Le système de lubrification

Il y a deux zones particulièrement sensibles au grippage: Les paliers et les articulations des bielles et Les segments des pistons.

Fig. 1 - L'huile dans le moteur

Pour bien comprendre le rôle du graissage, il faut imaginer ce qui se passe lorsque deux surfaces métalliques frottent l'une contre l'autre, sans qu'il y ait entre elles une couche d'huile. 

Les deux surfaces ne sont jamais parfaitement lisses. Le frottement à sec de l'une contre l'autre demande une certaine énergie qui est immédiatement transformée en chaleur. 

Le métal se dilate alors et le serrage s'accentue davantage. Le tout continue jusqu'à la fusion des aspérités en contact, provoquant le grippage des pièces.

Dans le moteur, il y a deux zones particulièrement sensibles au grippage :

• Les paliers et les articulations des bielles: dans ce cas, les surfaces sont petites et les forces en jeu sont grandes;
• Les segments des pistons: entre le cylindre et les segments, le frottement se produit à grande vitesse, sur une grande surface et à des températures élevées; plus le frottement est élevé, plus le piston se dilate, jusqu'à bloquer dans le cylindre, non sans graver les parois.

Le rôle du circuit de graissage

Le circuit de graissage remplit plusieurs fonctions importantes qu'on peut résumer ainsi:

• Il réduit les frottements, évitant ainsi l'usure et l'échauffement qui en résulte.
• Il aide à assurer l'étanchéité des segments de piston en adhérant aux surfaces et en formant une sorte de joint d'étanchéité.
• Il refroidit les organes internes du moteur, incluant les pistons. D'ailleurs, sur certains moteurs, un radiateur sert à refroidir l'huile afin d'évacuer la chaleur recueillie des pièces internes.
• Finalement, le circuit de graissage, par l'entremise d'huiles détergentes, exerce une action nettoyante. Il déloge certains dépôts et empêche la formation de nouveaux dépôts.

Nous allons revenir un peu plus loin sur les diverses propriétés des huiles-moteur. Auparavant, nous allons étudier un peu plus en détail le fonctionnement du circuit de graissage.

Comment le moteur se graisse-t-il?

Les petits moteurs à un cylindre à quatre temps sont souvent graissés par barbottage. Dans ce mode de graissage, plutôt élémentaire, la bielle vient effleurer la surface de l'huile contenue dans le carter et la projette, éclaboussant ainsi toutes les parties à graisser.

Les petits moteurs à deux temps, (scie à chaîne par exemple), sont graissés par l'huile contenue en mélange dans le carburant. En passant dans le carter, le mélange se débarrasse d'une partie de son huile qui se dépose sur toutes les pièces et en assure la lubrification.

Le graissage des moteurs plus gros, essence ou diesel, se fait d'une façon beaucoup plus précise. On parle de graissage sous pression. La fig. 1 représente le cheminement normal de l'huile à partir du réservoir situé à la base du moteur, appelé à tort panne à l'huile. Le terme exact est le carter d'huile.

Fig. 2 - Pompe à engrenage

Pendant le fonctionnement, une pompe de graissage, généralement une pompe à engrenage, parfois une pompe à rotor, puise continuellement de l'huile dans le carter par l'intermédiaire d'un tamis faisant office de préfiltration. 
Cette pompe refoule l'huile sous pression dans un réseau de canalisation distribuant l'huile vers tous les points à graisser. La pression d'huile est réglée par une soupape ajustée de façon à s'ouvrir pour libérer une partie de l'huile, afin de maintenir un certain niveau de pression.

Le graissage des manetons et tourillons est assuré par des canalisations percées dans le vilebrequin. L'huile s'échappe en partie du vilebrequin et est projetée contre les parois des cylindres, pour retomber ensuite dans le carter. L'huile monte également jusqu'à l'intérieur des pistons grâce à des canalisations pratiquées dans les bielles.

D'autres canalisations permettent à l'huile d'atteindre tous les points importants, tel l'arbre à came et les poussoirs, de même que tous les organes mobiles situés dans la tête du moteur.

Cette huile qui pénètre partout n'est pas sans ramasser les impuretés. C'est pourquoi le filtrage de l'huile s'avère un point important du circuit de graissage.

Le filtrage de l'huile

Afin d'éviter la circulation des particules récupérées par l'huile, un ou plusieurs filtres sont placés sur le circuit de graissage, de façon à recueillir toute l'huile ou une partie seulement de l'huile qui sort de la pompe.

