Lors de l’entretien, il est crucial d’appliquer très précisément le couple recommandé par le constructeur. Toute variation dans les niveaux de couple peut affecter les composants du véhicule. Pour y parvenir et se protéger d’éventuelles défaillances, il est également indispensable d'utiliser des outils spécifiques parfaitement calibrés. Ce guide va vous permettre d’y voir plus clair au sujet des réglages de couple, en illustrant leur impact sur les performances et la durée de vie du véhicule, est indispensable à toute personne soucieuse de préserver l'intégrité de son véhicule et d'en optimiser les performances.
- FONCTION DES ORGANES DE FIXATIONS FILETÉS : BOULONS - GOUJONS - ÉCROUS :
Plusieurs types et tailles de fixations filetées sont utilisés dans l'industrie automobile lors de la fabrication de véhicules ou des entretiens et réparations.
Leur fonction consiste, grâce à une force de serrage prédéfinie, à maintenir ensemble, deux composants dans la durée. Ces assemblages sont conçus pour garder la force de serrage idéale, calculée en fonction des différents paramètres (matériau, température, charge, vibrations, fréquences).
Correctement serrées, les fixations utilisent l’élasticité des matériaux. Au cours du processus de serrage, la fixation s'étire (s'étend), puis tente de revenir à sa longueur d'origine (se comprime).
- COUPLE DE SERRAGE CORRECT:
- La poulie est montée sur le bloc moteur. (1)
- On applique le couple de serrage conseillé. (3b)
- La force de serrage est parfaite. (4b)
- La charge provenant de la courroie (2) est transférée vers le bloc-moteur et pas uniquement vers la tige de la vis (5b) ; (5b)
- éliminant ainsi tout effet de cisaillement (6b). (6b)
- FIXATIONS FILETÉES - BOULONS - GOUJONS - ÉCROUS : EFFORTS ET CONTRAINTE.
La contrainte appliquée à une fixation est directement proportionnelle à sa déformation. La contrainte-déformation d'une fixation tient compte des limites liées à son élasticité et à sa plasticité. Pendant le processus de serrage, la fixation s'étire (s'étend), dans les limites de son élasticité, et se comprime pendant le processus de desserrage.
Si une fixation est sollicitée au-delà de sa charge d'épreuve (capacité de charge maximale dans sa limite d'élasticité), il y a alors déformation plastique, cette déformation n’étant plus proportionnelle à la contrainte. Après une déformation plastique, même une fois desserrée, la fixation ne reviendra pas complètement à sa longueur d'origine.
Le moment où la déformation plastique se produit est connu sous le nom de (limite d'élasticité). De plus, le serrage dans la limite de la déformation plastique constitue le point de rupture de la fixation, connu sous le nom de point de résistance ultime à la traction (UTS). Une fois le point UTS atteint, chaque tour de serrage supplémentaire du boulon représente une contrainte pouvant mener à la rupture de la fixation. Le point de rupture de la fixation est appelé (point de traction).
Graphique des contraintes et des déformations.
- COUPLE DE SERRAGE INSUFFISANT: (TROP FAIBLE).
- La poulie est montée sur le bloc moteur. (1)
- Le couple appliqué est trop faible. (3a)
- La force de serrage (4a ) unissant le support de la poulie au bloc moteur est insuffisante,
- la charge de la courroie (2) va donc se porter exclusivement sur la tige de la vis de fixation, (5a)
- et entraîner un effet de cisaillement, puis la rupture de la vis. (6a) (voir Attache cisaillée)
Couple de serrage incorrect (Trop faible). Fixation cisaillée.
- COUPLE DE SERRAGE EXCESSIF: (Trop fort).
- La poulie est montée sur le bloc moteur. (1)
- On applique un couple de serrage excessif, la fixation s'étire, dépasse sa limite d'élasticité, ce qui provoque une déformation plastique. (3a)
- La charge de serrage(4a ) entre le support de la poulie et le bloc moteur n’est pas adaptée.
- la charge de la courroie (2) va donc se porter exclusivement sur la tige de la vis de fixation. (5a) La section de cette vis fragilisée par l’étirement doit encore faire face aux diverses charges et fréquences induites par le fonctionnement du moteur,
- et qui vont à terme, par un effet de cisaillement, provoquer sa rupture. (6a)
- Une fois serrée, une fixation en bon état, tout comme une fixation qui a été trop serrée et qui, en dépassant sa limite d'élasticité a subi une déformation plastique, ne reviendra pas à sa longueur d'origine. (voir État de la fixation).
Couple de serrage incorrect (Trop important). Etat de la fixation.
- FORCE DE SERRAGE INCORRECTE : - ( RUPTURE DU FILETAGE).
Si les spécifications de couple et le processus de serrage angulaire prescrits par le constructeur ne sont pas respectés, la force de serrage ne sera pas parfaite et pourrait endommager le filetage du bloc moteur. Certains filetages en aluminium sont extrêmement sensibles aux erreurs de couple, aux vibrations, aux fréquences et à l'usure.
- La poulie est montée sur le bloc moteur. (1)
- Le filetage étant défectueux (3a), la valeur du couple de serrage des fixations est faussée et la force de serrage (4a ) entre le support de la poulie et le bloc-moteur n’est pas bonne.
- La charge de la courroie (2) est transférée directement sur la tige de la fixation (5a) . La partie de la tige étirée est affaiblie et doit faire face aux charges et fréquences diverses lorsque le moteur fonctionne,
- ce qui va, à terme, par un effet de cisaillement, provoquer sa rupture. (6a)
- Détérioration du filetage du bloc moteur en aluminium, résidus d’aluminium dans le filetage de la fixation (voir rupture du filetage en aluminium).
Force de serrage incorrecte : (Détérioration du filetage). (Détérioration du filetage en aluminium).
Serrer un écrou/boulon en appliquant uniquement la valeur de couple prescrite en Nm ne garantit pas l'obtention de la force de serrage souhaitée ; des tests ont montré que des différences de serrage peuvent se produire.
Les manuels d'instruction actuels recommandent d'utiliser un angle de couple ainsi qu'une valeur de couple prescrite (par exemple, 20Nm + 45°).
- LES RÉGLAGES DE L'ANGLE DU COUPLE :
L'utilisation d'un angle de couple permet d'obtenir un résultat plus précis. Dans certains cas, le manuel indique qu'il faut d'abord appliquer le couple prescrit, attendre un moment, puis appliquer le couple angulaire, attendre à nouveau, puis appliquer à nouveau le couple angulaire si nécessaire (et ainsi de suite).
Ces périodes d'attente font partie du processus de serrage qui vont permettre à la fixation de se stabiliser et d'obtenir la force de serrage idéale.
REMARQUE :
20Nm + 45° + 45°, est différent de 20Nm + 90° Entre les deux réglages angulaires de 45°, la fixation doit se "stabiliser" ou "reposer".
Outil de réglage de l'angle de couple. Clé dynamométrique.
Gates recommande de respecter les spécifications de serrage du constructeur automobile et d'utiliser des clés dynamométriques calibrées ainsi que des outils de réglage à angle de serrage pour toutes les installations de fixation critiques, afin de garantir l'application des spécifications de serrage correctes.