Depuis plus d'un siècle, les ingénieurs s'efforcent de vaincre le plus grand ennemi des moteurs à combustion interne : le frottement. À l'intérieur de la partie supérieure de votre moteur, les composants métalliques sont engagés dans une lutte acharnée à grande vitesse.
Ce frottement est particulièrement destructeur au point de contact entre l'arbre à cames en rotation et le poussoir de soupape . Ce frottement métal sur métal génère une pression immense, forçant l'ouverture des soupapes contre de lourds ressorts de résistance en acier. Traditionnellement, si l'huile moteur devient trop chaude, trop fluide ou trop sale, l'arbre à cames use rapidement et endommage la tête du poussoir.
Pour répondre aux exigences des cas d'utilisation extrêmes, un fabricant de poussoirs de soupapes haut de gamme, en quête d'une durabilité optimale, utilise désormais une solution de qualité aérospatiale : le carbone amorphe (DLC) . Découvrons précisément pourquoi les poussoirs de soupapes revêtus de DLC révolutionnent la conception des moteurs à forte charge et leur longévité commerciale.
Qu'est-ce que le carbone de type diamant (DLC) ?
La plupart des gens considèrent les diamants uniquement comme des bijoux. Mais pour un ingénieur, un diamant représente le matériau de construction par excellence. C'est la substance naturelle la plus dure sur Terre et elle possède intrinsèquement un coefficient de frottement incroyablement faible.
Le DLC (Diamond-Like Carbon) est un revêtement nanocomposite spécialisé qui reprend les propriétés les plus recherchées du diamant véritable (dureté extrême, résistance massive à l'usure et grande surface lisse) et les lie chimiquement directement à la surface des pièces métalliques automobiles.
Contrairement aux méthodes traditionnelles comme le nitruration ou le chromage (qui se contentent de durcir l'acier), le revêtement DLC transforme la surface même du poussoir. Appliqué dans des chambres à vide de haute technologie par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), il confère une finition noire et brillante qui n'est pas qu'une simple couche physique ; elle se lie chimiquement à l'acier. Ce revêtement final, généralement d'une épaisseur de quelques microns seulement, triple pourtant la durée de vie de la distribution.
Les notes techniques d'ingénierie des systèmes de distribution de la division d'ingénierie de MS Motorservice prouvent que les revêtements DLC réduisent considérablement les coefficients de frottement à près de 0,05, assurant une lubrification limite extrême vitale lors des démarrages à froid du moteur.
Avantages du revêtement DLC par rapport au chromage dur
1. Réduction extrême du frottement
La nature « vitreuse » d'un revêtement DLC lui confère un coefficient de frottement extrêmement bas. Lorsqu'une came en acier massif frotte violemment contre un poussoir mécanique traditionnel en acier, elle génère une chaleur intense et nécessite une épaisse couche d'huile de compétition riche en ZDDP pour fonctionner correctement. Un poussoir en DLC glisse si facilement contre l'arbre à cames qu'il abaisse considérablement la température de l'huile et libère de la puissance auparavant inexploitée.
2. Protection améliorée par rapport au revêtement en nitrure standard
L'usure du moteur se produit presque entièrement dès le démarrage à froid. L'huile épaisse se dépose dans le carter pendant la nuit, laissant la distribution complètement sèche pendant deux secondes cruciales avant que la pompe à huile ne prenne le relais. Grâce à leur surface naturellement lisse, les revêtements DLC offrent une lubrification à sec exceptionnelle, protégeant ainsi efficacement la distribution des frottements lors des démarrages à froid brusques.
3. Capacité à gérer des profils d'arbres à cames agressifs
En compétition automobile ou pour les applications diesel à usage intensif, les motoristes utilisent des arbres à cames massifs et agressifs qui ouvrent les soupapes d'admission à une vitesse et une pression incroyables. Cette pression géométrique extrême provoque la corrosion par piqûres (microfissures) et le grippage de l'acier cémenté traditionnel. La structure en treillis ultra-dure d'un revêtement DLC résiste à la corrosion par piqûres et supporte sans effort les pressions des ressorts qui écraseraient une pièce d'origine standard.
Les poussoirs DLC sont-ils nécessaires pour tous les moteurs ?
Étant donné que la réalisation d'un revêtement DLC impeccable nécessite des machines de dépôt en phase vapeur coûtant plusieurs millions de dollars, ces composants sont beaucoup plus chers lorsqu'on s'approvisionne auprès d'un distributeur de pièces de moteurs.
Pour une voiture de série utilisée quotidiennement pour faire ses courses, l'acier traité thermiquement d'origine est parfaitement suffisant. Le coût exorbitant des pièces DLC est mathématiquement disproportionné pour une utilisation à bas régime.
Cependant, si vous préparez un moteur qui dépasse régulièrement les 7 000 tr/min, participez à des courses d'endurance de longue durée ou gérez une flotte de camions diesel commerciaux lourds où les immobilisations coûtent des milliers de dollars par jour, le DLC n'est pas superflu. Il s'agit d'un investissement hautement stratégique. Le coût initial est immédiatement amorti en évitant une seule casse catastrophique de l'arbre à cames.
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