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BMW M3 E36: Les problèmes de coussinets de bielle et de vilebrequin

Les problèmes de coussinets de bielles sont très courants sur les moteurs à haut régime comme le bloc S50 monté sur la M3 E36. Ils se manifestent souvent par des claquements provenant du carter d’huile. Plusieurs problèmes peuvent avoir les mêmes causes, ce qui rend parfois difficile l’identification de l’origine de la défaillance.

1    Les dommages dus à l’usure

1.1    L’érosion

L’érosion des coussinets de la M3 E36 se manifeste par la présence de traces de friction brillantes ou de stries sur la surface des coussinets notamment au milieu de la couche de glissement. La présence de signes d’érosion indique généralement une friction intense. En cas de non-réparation, l’érosion peut se développer et provoquer le grippage des coquilles de coussinets et l’apparition de stries au niveau du maneton du vilebrequin.

1.1.1    Les causes possibles de l’érosion des coussinets :

•    Un montage incorrect des coussinets ayant causé une obstruction partielle des orifices de lubrification.

•    La déformation du vilebrequin ou de la bielle.

•    Une pression d’huile insuffisante pour former un film de lubrification entre les coussinets et le vilebrequin (filtre à huile encrassé, fuites d’huile, niveau d’huile insuffisant, pompe à huile défaillante, etc.). 

•     Une charge élevée causée par l’augmentation de la puissance moteur (tuning) par exemple, ou le grippage d’un piston.

Lorsque l’érosion est en forme d’une large bande au milieu des coquilles, elle peut être causée par l’utilisation de coussinets dont les matériaux d’appui ne sont pas adaptés au maneton.

1.2    L’usure unilatérale d’un bord du coussinet

L’usure des bords des coussinets touche un seul côté. Elle se manifeste par l’apparition d’une bande d’usure brillante qui peut être accompagnée d’une décoloration sombre au dos de la coquille du coussinet. Bien que l’usure n’altère pas directement le fonctionnement des coussinets concernés, elle peut s’intensifier avec le temps et affaiblir les coquilles.

1.2.1    Les causes possibles de l’usure unilatérale des bords du coussinet

•    Un décalage axial des coussinets.

•    Un rayon d’arrondissement trop grand au niveau du bord usé.

•    Déformation du vilebrequin à cause de contraintes mécaniques très élevées.

•    Un montage incorrect provoquant la flexion ou le déséquilibre du vilebrequin.

•    Une déformation des passages des coussinets, causée par des couples de serrage incorrects des vis de fixation.

1.3    L’usure bilatérale des bords du coussinet

L’usure dans ce cas affecte les deux bords du coussinet. Elle peut avoir les mêmes conséquences que l’usure unilatérale. Il convient de contrôler la géométrie du vilebrequin, l’alésage et l’alignement de base des coussinets ainsi que l’angle des tiges de bielle pour identifier la cause exacte de l’usure.

1.3.1    Les causes possibles de l’usure bilatérale des bords du coussinet

•    Le rayon d’arrondissement entre la flasque et le maneton du vilebrequin est supérieur à la valeur préconisée par le constructeur.

•    Le maneton du vilebrequin est déformé.

•    Un grand jeu axial au niveau de la tige de bielle.

Lorsque la bande d’usure est très fine, il faut soupçonner également le montage de coussinets d’une largeur inappropriée et incorrecte. 

1.4    L’usure des surfaces de séparation (dégagements)

L’usure, dans ce cas, est visible uniquement sur le dégagement de la coquille inférieure du coussinet. La partie supérieure reste donc intacte. Dans les cas avancés, l’usure des surfaces de séparation peut provoquer la fatigue mécanique de la pièce qui peut à son tour altérer le fonctionnement du moteur.

1.4.1    Les causes possibles de l’usure des surfaces de séparation des coussinets

•    Le montage d’un chapeau de palier inadapté.

•    L’utilisation d’un outillage inadapté.

•    Un mauvais serrage des vis de fixation (couple ou ordre de serrage incorrect).

•    Une déformation ovale de l’alésage du logement du coussinet due à une contrainte mécanique ou thermique élevée.

2    Les dommages dus à la présence de particules dans le circuit de lubrification

La pénétration de corps solides dans le circuit de lubrification peut avoir des effets néfastes sur les pièces mobiles du moteur. Cela peut avoir plusieurs causes possibles :

•    Des dépôts de particules dans le bloc-cylindres lors de la construction ou lors d’une éventuelle rectification du moteur.

•    Un manque d’entretien du système de lubrification.

•    Des particules (limailles ou copeaux métalliques) générées durant le fonctionnement du moteur et restées en place dans le bloc-moteur.

