Aiguiser le LS

Pendant de nombreuses années, le rodage des cylindres a souvent été représenté comme une procédure de routine et simple, mais cela n'est vrai que dans les mains d'un constructeur de moteurs professionnel. Les connaissances scientifiques modernes sur le sujet ont des kilomètres d'avance sur les techniques de la vieille école, et l'Internet d'aujourd'hui, surchargé d'informations, fait que de nombreux constructeurs novices sont victimes d'idées fausses sur le sujet. La véritable complexité du rodage et son importance ne sont pas toujours reflétées comme il se doit.

Les constructeurs professionnels ont l'expérience et les connaissances nécessaires pour savoir quand et où utiliser diverses techniques de rodage des cylindres. Lors de l'utilisation de méthodes à l'ancienne, telles qu'une balle-hone traditionnelle à la fin d'un exercice, quelques douzaines de coups bien chronométrés d'un expert peuvent donner des résultats exceptionnels - certainement suffisants pour la construction de moteur "moyenne" d'une voiture classique typique de style conducteur. Mais c'est là que la vieille école se termine.

Lorsqu'il s'agit de moteurs hautes performances et de grande puissance d'aujourd'hui, c'est fini avec l'ancien et avec le nouveau, et il n'y a pas d'exception dans le cas du populaire moteur LS. Les techniques de rodage modernes sont autant une préoccupation de performance qu'elles font partie de la conception du moteur, et c'est grâce aux tolérances et aux spécifications beaucoup plus strictes dont les moteurs ont besoin de nos jours.

Il ne fait aucun doute que l'efficacité du moteur a connu des améliorations drastiques au cours des dernières décennies - en raison de la nécessité de réduire les émissions et d'améliorer l'économie de carburant - mais la technologie sous-jacente va au-delà du conducteur quotidien et s'aligne directement sur la construction de moteurs hautes performances.

Bien qu'il ne doive pas être considéré comme un aspect plus important qu'un autre, le rodage du cylindre est un facteur en soi qui peut avoir un effet drastique sur les performances finales. Le rodage est l'art de la préparation de surface, qui donne le motif hachuré et la rugosité appropriés pour toute application spécifique. De nombreuses techniques ont été utilisées dans le passé, mais l'usinage moderne suit une voie plus stricte.

"N'oubliez pas que les spécifications n'étaient pas ce qu'elles sont aujourd'hui, et c'est pourquoi aujourd'hui, le rodage est le rodage et l'ennui est ennuyeux", déclare Bob Dolder de Sunnen. "Vous ne voulez plus passer au prochain surdimensionnement avec rodage, vous voulez au moins laisser un minimum de 0,005" pour roder un cylindre. Ce que vous recherchez avec le rodage, c'est d'enlever les marques d'outils et de rendre le cylindre aussi parfait que possible. C'est là que vous obtenez votre géométrie, votre finition de surface et votre angle de hachure, qui sont tous essentiels, et vous obtenez cette spécification, non pas de la société de rodage, mais du fabricant de bagues. »

Le début de toute construction de moteur considère la vue d'ensemble - l'application ultime du moteur - et les implications de celle-ci deviennent encore plus pertinentes lorsque vous pesez l'importance de la perfection du cylindre. Une fois que la décision des pistons et des segments a été prise, elle commence à devenir réelle, et avec les segments vient un ensemble critique de spécifications du fabricant. Ils fourniront des spécifications précises en fonction de l'utilisation du moteur et ils auront besoin de réponses aux multiples questions qui les concernent. Est-ce une application street ou racing ? Quel type de carburant allez-vous utiliser ? Quel type d'huile ? Les réponses à ces questions et bien d'autres encore détermineront les spécifications de rodage.

