normal liner. The polishing-wear mechanism by two and three bodies soft abrasion is perfectly confirmed by micrographic exploration and by the microanalysis of polished surfaces.
© IFP, 1982