État de l’art sur l’utilisation de revêtements projetés thermiquement
PSA Peugeot Citroën consacre une part très importante de ses efforts de recherches aux clean technologies. Le groupe nous livre ici une voie de développement s’inscrivant dans l’amélioration de l’efficacité énergétique du groupe moto propulseur.
Figure 1 : Coûts des mesures de réduction d’émissions de CO2 [2].
Figure 2 : Évolution des restrictions mondiales des émissions de CO2 (cycle normalisé NEDC) [3].
Figure 3 : Distribution des pertes par frottement dans un groupe moto propulseur.
Figure 4 : Localisation et estimation des principaux postes des pertes mécaniques par frottements dans un moteur thermique.
Figure 5 : Illustration de quelques avantages induits par la substitution de chemises fonte insérées à la coulée par un revêtement projeté thermiquement directement à l’intérieur des fûts.
Figure 6 : Illustration du principe de la projection thermique.
Figure 7 : Capture d’image (gauche) d’un procédé de projection thermique PTWA (Plasma Transferred Wire Arc) [6]. La source enthalpique (plasma d’arc transféré) fond le fil sous forme de particules de 10 à 50 µm (droite) qui sont ensuite projetées sur un substrat. Pour un courant d’arc de 85A par exemple, les particules peuvent atteindre 1 980 °C et 110 m/s.
Figure 8 : Images MEB d’écrasements de particules d’acier (Fe/0,8%C) projetées thermiquement par technologie PTWA avec une intensité d’arc électrique de 85A. Il n’y a pas de différences lors de l’utilisation d’un courant d’arc électrique plus élevé car la seule modification est le nombre de particules projetées.
Tableau 1 : Principales caractéristiques du revêtement projeté thermiquement.
Figure 9 : Les quatre étapes essentielles de réalisation d’un carter cylindres revêtu par projection thermique : 1 : alésage – 2 : activation – 3 : projection – 4 : rodage.
Figure 10 : Illustrations de quelques solutions de préparation des surfaces de fûts de carters cylindres en aluminium avant projection thermique.
Figure 11 : Comparaison de procédés industriels de préparation de surface de fûts de carters cylindres automobiles. La profession admet un niveau minimum d’adhérence des revêtements projetés dans les fûts de 20-30 MPa.
Figure 12 : Plusieurs technologies de torches rotatives de projection thermique sont actuellement exploitées industriellement pour revêtir la surface interne de fût de carters cylindres.
Figure 13 : Quelques avantages et inconvénients de chaque technologie de torche rotative pour revêtir la surface interne de fûts de carters cylindres. Activités industrielles R&D et/ou série.
Figure 14 : Schéma cinématique d’une machine de rodage [12]. Photo d’une surface de fût revêtue par projection thermique (PTWA) avec un rodage conventionnel, dit rodage « plateau »
Figure 15 : Exemple de « Fax Film » d’une finition poli miroir de surfaces de fûts revêtues par PTWA
Figure 16 : Exemples de qualité de finition par rodage et de propriétés de quelques revêtements [16]
Les derniers articles sur ce thème
