Avec Fujifilm, visualisez la pression!

Les ingénieurs Fel-Pro utilisent de nombreuses procédures de test pour valider les nouveaux joints au centre d’étude, de production et de distribution Fel-Pro à Skokie, Illinois. L’un des tests de validation qu’on y effectue consiste à utiliser un papier de mesure de la pression Fujifilm, qui permet de visualiser la pression d’étanchéité créée par le joint et comment elle est répartie. Ce test par impression permet de se faire une représentation de la structure interne d’une combinaison de culasse et de bloc, ce qui est primordial pour la conception d’un joint.

Le film est imprégné de cellules microscopiques remplies d’encre rouge. Quand une pression est appliquée sur le film, ces cellules explosent. Plus la pression est importante, plus la couleur est intense. On peut appliquer le film sur le dessus du joint, en dessous ou des deux côtés. L’impression obtenue sur le film lors de ce test permet à nos ingénieurs de voir où la charge du joint est correcte et où celle-ci requiert des modifications. À l’aide d’une installation unique (logiciel et scanner), le film est scanné et les informations ainsi obtenues sont conservées dans une base de données qui sert au bureau d’étude. L’image créée à partir de l’encre est optimisée par ordinateur afin de clairement exposer les variations de densité de couleur sous la forme d’un spectre arc-en-ciel, où chaque couleur correspond approximativement à une fourchette de pression. Les ingénieurs Fel-Pro utilisent également ces résultats pour créer une version 3D colorisée qui représente la pression. On effectue des tests sur les joints d’origine et sur les joints de rechange Fel-Pro au bureau d’étude afin de déterminer sur les deux joints quels endroits nécessitent des technologies d’étanchéité perfectionnées.

Lors de ces tests, on s'assure que la charge du joint de combustion est bonne, de même pour les conduites d’huile et de liquide de refroidissement, les cordons de relief des joints de culasse MLS (acier multicouche) et la surface de la culasse ou du plateau du bloc moteur. Chaque modification apportée à un joint Fel-Pro nécessite que nous fassions d’abord de nombreux tests à l’aide de logiciels de modélisation, puis que nous refassions le test au papier Fujifilm pour observer les différences. Ces résultats nous aident à voir où il faut ajouter, retirer ou encore changer la forme ou la taille d’un cordon en relief sur un joint, pour que la contrainte d’étanchéité soit uniforme sur toute la surface de la culasse.

Le papier de mesure de la pression Fujifilm est un peu semblable à l’aiguille indicatrice d’un tachymètre : il indique la pression maximale appliquée à un endroit, comme l’aiguille qui affiche le régime moteur maximal sur le tachymètre.

Vous pouvez voir la jointure robuste d’étanchéité principale de combustion créée par la couche d’étanchéité LaserWeldMC, et la jointure secondaire plus fine créée par le cordon de relief situé autour du trou d’alésage de chaque cylindre. Vous pouvez aussi observer la jointure d’étanchéité créée par le cordon de relief autour des orifices de recirculation de l’huile, ainsi que la jointure du périmètre du bloc.

Lors de la conception d’un nouveau joint, on teste d’abord la contrainte d’étanchéité du joint avant de faire tourner le moteur. Après avoir fait tourner le moteur, on teste à nouveau la contrainte d’étanchéité. Le rôle de l’ingénieur Fel-Pro est de déterminer quelle est la meilleure manière d’utiliser la charge des boulons pour assurer l’étanchéité de la combustion, de l’huile sous haute pression, de la recirculation d’huile et des conduites de liquide de refroidissement.

Pour mieux mesurer la contrainte d’étanchéité après avoir fait tourner le moteur, on règle le couplage des boulons de culasse au « couple minimum au démarrage ». De cette manière, on peut reproduire la valeur de couple sur chaque boulon de fixation du joint. C’est un point important, car des boulons de culasses réglés à 75 pieds-livres peuvent se retrouver à seulement 60 pieds-livres après un cycle de chauffage.

Pour déterminer le couple de traction, les boulons et la culasse sont marqués d’une ligne témoin. Chaque boulon est ensuite desserré dans le bon ordre, un à la fois, puis « tiré » à l’aide d’une clé dynamométrique vers la marque témoin. La valeur de couple nécessaire à l’alignement de chaque boulon à la ligne témoin est notée. Les boulons et la culasse sont ensuite retirés, et le nouveau film est ensuite positionné. Chaque boulon est replacé dans son trou d’origine puis resserré aux valeurs de couple de traction. Cela nous permet de recréer la pression à laquelle le joint sera soumis une fois installé dans un moteur en marche. Cela nous permet également de voir la charge créée par le joint au couple « relâché ».

Cette validation de pression d’étanchéité Fel-Pro fait partie de l’un des nombreux essais effectués pour s’assurer que chaque joint est à la hauteur du nom Fel-Pro.