"Pendant des années, tout le monde recherchait la finition la plus lisse possible", explique Ed Kiebler de Rottler Manufacturing. "Le problème est que vous réduisez la friction, mais que vous sacrifiez l'étanchéité. Lorsque vous entrez dans des moteurs turbo, soufflants et nitreux, vos pressions de combustion augmentent et vous alimentez ces moteurs avec des quantités incroyables de carburant, et ce qui se passe, c'est qu'avec ces très belles finitions, vous enlevez l'huile des parois des cylindres. Les anneaux ont besoin d'huile pour sceller."

Si vous vous demandez pourquoi un fabricant de bagues devrait fournir ces spécifications, nous examinerons brièvement ce qu'il fait. Ce sont des experts dans le domaine de la tribologie, qui est l'étude du frottement, de l'usure et de la lubrification. Près de la moitié de tous les frottements du moteur proviennent du contact entre les segments de piston et les parois des cylindres, ce qui fait de cet angle de la science la principale étude des fabricants de segments. L'une des nombreuses complexités est la relation entre le matériau du segment et la construction de la lubrification sur les parois du cylindre, qui va de pair avec le rodage, donc si vous voulez faire un segment de piston réussi, vous allez être un expert sur ces deux sujets.

Pendant de nombreuses années, le rodage en une seule étape (alias la vieille école) était la façon dont cela se faisait. Le résultat visible et la façon dont nous en avons mesuré le succès étaient dans l'angle de hachure. Il s'agit d'un angle très important car il permet à la couverture d'huile de se répandre sur toute la paroi du cylindre.

"Cela améliore également la rotation de l'anneau", déclare Kiebler. "Si vous obtenez un angle de hachure trop raide, les anneaux tourneront trop rapidement et cela les usera. Si l'angle de hachure est trop plat, alors ce qui se passe, c'est qu'ils commenceront à patiner parce que l'huile tire dans une hachure plus plate. "

L'angle de hachure est quelque chose que vous pouvez voir, mais le problème est ce que nous ne pouvions pas voir - la finition de surface résultante composée de pics et de creux de hauteur et de profondeur similaires. Les paramètres de la texture de surface dans ce type de rodage ont été mesurés en rugosité moyenne (Ra). Pendant le rodage, les pics les plus élevés sont usés, laissant principalement des surfaces lisses avec des vallées pour retenir l'huile moteur.

L'inconvénient du rodage en une seule étape est que le processus de rodage est relativement incontrôlé et peut créer des problèmes d'étanchéité affectant les performances ainsi que des débris. Même dans les années 60, les normes de performance et d'émissions ont commencé à resserrer l'étau autour du cou des constructeurs automobiles, et un nouveau procédé a été développé appelé plateau honing, dont le but était de réduire le rodage et d'améliorer l'étanchéité du moteur.

"Là où nous essayions d'obtenir des finitions vraiment fines pour réduire la friction, en utilisant les paramètres Rk, nous essayons maintenant d'obtenir une finition vraiment fine sur le plateau, ce que nous appelons la mesure Rpk, puisque c'est ce que l'anneau voit", déclare Kiebler. "Nous essayons alors d'avoir des vallées profondes de part et d'autre du plateau pour retenir le pétrole qui scellera les anneaux."

Le rodage en plateau consiste en un rodage grossier pour créer les vallées et un rodage en douceur pour créer les pics. Au cours des décennies suivantes, la science en a fait l'une des technologies les plus pertinentes de conception de moteurs. En conjonction avec cette nouvelle technologie, de nouveaux paramètres ont été développés pour mesurer avec précision l'état de surface, car une moyenne n'était plus adéquate.

Souvent appelées simplement spécifications Rk, les nouvelles spécifications étaient la profondeur de rugosité du noyau (Rk), qui correspond à la rugosité de la surface de base de la paroi du cylindre, la rugosité moyenne réduite maximale (Rpk), qui indique la hauteur moyenne du pic, et la profondeur moyenne réduite de la vallée (Rvk).

Les fabricants de bagues connaissent le rôle clé que joue l'huile moteur dans l'étanchéité réelle entre la bague et la paroi du cylindre, et dans le cadre de leurs recherches en tribologie, ils savent que pour une bonne étanchéité, vous devez non seulement avoir le bon type d'huile et la bonne viscosité, mais il doit être la bonne quantité aux bons endroits au bon moment.