Les filtres sont généralement constitués d'une cartouche fixée à l'intérieur d'une gaine métallique vissée sur le moteur. Cette cartouche ne peut être nettoyée et doit être jetée après un certain intervalle.

Une des caractéristiques des filtres est qu'ils comportent une soupape by-pass ou clapet de sûreté qui permet à l'huile de circuler en cas de colmatage du filtre. C'est donc dire que, contrairement au circuit d'alimentation diesel qui interrompt le débit de fuel en cas de colmatage des filtres, le circuit de graissage permet de le contourner. Il vaut évidemment mieux laisser circuler une huile sale que pas d'huile du tout.

L'important, c'est de changer le filtre avant qu'il ait atteint un degré de colmatage avancé.

Il a été mentionné, au début de cette section, que le circuit de graissage faisait passer par le filtre toute l'huile ou une partie seulement de celle-ci.

Le premier cas, appelé filtrage total ou full-flow, se retrouve sur tous les moteurs à essence ou diesel utilisés en agriculture.

Toutefois certains manufacturiers ont récemment ajouté sur quelques-uns de leurs modèles de tracteurs un circuit de filtrage partiel pour compléter la filtration exercée par le filtre principal.

Dans ce circuit, une partie de l'huile (15% environ) est déviée sur le filtre placé en dérivation. Alors que le premier filtre recueille les particules de 5 microns et plus, le deuxième s'attaque aux particules aussi petites que 2 microns. Le principal avantage est de doubler l'intervalle entre les changements d'huile tout en conservant la qualité de l'huile. Le résultat est une économie de plusieurs centaines de dollars pendant la vie du tracteur, économie qui s'accroît aussi avec l'augmentation de la cylindrée, donc de la contenance du carter d'huile.

L'huile-moteur

Pour conserver en bon état le moteur de ton tracteur, le plus longtemps possible?

Voici une règle d'or: utiliser les qualités d'huile recommandées et observer strictement les périodes de vidange et de remplacement des filtres. Le manuel de l'utilisateur contient toutes les informations nécessaires à ce sujet.

Généralement, on parle d'un changement d'huile et de filtre après une période de rodage initiale variant de 15 à 50 heures et, par la suite, d'un changement d'huile à intervalles compris entre 75 et 200 heures, avec changement de filtre à tous les deux changements d'huile.

Si l'entretien d'un moteur impose un temps d'utilisation pour l'huile et le filtre, il impose également des règles strictes sur la qualité et la viscosité de l'huile. C'est à ces deux aspects que nous allons maintenant nous attarder.

Dans un moteur, l'huile a plusieurs rôles à jouer et ce, dans des conditions difficiles. Des vitesses élevées, des températures variables (passant du démarrage froid l'hiver aux chaleurs torrides l'été...), des particules à transporter, une protection à apporter à tous les éléments internes du moteur, sans parler de la fluidité qu'elle doit conserver pour ne pas se changer en broue...: ce ne sont là que quelques-unes des difficultés à surmonter.

Ni l'huile à base minérale, ni l'huile à base synthétique n'est en mesure d'assumer toutes ces tâches. L'huile a besoin d'être enrichie et complétée à l'aide d'additifs. Ce sont des additifs de protection pour le moteur (anti-usure, anti-rouille, anti-corrosion), des additifs de propreté pour nettoyer et maintenir les particules en suspension (détergent et dispersant) et des additifs de qualité (additif anti-mousse, additif anti-oxydant pour empêcher l'huile de se dégrader, additif améliorant la viscosité).

Pour l'utilisateur, il est bien difficile de définir une huile rien qu'en la regardant. C'est pourquoi il existe certains standards qui se rattachent à la viscosité et à la qualité de l'huile. Ce sont ces deux critères qui orientent notre choix.

La viscosité

La viscosité représente la résistance à l'écoulement.

On établit la viscosité de l'huile en mesurant le temps mis par une certaine quantité d'huile pour s'écouler à une température donnée à travers un orifice calibré. Elle est indiquée sur les contenants d'après une échelle établie par la S.A.E. (Society of Automotive Engineers).

Les huiles fluides pour l'hiver ont un indice de viscosité de 0W, 5W, 10W, 15W, 20W ou 25W (plus le chiffre est petit, plus l'huile est claire; W signifie Winter). Les huiles plus épaisses, pour les saisons à température plus élevée, ont un indice de 20, 30, 40 ou 50 (plus le chiffre est élevé, plus l'huile est épaisse).