•    Une usure ou une défaillance des arrêts d’huile et des joints d’étanchéité qui laisse passer des corps étrangers à l’intérieur du moteur.

•    Des particules arrachées sur la surface des coussinets pouvant provoquer la formation de stries profondes dans les mêmes coussinets ou les coussinets avoisinants. 

3    Les dommages dus à la fatigue mécanique des coussinets

La fatigue est un endommagement qui se traduit par l’apparition de fissures, d’arrachements de métal, ou d’une rupture sur la pièce mécanique. Elle résulte généralement d’une forte sollicitation qui évolue au cours du temps et entraîne le dépassement du niveau de résistance et d’endurance du coussinet. Parmi les causes possibles de la fatigue mécanique des coussinets on peut citer :

•    Des températures élevées.

•    Une sur-sollicitation due à des charges plus importantes à celles pour lesquelles le moteur est conçu.

•    Une lubrification insuffisante (lubrifiant inapproprié, pression de lubrification insuffisante, filtre encrassé, etc.).

•    Des vibrations importantes des pièces mobiles augmentant le risque de la fatigue mécanique des coussinets.

4    Les dommages dus à la surchauffe du moteur

4.1    Le grippage

Le processus de grippage est généralement semblable à celui du flambage (déformation sous l’effet de la compression). Il se manifeste par la formation de stries profondes et d’une baisse de la cote d’écartement en comparaison avec des coussinets intacts. Le grippage des coussinets est causé généralement par une température très élevée ou une mauvaise lubrification dans les surfaces de friction entrainant un soudage local entre les coquilles du coussinet et le maneton du vilebrequin. Il fait partie des problèmes les plus graves pouvant affecter le moteur. En cas de non-réparation, d’autres pièces du moteur comme le vilebrequin et la bielle peuvent être endommagées d’une manière irréversible.

4.1.1    Les causes possibles du grippage des coussinets

•    Des orifices de lubrification obstrués.

•    Une mauvaise lubrification.

•    Un refroidissement insuffisant du moteur.

•    Des charges très élevées.

4.2    Les fissures de chaleur

Ce problème se manifeste par des fissures et une décoloration au niveau de la coquille.

4.2.1     Les causes possibles des fissures de chaleur.

•    Une mauvaise dissipation thermique causée par la défaillance du circuit de refroidissement ou du circuit de lubrification (qui permet également de refroidir les organes du moteur).
•    Une usure avancée provoquant une hausse continue de la température de fonctionnement (frottements importants).

5    Les dommages dus à la corrosion

La corrosion des coussinets se manifeste par la disparition du revêtement antifriction qui couvre les coussinets et la mise en nu de la partie en acier. Outre l’apparition d’une couche corrodée sur la surface du coussinet, des traces de déplacement de la coquille et l’apparition d’une surface rugueuse peuvent également être constatées au niveau des dégagements (surfaces de séparation). Les dommages provoqués par la corrosion peuvent avoir plusieurs
causes possibles :

•    Le passage du liquide de refroidissement dans le circuit de lubrification.
•    L’arrachement de la couche superficielle des coussinets suite à une usure avancée.
•    La déformation du carter pouvant affecter l’ajustement serré des coussinets.

Les coussinets corrodés doivent être remplacés car la corrosion impacte la résistance et l’endurance mécanique.

6    Conseils pratiques pour allonger la durée de vie des coussinets

•    Respectez toujours les recommandations du constructeur concernant les échéances des révisions et les huiles à utiliser.

•    Contrôlez régulièrement le circuit de lubrification pour prévenir les problèmes pouvant endommager les coussinets : contamination du lubrifiant par le liquide de refroidissement ou le carburant, baisse de la pression de lubrification, filtre encrassé, pompe à huile défectueuse, etc.

•    Contrôlez régulièrement le circuit de refroidissement et procéder aux opérations de maintenance ou de réparation nécessaires pour éviter la surchauffe du moteur.

•    Respecter scrupuleusement la procédure de dépose et de montage en cas de remplacement de coussinets : ordre de desserrage et de serrage, couples de serrage, outils recommandés, références des coussinets à monter, propreté, etc. La moindre erreur peut entrainer la destruction du moteur !

Conclusion

Avant de remplacer les coussinets usés du moteur S50, il est impératif d’identifier d’abord les causes du problème. En effet, la défaillance provient rarement des coussinets eux-mêmes, mais d’autres éléments ou facteurs comme l’inadéquation du lubrifiant utilisé avec les spécificités du moteur, la défaillance du circuit de lubrification, la surchauffe du moteur, etc. Le seul remplacement des coussinets ne permet souvent pas de remédier au problème car les mêmes causes produisent toujours les mêmes effets !

Dernière modification par BMW-Tech (19-04-2019 18:38:11)