Les blocs moteurs en aluminium se fissurent-ils comme la fonte ?

Les blocs moteurs en aluminium (qui sont différents des culasses) sont sujets à se fissurer dans certaines circonstances, tout comme leurs homologues en fonte. Cependant, les facteurs qui provoquent leur fissuration et la façon dont les deux matériaux réagissent à divers facteurs de stress peuvent différer considérablement.

Les blocs moteurs en aluminium présentent certains avantages par rapport aux blocs en fonte, mais l’immunité à la fissuration n’en fait pas partie. Les deux métaux peuvent subir des dommages structurels en raison d’une surchauffe importante, du gel du liquide de refroidissement, de défauts lors de la coulée, de dommages causés par une collision, d’un usinage inapproprié ou d’une usure et d’une fatigue à long terme, entre autres facteurs contributifs. Le fait qu’un bloc développe ou non des fissures dépend largement de son utilisation, ainsi que des conditions (et des contrôles de qualité) dans lesquelles il a été fabriqué.

Une caractéristique distinctive majeure entre la fonte et l’aluminium est la dilatation thermique. L’aluminium se dilate beaucoup plus que la fonte à mesure que la température augmente. Cela ne signifie pas pour autant que l’aluminium est intrinsèquement plus fragile. Les blocs moteurs et autres composants seront conçus en tenant compte de ce type d’expansion afin d’atténuer tout dommage.

La fonte se dilate moins que l’aluminium tout au long d’un cycle thermique. Cela ne veut pas dire qu’un bloc en fonte est à l’abri des pannes : les défauts de coulée et la chaleur excessive peuvent toujours produire des fissures. Et dans les blocs d’aluminium dotés de revêtements en fonte moulée, les chercheurs ont découvert que le décalage de la dilatation thermique crée des contraintes résiduelles et augmente la susceptibilité à la fissuration.

Bien que les blocs d’aluminium soient généralement conçus pour s’adapter à un certain niveau de dilatation thermique et à d’autres contraintes liées à la température, ils ont tendance à se fissurer autour des alésages des cylindres et à d’autres endroits à géométrie complexe, où des distorsions peuvent se produire au cours de cycles thermiques répétés. En termes de blocs à pont ouvert par rapport aux blocs à pont fermé, les modèles ouverts peuvent avoir un léger avantage ici, car ils ont tendance à fonctionner plus frais que les modèles fermés similaires.

Naturellement, le gel exerce également d’énormes contraintes sur les deux matériaux et constitue une autre cause majeure de fissuration. Les systèmes avec un rapport eau/antigel déséquilibré sont particulièrement sensibles à cela, car l’expansion peut diviser de fines zones du bloc ou fissurer les parois du cylindre lorsque le liquide de refroidissement gèle.

En raison de la sensibilité accrue de l’aluminium à la dilatation thermique, l’entretien du système de refroidissement est extrêmement important. Les blocages et les pertes de liquide de refroidissement, ainsi que des problèmes plus graves comme des ventilateurs ou des pompes à eau défectueux, peuvent conduire à des points chauds où la température dépasse ce que la surface du bloc peut supporter en toute sécurité.

La qualité du casting est le troisième élément de la trinité des déclencheurs d’échecs majeurs. Les blocs moteurs en aluminium sont des pièces moulées et l’aluminium moulé est sujet à des défauts tels que la porosité des gaz, la porosité de retrait et les inclusions d’oxyde. Un pore ne signifie pas automatiquement un blocage inutilisable, mais il peut devenir un point focal de stress. Une étude évaluée par des pairs et publiée dans la revue Materials a révélé que les ruptures de fatigue associées à la porosité commençaient presque toujours au niveau des pores lorsqu’il s’agissait d’alliages d’aluminium moulés sous haute pression, tandis que d’autres recherches indiquent clairement que la taille des pores affecte fortement les performances en fatigue de l’alliage d’aluminium 319 coulé.