Ce qu'on recherche pour un moteur, c'est une huile qui n'est pas trop épaisse pour entraver la rotation du moteur lorsqu'il est froid, et pas trop claire pour bien le graisser lorsqu'il est chaud.

Durant l'été, le problème des écarts de température est beaucoup moins important que durant l'hiver. Une huile à viscosité simple, telle que la SAE 30, ou SAE 40 répond généralement bien aux besoins.

Toutefois, le problème est gravement accentué l'hiver. Les démarrages à froid sont difficiles à cause de l'inertie des pièces causée par l'huile trop épaisse. L'huile multiviscosité apporte une solution. Elle possède des caractéristiques qui la rapprochent de l'huile claire quand le moteur est froid, et de l'huile plus épaisse quand le moteur est chaud. Ainsi, une huile SAE 10W30 se comportera, à froid, comme une SAE 10W et, à chaud, comme une SAE 30.

La viscosité généralement recommandée sur les tracteurs agricoles est SAE 10W30 en hiver, alors que la SAE 30 convient pour l'été. Ces indices apparaissent sur le contenant d'huile.

La viscosité de l'huile n'a toutefois rien à voir avec la qualité de l'huile. D'autres normes sont utilisées pour celle-ci.

Fig. 3 - Pompe à rotor

 La qualité de l'huile

L'American Petroleum Institute (ou A.P.I.) nous fournit, sous forme de lettres, les normes de qualité auxquelles répond l'huile que l'on nous offre. Ces lettres sont bien identifiées sur le contenant et elles apparaissent à la suite du A.P.I. (Par exemple: A.P.I. SF-CC).

Les symboles utilisés diffèrent s'il s'agit d'un moteur à essence ou d'un moteur diesel.

a) L'huile pour moteur à essence

Dans le cas de l'huile pour un moteur à essence, on doit considérer la lettre qui suit leS.

Voici la signification des différents codes :

• SA Huile pour moteur ne demandant pas de protection de la part du lubrifiant: c'est une huile minérale sans additif, soumise à aucun test.
• SB Huile pour moteur à sévérité minimum. Elle doit résister à l'oxydation et éviter la corrosion des paliers. Elle convient aux petits moteurs de tondeuse, par exemple, où l'absence de système de filtration oblige un changement d'huile avant que l'huile n'atteigne ses limites.
• SC Huile utilisée dans des moteurs de véhicules construits entre 1964 et 1967. Elle assure une protection contre les dépôts à haute et basse température, l'usure, la corrosion des coussinets, l'oxydation des parties mécaniques.
• SD Huile utilisée dans les moteurs sortis entre 1968 et 1971. Elle apporte une protection renforcée par rapport à SC.
• SE Huile employée dans les moteurs de 1972 à 1980. Elle assure une protection supérieure aux normes SD.
• SF Huile destinée aux moteurs construits depuis 1980.

La garantie du moteur est respectée en autant que l'huile utilisée se conforme à cette norme.

b) L'huile pour moteur diesel

Lorsque le moteur est diesel, la lettre qui suit le C est à considérer. Voici la signification de cette lettre.

• CA Huile qui concerne les moteurs suralimentés utilisés en service léger. Cette huile assure une protection des coussinets.
• CB Huile pour les moteurs non suralimentés utilisés en service à sévérité moyenne. L'huile permet la protection des coussinets et évite les dépôts à haute température, lorsque le moteur utilise un combustible à teneur élevée en soufre.
• CC Huile qui s'applique au moteur à service normal. Cette norme correspond au moteur diesel non suralimenté (sans turbo) de la plupart des tracteurs.
• CD Huile qui correspond à un moteur suralimenté utilisé en service sévère. Le moteur avec turbo et refroidisseur intermédiaire nécessite une huile qui répond à cette norme.

Plusieurs constructeurs ont établi des normes parallèles à celles de l'A.P.I. Toutefois, leur équivalence est toujours exprimée dans les normes de l'A.P.I.

En pratique, si  l'auto est de 1982 avec moteur à essence, rechercher la forme API-SF sur le contenant et un tracteur diesel avec turbo, API-CD doit apparaître sur le contenant.

Souvent, plusieurs normes apparaissent; mais seule la norme supérieure importe.

Par exemple, si API-SC-SE-SF apparaissent sur le contenant, seul SF importe puisque c'est la norme la plus sévère.