Tous ces facteurs conduisent à différentes combinaisons de nombres Rk ayant des effets significatifs sur les performances dans chaque type de moteur, des moteurs de production de masse à toutes les formes de course - preuve que différentes applications de moteur nécessitent différents paramètres de rodage.

Une fois équipé des spécifications de rodage, l'étape suivante consiste pour un machiniste à déterminer comment effectuer le rodage pour les atteindre. Les mesures Rk nécessitent l'utilisation d'un profilomètre, qui est un appareil de mesure qui fournira un tracé des caractéristiques de surface avec une précision d'un millionième de pouce.

Mais le processus ne se limite pas à affiner et à mesurer. "Pour bien faire les choses, vous devez tenir un journal pour chaque type de bloc", explique Sunnen's Dolder. "Faites un test de dureté et créez une recette pour ce bloc et cette dureté."

Non seulement les blocs peuvent avoir une dureté différente en fonction des tolérances de fabrication, mais plus un bloc vieillit et plus il est dur, plus le métal devient dur. "Il appartient au machiniste de vérifier la dureté et de déterminer comment effectuer le rodage pour répondre aux spécifications", dit-il. "Il peut y avoir plusieurs façons différentes d'affiner un LS, selon l'endroit et le moment où il a été produit."

Une dureté différente nécessitera un grain de rodage différent, et même si cela peut prendre beaucoup de temps pour déterminer la "recette" pour chaque bloc individuel, en tenant un journal de bord, au fil du temps, le type de bloc, la dureté et les paramètres de rodage souhaités commenceront à remplir les blancs, et cela deviendra un processus beaucoup plus efficace.

Un profilomètre et un testeur de dureté sont les deux principaux outils dont vous aurez besoin, ainsi qu'un comparateur d'alésage à cadran de qualité et des plaques de couple. "Les plaques de couple doivent absolument être utilisées pendant le rodage", déclare Dolder. "Les fabricants utilisent des plaques de couple sur les nouveaux blocs en raison de leur importance."

Les nouvelles machines de rodage sont programmables pour plusieurs aiguisages différents et peuvent stocker plusieurs programmes différents, une autre façon pour les ateliers de moteurs de bénéficier d'un journal de bord de formules, mais en fin de compte, la responsabilité incombe toujours au machiniste.

"C'est au machiniste de regarder les valeurs Rk recommandées, puis c'est une combinaison des abrasifs que vous allez utiliser et de la façon dont vous allez configurer la machine pour pouvoir passer du brut à la finition", explique Dolder. "Dans certains cas, c'est un processus en deux étapes. Dans d'autres cas, c'est un processus en trois étapes. Cela dépend simplement de la nature de ces mesures et de la manière dont vous y parvenez. C'est là que le machiniste doit réfléchir et comprendre comment la machine fonctionne et ce qu'elle peut faire et prendre tout le reste en compte."

L'outillage approprié est un autre aspect de la technologie moderne qui est aussi important que tout autre. "Pendant des années, les gens ont utilisé des têtes d'aiguisage à deux pierres", explique Kiebler. "Les têtes de rodage à six pierres sont probablement les plus optimales et offrent une vraie rondeur. Entre les têtes de rodage à six pierres et les nouveaux paramètres de finition de surface, nous constatons vraiment des gains de puissance. C'est très amusant.

"Je mets même des finitions de plateau sur les voitures de rue, parce que je vois l'avantage. Je ne remarquerai jamais la puissance, mais je le fais quand même parce que cela aide à la longévité du moteur."

Au fil des ans, il a été courant de penser que le processus était facile, mais cela a été tout sauf ces dernières années. Les méthodes apparemment routinières de la vieille école ne pouvaient garantir le succès que dans les mains d'un professionnel, et un reflet de l'expertise d'un constructeur de moteurs moderne se voit dans la science des nouvelles méthodes de rodage.BE