La consommation d'huile est devenue un problème parce que les intervalles de vidange d'huile s'étendent maintenant à 10 000 milles ou plus et parce que les moteurs modernes consomment si peu d'huile que de nombreux propriétaires de véhicules oublient de vérifier régulièrement le niveau d'huile de leur moteur. Pire encore, de nombreux propriétaires feront souvent tourner leurs moteurs à court d'huile parce qu'ils ne savent pas comment vérifier le niveau d'huile. Pour cette raison, les systèmes d'avertissement de niveau d'huile deviennent un équipement standard pour de nombreux véhicules.
Cela dit, je ne connais aucun chiffre spécifique qui indiquerait une consommation d'huile excessive pour un véhicule spécifique. Un chiffre approximatif pour la consommation d'huile sur un nouveau moteur pourrait être un litre d'huile lors du rodage initial. Après le rodage, la consommation d'huile devrait alors se stabiliser à peut-être un quart par 2 000 ou 3 000 milles. Pour les moteurs avec 150 000 miles ou plus au compteur kilométrique, la consommation d'un litre d'huile tous les 2 000 miles ne devrait pas être un problème. Au fur et à mesure que les moteurs s'usent, la perte combinée des fuites d'huile externes et internes peut augmenter la consommation d'huile à un litre par 1 000 milles, ce qui ne devrait pas poser de problème si les bougies d'allumage ne sont pas encrassées par des cendres d'huile ou si l'échappement n'émet pas de lumière visible. fumée d'huile.
En supposant que le moteur ne présente aucune fuite externe évidente au niveau des joints de vilebrequin, du carter d'huile, du carter de distribution ou des joints de culasse et de couvercle d'arbre à cames, examinons comment l'huile moteur pourrait pénétrer dans la chambre de combustion par des fuites internes. Un exemple de fuite interne est la fuite d'huile des joints d'arbre du turbocompresseur dans l'admission du moteur, comme l'indique le revêtement d'huile moteur à l'intérieur du conduit entre le turbocompresseur et le moteur. Si le collecteur d'admission de certains moteurs à bloc en V scelle le carter supérieur, l'huile peut pénétrer par un ou plusieurs joints d'orifice d'admission. De même, des joints de tige de soupape d'admission usés ou fissurés peuvent entraîner une fuite d'huile à travers les guides de soupape, en particulier pendant la décélération et le fonctionnement au ralenti prolongé.
Dans les deux cas, les bougies d'allumage peuvent montrer une accumulation de cendres d'huile sur le côté de l'électrode faisant face aux soupapes d'admission. Les fuites d'huile à travers les guides de soupape d'échappement ne sont pas aussi courantes car le débit d'échappement normal génère une pression positive. D'autre part, la majeure partie de la consommation d'huile se fait par les pistons et les segments de piston, et c'est là que notre histoire se poursuit ensuite.
Le lavage à l'huile indique que l'huile moteur passe à travers les segments de piston (voir photo 1). Pour mieux comprendre la consommation d'huile liée aux segments, examinons la conception des pistons et des segments de piston. Par exemple, de nombreux anneaux supérieurs sont plats avec un bord extérieur convexe ou en forme de tonneau qui contient une incrustation de molybdène. L'insert en molybdène retient l'huile et résiste aux températures de combustion élevées.
Le deuxième segment de compression aide non seulement à sceller les pressions de combustion, mais racle l'excès d'huile dans le carter du moteur (voir photo 2). Contrairement à l'anneau supérieur, le deuxième anneau est en forme de soucoupe, seul le bord inférieur de l'anneau étant en contact avec la paroi du cylindre. Lorsque la pression de combustion augmente, le deuxième segment s'aplatit contre le plat du segment de piston, ce qui force toute la largeur extérieure du segment contre le cylindre pour sceller les gaz de combustion à l'intérieur du cylindre. Lorsqu'il n'est pas sous charge, le segment reprend sa configuration en forme de soucoupe, ce qui amène le bord inférieur du segment à racler l'excès d'huile dans le carter.
La seule fonction du segment inférieur ou du troisième piston est de racler l'excès d'huile moteur dans le carter. Dans la plupart des cas, le troisième anneau est une conception en trois parties composée d'un extenseur annulaire ventilé et de deux rails en acier qui s'adaptent sur l'expanseur. L'expanseur ventilé et la rainure du segment de piston permettent à l'excès d'huile de s'écouler à l'intérieur du piston et dans le carter (voir photo 3).
