Métrologie
Guide de métrologie moteur
Les mesures et tolérances d'usine qu'un pro contrôle sur un vilebrequin déposé.
Confirmer une usure interne ne se fait pas à l'oreille : cela se mesure, au centième de millimètre, avec des instruments étalonnés et les valeurs exactes du constructeur. Voici les trois protocoles de métrologie de référence appliqués à un bas moteur : faux-rond du vilebrequin au comparateur, jeu de fonctionnement des coussinets au Plastigage, et jeu axial de tête de bielle au jeu de cales. Pour chacun, tu trouveras l'instrument, ce qui est mesuré, la tolérance typique, ce qu'un dépassement signifie et ce qu'il faut demander au mécanicien. Les fourchettes indiquées sont des ordres de grandeur courants : la valeur qui fait foi est toujours celle du manuel d'atelier du modèle.
Protocole au comparateur (faux-rond / TIR)
- Instrument
- Comparateur à cadran (dial indicator) monté sur support magnétique + deux vés (V-blocks)
- Ce qui est mesuré
- Faux-rond total indiqué (TIR, Total Indicated Runout) du vilebrequin : sa rectitude, contrôlée aux portées de paliers
Ce que fait le professionnel
- 1.Le vilebrequin est posé sur deux vés au niveau des portées de paliers d'extrémité, propre et sec.
- 2.Le comparateur est amené en appui perpendiculaire sur une portée centrale, à zéro.
- 3.Le vilebrequin est tourné lentement d'un tour complet ; l'aiguille balaie un écart total (le TIR).
- 4.La mesure est répétée sur chaque portée ; on retient le plus grand écart.
Un TIR au-delà de la tolérance trahit un vilebrequin voilé (tordu) : sur un 2T à vilebrequin assemblé, on peut parfois le redresser sous presse ; sur un 4T monobloc forgé, il se remplace. Un vilebrequin voilé use prématurément paliers et joints et génère des vibrations.
Demande la valeur de faux-rond mesurée et la limite constructeur, et si la ligne d'arbre (paliers, portées) a été contrôlée dans la foulée.
Le TIR lu au comparateur vaut environ le double de l'excentricité réelle. Valeur exacte et limite de service selon le manuel d'atelier.
Protocole au Plastigage (jeu de coussinet)
- Instrument
- Plastigage (fil calibré écrasable) + clé dynamométrique
- Ce qui est mesuré
- Jeu de fonctionnement hydrodynamique du coussinet de tête de bielle (jeu radial entre le coussinet lisse et le maneton)
Ce que fait le professionnel
- 1.Maneton et coussinet parfaitement propres et secs (aucune trace d'huile, qui fausserait la lecture).
- 2.Un brin de Plastigage est posé sur le maneton, dans l'axe.
- 3.Le chapeau de bielle est remonté et serré au couple exact, sans faire tourner la bielle.
- 4.Le chapeau est redéposé : la largeur du brin écrasé, comparée à l'échelle de l'emballage, donne le jeu.
Un jeu supérieur à la tolérance signale un coussinet usé ou un maneton marqué : c'est la cause directe d'un rod knock et d'une chute de pression d'huile. On remplace les coussinets (à la cote appropriée) et, si le maneton est rayé ou ovalisé, le vilebrequin est rectifié ou remplacé.
Demande le jeu mesuré au Plastigage, l'état des manetons, et si les coussinets ont été reposés à la bonne cote de sélection.
Ordre de grandeur pour un coussinet lisse de tête de bielle ; la valeur et la limite d'usure exactes sont au manuel du modèle.
Protocole au jeu de cales (jeu axial de bielle)
- Instrument
- Jeu de cales d'épaisseur (feeler gauge)
- Ce qui est mesuré
- Jeu axial (latéral) de la tête de bielle sur le maneton : le débattement de la bielle le long de l'axe du vilebrequin
Ce que fait le professionnel
- 1.La bielle est poussée d'un côté sur son maneton.
- 2.Une cale d'épaisseur est glissée entre le flanc de la tête de bielle et la joue du vilebrequin, du côté opposé.
- 3.On recherche la cale la plus épaisse qui passe sans forcer : c'est le jeu axial.
- 4.La mesure est comparée à la valeur neuve et à la limite de service.
Un jeu axial excessif indique une usure des flancs de bielle ou du vilebrequin ; un jeu quasi nul signale un montage trop serré ou une déformation. Les deux dégradent la lubrification et peuvent générer bruit et échauffement. Correction en atelier (bielle et/ou vilebrequin).
Demande le jeu axial relevé et s'il reste dans la limite de service, sur chaque bielle d'un moteur multicylindre.
Fourchette courante de jeu latéral de tête de bielle ; limite de service selon le manuel.