Entretien du circuit de refroidissement
On peut observer de nombreux problèmes et défaillances affectant les systèmes de refroidissement. Ces problèmes sont souvent imputables à une information incorrecte et à des pratiques d'entretien déficientes. On décrit ici les sources de ces problèmes et on présente une information correcte sur les pratiques d'entretien. On présente dans le tableau ci-dessous les six problèmes les plus fréquemment observés de nos jours dans les circuits de refroidissement, avec une description du mode d'apparition, les effets sur le moteur, et surtout les moyens de prévention.
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PROBLÈME |
MODE D'APPARITION |
EFFET |
PRÉVENTION |
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Rouille |
Oxydation au sein du système. |
Obstruction du système. Accélération de l'usure. |
Les inhibiteurs présents dans un SCA de qualité empêchent l'oxydation responsable de la formation de rouille. |
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Tartre (eau "dure") |
L'eau du robinet contient toujours des sels minéraux, particulièrement des composés de calcium et magnésium. Ces minéraux peuvent se solidifier pour former du tartre, qui adhère sur les surfaces métalliques chaudes. |
1. Obstruction des passages de liquide dans le circuit. 2. Dépôt de tartre dans les zones de haute température; ceci entrave le transfert de chaleur et suscite la formation de points chauds. Ceci entraîne une dilatation non uniforme du métal, abrasion/grippage, formations de rayures, usure accélérée des segments, et finalement fissuration de la culasse et/ou du bloc-cylindres. |
Le SCA maintient les sels minéraux en suspension; ils ne peuvent alors se déposer sur les surfaces métalliques du moteur ou obstruer les passages de liquide. |
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Acidité (pH) |
1. Un antigel au glycol réagit avec l'oxygène de l'air et forme un acide. 2. Une fuite au niveau du joint de culasse ou ailleurs permet l'introduction dans le circuit de refroidissement d'acide sulfurique formé par la combustion du carburant. |
Corrosion de fonte, acier et aluminium. |
Un SCA de qualité neutralise les acides, et empêche la corrosion. |
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Corrosion des chemises de cylindre |
La vibration constante d'une chemise de cylindre suscite la formation momentanée d'une dépression superficielle; ceci suscite l'ébullition du fluide de refroidissement dans la zone de dépression; les bulles de vapeur provoquent la corrosion de la surface de la chemise (non protégée). |
Formation de piqûres de corrosion qui au cours du temps peuvent traverser la chemise et permettre ensuite le passage de fluide de refroidissement dans la chambre de combustion ou le carter. |
Un SCA forme un mince film protecteur sur la chemise, qui la protège de l'érosion par cavitation sans dégrader le transfert de chaleur. |
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Moussage |
Moussage - L'introduction d'air dans le circuit de refroidissement provoque une aération du fluide. |
Amplification du problème d'érosion par cavitation, particulièrement sur l'impulseur de la pompe à eau. |
Un SCA de qualité contient un agent anti-moussage qui empêche la formation de bulles d'air. Cet agent anti-moussage est efficace à toutes les températures, même lors de la remise en marche. |
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Corrosion de l'impulseur de la pompe à eau |
La surface d'une pale d'impulseur est une zone de turbulence et de vitesse élevée du fluide; ceci provoque un effet de cavitation. De plus il peut y avoir dans le fluide des contaminants abrasifs qui attaquent les surfaces. |
Dégradation de l'efficacité de la pompe, puis défaillance totale de la pompe. |
Le SCA protège l'impulseur de la pompe contre l'érosion par cavitation et le filtre retient les particules solides, ce qui minimise l'usure par abrasion des composants du circuit de refroidissement. |
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POUR UN BON DÉPART
Avant de changer le fluide de refroidissement, on doit effectuer un rinçage approfondi du circuit pour éliminer tout contaminant. Un circuit propre est exempt de contaminants solides ou liquides, ceci incluant l'huile.
APPOINT D'EAU
Pour l'entretien adéquat du fluide de refroidissement, on doit utiliser une eau d'appoint de qualité. Toute eau d'appoint est corrosive, mais une eau à concentration élevée de composés minéraux ne peut être rendue adéquate. On devra utiliser de l'eau du robinet, aussi douce que possible. Ne pas utiliser une eau qui a été adoucie à l'aide d'un sel ou d'un chlorure. Les fabricants de moteurs publient généralement des spécifications que doit satisfaire l'eau utilisée dans leurs moteurs.
ANTIGEL
On doit utiliser toute l'année dans le circuit de refroidissement un antigel à base de glycol ou propylène glycol, ou un antigel pour grande longévité. Le glycol présent dans l'antigel assure la protection contre le gel. Il établit également un environnement stable pour les joints. Les joints peuvent se contracter en présence d'eau pure, et ceci susciterait la formation d'une fuite.
Certains problèmes importants qu'on observe de nos jours dans les circuits de refroidissement sont imputables à des problèmes reliés à l'antigel; en particulier baisse de concentration ou formation d'un gel de silicate. La fréquence des problèmes imputables à la formation d'un gel de silicate a augmenté depuis la décennie 80. Les deux principales causes de ce problème sont les suivantes:
1. Antigel à concentration élevée de silicate
2. Concentration excessive d'antigel et/ou SCA.
Tout antigel utilisé dans un moteur devrait satisfaire la spécification GM 6038M ou ASTM D-4985 pour la concentration de silicate. La concentration d'antigel devrait être maintenue entre 40 % et 60 % (de 40 % antigel/ 60 % eau à 60 % antigel/40 % eau). Un mélange à 50 La formation d'une fuite au niveau de la pompe à eau est un autre problème imputable à une concentration excessive.
ADDITIFS SUPPLÉMENTAIRES POUR FLUIDE DE REFROIDISSEMENT (SCA)
L'emploi de la quantité adéquate d'un SCA de grande qualité est un facteur très critique de la prévention des problèmes mentionnés dans le tableau de la page précédente. Lors du remplissage d'un circuit nettoyé - avec un mélange frais d'antigel et eau - on doit ajouter un SCA. Ces produits contiennent des inhibiteurs qu'on ne trouve pas dans les antigels d'aujourd'hui.
Dans le cas du préchargement, on doit utiliser le filtre de précharge approprié (selon le volume du circuit de refroidissement), ou une quantité de 120 mL de SCA liquide pour 3,8 L de fluide de refroidissement (la dose de 120 mL est basée sur l'emploi du SCA le plus communément disponible. Dans tous les cas on doit veiller à respecter les spécifications du fabricant du SCA.
ENTRETIEN
Les réactions chimiques qui assurent la protection des surfaces métalliques en contact avec le fluide de refroidissement suscitent une baisse de la concentration des constituants du SCA. On doit restaurer la concentration de ces composés par utilisation d'un filtre contenant le produit SCA, ou par addition de SCA liquide selon un intervalle spécifié pour le maintien de la concentration adéquate.
OPÉRATION PÉRIODIQUE DE VIDANGE ET RINÇAGE
Les composés de l'antigel se décomposent en produisant un acide corrosif sous l'effet de la température qui règne dans le circuit de refroidissement. Le fluide peut également être contaminé par souillures, huile, gaz de combustion, et produits de décomposition des inhibiteurs. Un filtre de haute qualité peut retenir les contaminants solides, mais il n'éliminera pas les résidus d'huile ou gaz de
% eau à 60 % antigel/40 % eau). Un mélange à 50 % est idéal. On peut mesurer la concentration de glycol à l'aide d'un réfractomètre ou d'un hydromètre.
Plusieurs types de produits de test des SCA sont disponibles sur le marché; ils permettent généralement de contrôler les paramètres suivants: