Moteurs en plastique automobiles

1993/09/01 Alargunsoro, F. Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Un jour, ces moteurs en plastique, apparemment aussi lasers et colorés que le jouet, peuvent être démontés immédiatement. Ces moteurs auront une forme de quatre ou cinq pièces dans des moules. La réparation du moteur sera également très simple, car chaque tâche (absorption, cuisson, refroidissement, etc.) aura sa couleur. Nous avons changé toute la pièce et elle est déjà.

Aujourd'hui, la société Ford a développé, avec ses six fournisseurs, un moteur automobile fabriqué en plastique presque entièrement. La chambre de cuisson, d'une température d'environ 1000 °C, est composée uniquement de pièces mobiles.

Ce moteur en plastique, testé par la maison Ford, est doté de carburateurs à deux corps. Il atteint une puissance de 52 chevaux et une vitesse de 5.250 tours par minute. La chambre de cuisson est composée uniquement de cylindres et de pièces mobiles.

Dans son centre de recherche à Dunton en Grande-Bretagne, le moteur 999 cm3 a eu 200 heures de fonctionnement dans le banc d'essai demandant toute la puissance en 40 heures. Ce moteur en plastique, conçu pour être appliqué transversalement dans la voiture “Ford Fiesta”, émet un tiers moins de bruit que le moteur classique de la même puissance.

Avant Ford, la société Polymotor du New Jersey avait démontré en 1988 les avantages que les automobilistes peuvent obtenir avec les moteurs en plastique. Du point de vue de fabrication, il suffit de quatre minutes pour retirer le bloc moteur du moule et commencer à monter immédiatement sans usinage. Le montage peut être réalisé par un opérateur à mi-journée. En outre, pour réduire les coûts de fabrication, il n'est pas nécessaire de recourir à de grandes séries. Et, en l'absence de machines d'usinage, toutes les machines nécessaires sont seulement des presses et des moules. Par conséquent, la production de 5.000 moteurs est suffisante pour se déplacer à des prix de marché.

Quant aux performances du moteur, avec une cylindrée de 2,3 litres, seize valves et deux axes à cames, il a une puissance de 175 chevaux à une vitesse de rotation de 5.800 tr/min. Le moteur ne pèse que 79 kilos, soit la moitié de la fonte de la même puissance.

Le bloc moteur et la culasse sont fabriqués dans des moules à injection à résine phénolique (bakelite) renforcée de fibre de verre. Le carter est réalisé avec de la résine de vinyle polyester avec des fibres de verre et le pignon de la chaîne de distribution avec poly(amida-imida).

Quatre-vingt moteurs similaires ont été testés en 1988 sur les bancs d'essai et les routes. La société Ford a acquis trois moteurs de ce type et la société Polymotor devait construire une usine de fabrication de 25.000 moteurs par an. Cependant, les intentions ont été annulées et la raison est que les automobilistes n'ont pas la capacité financière de remplacer leurs équipements de production d'un jour à l'autre. Ils ont des chaînes de fabrication très coûteuses, qu'il faut amortir avec des moteurs pendant de nombreuses années.

C'est donc une question de patience. Techniquement, un moteur en plastique peut être fabriqué en raison du grand développement de la chimie des polymères. Il existe actuellement des résines qui supportent des températures supérieures à 150 °C, mais le prix peut être un obstacle. En fait, la résine phénolique passe de 1.000 à 2.000 ptas. (50-100 livres) par kilo, et le kilo de fonte coûte 60 ptas. (3 livres). En outre, jusqu'à ce que les automobilistes commencent à fabriquer des moteurs en plastique dans de grandes séries, il ne semble pas qu'ils vont baisser les prix.

Cependant, les automobilistes n'ont pas abandonné le chemin des polymères. Comme la maison Ford, les autres expérimentent dans leurs laboratoires.

Sous le capot de la voiture entrent de plus en plus de pièces en plastique et dans le moteur. Actuellement, la voiture porte une moyenne de plus de dix kilos de plastique, à l'exclusion du caoutchouc. Dans le moteur, cependant, jusqu'à présent seulement des métaux ont été utilisés. Cependant, filtres à air, couvercles de culasse, rampes d'injection de carburant, tubes d'entrée de cylindre, etc. sont fabriqués en plastique parce qu'ils n'ont pas de problèmes de corrosion.

Le plastique pénètre de plus en plus dans le moteur, surtout sur le dessus, et ce n'est pas un hasard. Cet aspect est la partie qui ne sort pas des chaînes automatiques de production. Le bloc moteur et le culatín, en revanche, sortent de ces chaînes qui s'amortissent en 15 ou 20 ans. En revanche, pour travailler le plastique, il n'y a pas besoin d'installations aussi coûteuses. Le plastique est travaillé dans des moules et n'a pas d'usinage complexe, car dans le moulage on peut obtenir des formes très vilaines. Dans les tuyaux d'entrée d'air au cylindre, par exemple, contrairement à ceux en aluminium, il donne une forme idéale aux polyaminscriptions renforcées avec fibre de verre, améliorant la performance du moteur de 2%.

Parce que le plastique est facile à mouler, au lieu de plusieurs pièces métalliques composites (reliées par des raccords, vis, etc. ), le plastique est une pièce unique, réduisant les coûts d'usinage et de montage. Dans les moteurs de la maison Peugeot, par exemple, dans les mécanismes de carburation et d'explosion le nombre de pièces a atteint la moitié. Le mécanisme d'allumage du combustible à l'intérieur du cylindre est en oxyde de phénylène, therphtalate de polybutylène et entièrement électronique. Ils résistent aux différences de potentiel allant jusqu'à 100.000 volts et aux variations de température allant jusqu'à 200ºC.

Les tubes d'absorption des cylindres pèsent la moitié en plastique qu'en aluminium. D'autre part, la douceur de la surface des tubes en plastique facilite l'entrée d'air aux cylindres et améliore les performances du moteur.

En outre, ayant moins de pièces, les moteurs en plastique sont plus beaux. L'esthétique affecte également les acheteurs, de sorte que de nombreux automobilistes fournissent le haut de leurs moteurs avec un beau couvercle en plastique (pour cacher des câbles, tuyaux, etc. ). En plus de l'esthétique, la couleur des pièces en plastique peut être importante. D'une part, il peut être agréable pour l'acheteur, mais d'autre part, vous pouvez utiliser les couleurs pour différencier les différents circuits. Par exemple, le circuit de refroidissement du moteur peut être d'une couleur, le circuit d'absorption de carburant d'un autre, etc.

Cependant, le plastique a pour le moment quelques aspects qu'il peut difficilement englober: cylindres, pistons, manivelles, vilebrequins et arbres à cames, surtout. Dans ces pièces, les pressions et les températures sont très élevées (de 200 à 950 °C) et pour le moment on peut dire qu'elles sont sous la dépendance des métaux. Cependant, Opel a réussi à fabriquer des pièces mobiles (engrenages) dans les boîtes de vitesses de son modèle Astra en polyamide de fibre de verre. Résultats satisfaisants dans les essais à différentes températures.

General Electric Plastics a également obtenu un pignon de polyimide Ultem à 180ºC. Matériau coûteux (2000 m. ou 100 livres par kilo), il sera joué rapidement, sans avoir à démouler ni à usiner et le temps de fabrication diminue jusqu'à la dixième partie. En outre, le polyimide est cinq fois plus léger que l'acier. Si auparavant nous voyons les boîtes de vitesses complètes des voitures aussi en plastique, il n'est pas surprenant.