cylindre

Un cylindre est l'alésage métallique usiné avec précision dans lequel un piston coulisse de haut en bas, entraîné par la pression de combustion dans un moteur ou par une force externe dans une pompe ou un compresseur. Les parois du cylindre doivent être lisses et rondes à quelques millièmes de pouce près, car toute déviation entraîne un frottement excessif, des fuites de gaz et une usure prématurée. Un moteur à essence automobile typique a entre 3 et 8 cylindres, tandis que les moteurs diesel lourds peuvent en avoir 12 ou plus.

Le cylindre est coulé ou forgé dans le bloc moteur, et sa surface intérieure, l'alésage, est finie par honage, un processus qui laisse un motif de hachures croisées contrôlé pour aider à retenir l'huile sur les segments de piston. Le diamètre de l'alésage est un paramètre fondamental du moteur; un moteur de 4 litres avec 8 cylindres a un diamètre d'alésage moyen d'environ 91 millimètres. La longueur de l'alésage par rapport à la course du piston détermine si un moteur est supercarré (alésage plus grand que la course, permettant un régime plus élevé) ou sous-carré (alésage plus petit que la course, favorisant le couple).

L'usure du cylindre se produit progressivement au fil du temps à mesure que les segments de piston frottent les parois. Le rayage, causé par des fragments de segments cassés ou des particules abrasives dans l'huile, crée des rainures visibles qui permettent aux gaz de compression et de combustion de s'échapper au-delà des segments. Le glaçage, une couche lisse et dure qui se forme sur la paroi de l'alésage, réduit la rétention d'huile et accélère l'usure des segments. Ces deux défauts nécessitent finalement un réalésage du cylindre à la cote de réparation suivante, généralement 0,010, 0,020, 0,030 pouce, ou les équivalents métriques, et le montage de pistons et de segments surdimensionnés.

Les chemises de cylindre humides sont des tubes en acier remplaçables pressés ou boulonnés dans le bloc moteur et en contact direct avec la chemise de refroidissement; elles permettent de restaurer un alésage endommagé par un simple remplacement de chemise plutôt qu'un réalésage coûteux du bloc. Les chemises sèches se trouvent entre l'alésage et le liquide de refroidissement et sont rarement retirées pendant la durée de vie du moteur. Les deux types sont standard dans les camions lourds et les moteurs diesel industriels, où le coût des temps d'arrêt justifie la précision requise pour l'installation.

Le terme cylindre lui-même vient du grec kylindros, signifiant rouleau ou cylindre, ce qui décrit la géométrie mais ne révèle rien de sa fonction dans des conditions extrêmes. Dans un moteur en marche, les températures du cylindre dépassent 2000 degrés Fahrenheit dans la zone de combustion, tandis que les chemises de refroidissement entourant l'alésage tentent de maintenir la température du métal autour de 200 à 220 degrés. Cette contrainte thermique, combinée au choc mécanique de milliers d'explosions par minute, rend l'intégrité du cylindre fondamentale pour la longévité et la fiabilité du moteur.