Quelles sont les causes les plus fréquentes d'usure prématurée ou de rupture des courroies de distribution

Le courroie de distribution automobile est un composant essentiel du système de soupapes du moteur. Sa panne inattendue entraîne souvent des dommages catastrophiques au moteur. L'usure prématurée ou la rupture de la courroie de distribution n'est pas accidentelle, mais plutôt le résultat d'une combinaison de problèmes techniques spécifiques, d'erreurs d'installation ou de facteurs environnementaux.

Erreurs techniques d’installation et de tension

Les erreurs d'installation sont la principale cause de défaillance prématurée des courroies neuves ou relativement neuves.

1. Tension incorrecte :

Le life of a timing belt is extremely sensitive to its tension.

Surtension : une contrainte excessive et soutenue est appliquée au cordon de traction à l'intérieur de la courroie. Cela accélère la fatigue du cordon et peut entraîner une réduction de la largeur de la courroie et une usure accrue des bords. Dans le même temps, une tension excessive peut exercer des charges radiales excessives sur les roulements du tendeur et de la poulie folle, entraînant une défaillance prématurée des roulements.

Sous-tension : cela peut provoquer un relâchement de la courroie pendant le fonctionnement, en particulier lors de changements brusques de régime moteur, ce qui peut provoquer un fouettage ou une vibration de la courroie. Une courroie desserrée peut facilement faire sauter des dents et, dans les cas graves, les dents de la courroie peuvent se séparer de la poulie, provoquant une perte de synchronisation.

2. Manipulation inappropriée :

Une mauvaise manipulation de la courroie lors de l’installation peut provoquer des dommages internes.

Sertissage/Pliage : La flexion ou la torsion forcée de la courroie, notamment lors de la manipulation ou de l'installation sur une poulie, peut provoquer une déformation permanente du cordon de tension, créant des points de concentration de contraintes. Ces vices cachés peuvent rapidement se transformer en fissures et fractures lors du fonctionnement du moteur.

Dommages causés par l'effet de levier : l'utilisation d'un tournevis ou d'un levier pour forcer la courroie dans la poulie peut endommager directement les dents ou les bords de la courroie, entraînant potentiellement un cisaillement des dents.

Contamination et attaque chimique

Les courroies de distribution sont généralement constituées de caoutchouc synthétique ou de polymères hautes performances, qui ont une résistance limitée aux produits chimiques, en particulier à l'huile.

1. Contamination par l’huile et les fluides :

Fuite d’huile moteur : Ceci est généralement causé par le vieillissement et la défaillance du joint d’huile du vilebrequin ou de l’arbre à cames. L'huile moteur peut pénétrer dans le composé de caoutchouc de la courroie, provoquant un gonflement, un ramollissement et une perte de résistance. Les dents de courroie ramollies sont susceptibles de se déformer et de s’écailler, ce qui accélère l’usure.

Fuite du liquide de refroidissement : Le liquide de refroidissement, en particulier l'antigel contenant de l'éthylène glycol, corrode le matériau de la courroie, accélérant le vieillissement de la courroie et la formation de fissures. Les sources de fuite courantes incluent la défaillance du joint de la pompe à eau entraînée par la courroie de distribution.

2. Débris externes :

Des débris de la route, du sable ou d'autres débris externes peuvent pénétrer par un carter de distribution endommagé ou mal installé et se loger entre les dents de la courroie et les rainures de la poulie, provoquant une abrasion par grains et une contrainte concentrée, conduisant finalement au cisaillement des dents de la courroie.

Réaction en chaîne des défaillances des composants associés

Le reliability of the timing belt system depends on the coordinated operation of all components. Failure of any auxiliary component can immediately compromise the belt.

1. Défaillance du tendeur ou de la poulie de renvoi :

Grippage du roulement : L'épuisement de la graisse ou l'endommagement du joint du roulement peuvent provoquer le grippage du roulement. Cela fait glisser la courroie sur la surface de la poulie au lieu de rouler, générant une chaleur de friction importante qui peut rapidement brûler ou user la courroie, voire la briser.

Perte d'amortissement : une défaillance du mécanisme d'amortissement hydraulique ou mécanique du tendeur automatique empêche le tendeur d'absorber efficacement les vibrations transitoires du moteur et les changements de charge, entraînant de graves fluctuations de tension de la courroie et une fatigue accélérée.

2. Désalignement des poulies :

Si l'alignement axial d'un vilebrequin, d'un arbre à cames ou d'une poulie de renvoi est mal aligné, la courroie frottera continuellement contre le bord de la poulie ou le carter de distribution pendant le fonctionnement, provoquant une usure des bords et des bords effilochés, réduisant finalement la largeur et la résistance de la courroie.

3. Panne de la pompe à eau :

Pour les pompes à eau entraînées par une courroie de distribution, une défaillance du roulement d'arbre ou un grippage de la roue peut générer une résistance importante, provoquant instantanément des charges de couple dépassant de loin sa capacité nominale, conduisant à une défaillance de traction de la courroie.

Dégradation des matériaux et vieillissement thermique

Même sans défaillance mécanique ou contamination évidente, le matériau de la bande lui-même a une durée de vie limitée.

Fissuration à l'ozone : pendant le fonctionnement, le matériau en caoutchouc réagit avec l'ozone présent dans l'air, en particulier dans les zones où la courroie est soumise à des contraintes et à des flexions, provoquant de fines fissures (fissures capillaires) à la surface. Ces fissures se creusent et s’étendent avec le temps.

Lermal Degradation: The constant high temperatures in the engine compartment, even at normal operating temperatures, can accelerate the chemical aging of the belt polymer, causing the belt to become hard and brittle, and degrading the elastomer properties. This hardening can make the belt more susceptible to breaking when subjected to shock loads.