Pour aider à respecter les normes d'émissions, les fabricants ont réduit les jeux piston-cylindre. En utilisant un moteur Mazda Skyactiv de 2,5 litres à 16 soupapes de 2013, un minimum de 0,0010" et un maximum de 0,0017" est le jeu standard spécifié entre les pistons et les cylindres pour les nouveaux moteurs.
À titre de comparaison, les jeux étaient presque le double de ceux des anciennes conceptions de moteurs pour permettre la dilatation thermique. Étant donné que les pistons modernes en aluminium à haute teneur en silicium subissent beaucoup moins de dilatation thermique, 0,001" fournit un jeu d'huile suffisant entre le piston et un cylindre usiné avec précision. Ces jeux de jupe de piston serrés et ces cylindres usinés avec précision maintiennent également les segments de piston d'équerre avec la paroi du cylindre pour une bien meilleure compression et une meilleure étanchéité du segment d'huile (voir photo 4).
En attendant, la plupart des moteurs légers réduisent la friction de rotation en utilisant une faible tension étroite segments de piston. Les segments de piston à faible tension ont également tendance à durer plus longtemps en raison d'une pression circonférentielle moindre contre le cylindre. Enfin, des techniques améliorées d'alésage de cylindre et de rodage de cylindre "plateau" permettent aux segments de piston de se loger rapidement dans la paroi du cylindre. Après le rodage, un motif hachuré sous-jacent plus grossier reste dans le cylindre pour maintenir les segments de piston et les zones supérieures du cylindre bien lubrifiés.
Le jeu du palier de bielle affecte la consommation d'huile car le piston et le cylindre sont lubrifiés par barbotage par l'huile passant à travers le palier de bielle et sur la paroi du cylindre. Avec notre moteur Mazda SkyActiv, l'huile doit traverser un jeu de palier de bielle de 0,0011" à 0,0020" avant de pouvoir atteindre la paroi du cylindre. N'oubliez pas que doubler le jeu du palier de bielle quadruplera le débit d'huile vers les segments de piston, ce qui peut augmenter considérablement la consommation d'huile.
L'huile moteur doit alors traverser un jeu d'huile de 0,0001 pouce entre la jupe de piston et le cylindre avant d'atteindre les segments de piston. L'utilisation d'une huile à haute viscosité dans un nouveau moteur réduit la lubrification et le refroidissement des segments de piston à faible tension, ce qui peut être un problème sérieux sur les moteurs turbocompressés hautes performances d'aujourd'hui.
Un autre problème lié à l'utilisation d'huile à haute viscosité est qu'elle peut empêcher les segments de piston à faible tension d'entrer en contact avec la paroi du cylindre, ce qui peut augmenter la consommation d'huile.
Comme mentionné ci-dessus, l'huile qui s'échappe du vilebrequin non seulement lubrifie les segments, mais les refroidit également. Étant donné que l'huile à haute viscosité réduit le débit d'huile à travers le palier de bielle, la lubrification et le refroidissement des cylindres seront affectés négativement.
Alors que d'une part nous essayons de réduire le débit d'huile vers les segments de piston, d'autre part, le film d'huile doit atteindre tout en haut de la paroi du cylindre. Les huiles génériques à haute viscosité peuvent ne pas lubrifier correctement les segments supérieur et secondaire du piston, en particulier lors des démarrages à froid. Le point d'éclair de l'huile doit également être suffisamment élevé pour résister à la vaporisation sous des températures de paroi de cylindre élevées. L'utilisation d'huiles de base non synthétiques dans des applications synthétiques permet à ce film d'huile d'être brûlé pendant la combustion, tandis que les huiles synthétiques ont tendance à rester en place dans le cylindre supérieur.
Dans pratiquement tous les cas, les huiles synthétiques protègent non seulement le cylindre supérieur, mais protègent également les segments supérieur et secondaire du piston d'une micro-soudure momentanée à la paroi du cylindre lors de conditions de conduite à charge élevée. Au fur et à mesure que les kilomètres s'accumulent, les huiles synthétiques gardent également les pistons exempts de dépôts de vernis qui peuvent faire coller les segments de piston à basse tension dans leurs rainures.
En résumé, le respect des intervalles d'entretien recommandés et l'utilisation d'huiles moteur spécifiées contribuent grandement à éviter une consommation excessive d'huile sur les moteurs modernes.
