L’huile à moteur est l’un
des éléments les plus importants pour la durabilité d’un moteur.
Elle est constituée de deux composantes : l’huile de base et
les additifs.
Les
huiles de base
L’huile
de base représente la majeure partie de l’huile à moteur. Elle
lubrifie les pièces internes, dissipe la
chaleur et donne une étanchéité aux segments de piston. Les huiles
de base peuvent être composées de 1) pétrole, 2) matériaux
synthétiques ou 3) une combinaison de pétrole et de matériaux
synthétiques (nommé parasynthétique, semi-synthétique ou mélange
synthétique).
Une huile
de base de pétrole consiste en plusieurs produits dérivés du
pétrole. Généralement, les molécules des huiles de pétrole sont
de longues chaînes de carbone qui peuvent être sensibles au stress
causé par la chaleur et « s’évaporer » à des
températures relativement basses. La chaleur intense du moteur brise
ces chaînes moléculaires, modifiant les propriétés physiques (p.
ex. la viscosité) de l’huile à moteur.
Les
molécules des huiles de base synthétiques ont une structure
homogène, ce qui leur permet de mieux résister au stress thermique.
Étant donné que les huiles à moteur synthétiques AMSOIL sont
faites de ces molécules uniformes, elles offrent un faible taux
d’évaporation et leurs propriétés physiques (comme la viscosité)
résistent au changement.
Les
additifs
Les
différents éléments chimiques qui composent le système d’additifs
d’une huile à moteur possèdent des propriétés de résistance à
l’usure, la formation de mousse, la corrosion, la formation
d’acides, la perte de viscosité, l’encrassement et
l’agglomération des débris. Les additifs aident les moteurs
modernes à répondre aux demandes de plus en plus élevées des
nouvelles technologies. Leur qualité varie largement d’une marque
à l’autre, allant du seuil minimum (pour satisfaire à certaines
normes) à une qualité exceptionnelle, comme dans le cas des huiles
AMSOIL.
Les
fonctions de l’huile à moteur
Les huiles
à moteur modernes sont des produits hautement spécialisés
développés avec soin par des ingénieurs et des chimistes afin de
remplir les fonctions essentielles ci-dessous :
• Lubrifier
les pièces du moteur et empêcher l’usure
• Réduire
la friction
• Protéger
contre la corrosion
• Maintenir
la propreté du moteur
• Minimiser
les dépôts dans la chambre de combustion
• Refroidir
le moteur
• Assurer
l’étanchéité dans les cylindres
• Empêcher
la formation de mousse
• Réduire
la consommation de carburant
• Faciliter
les démarrages
Les
améliorations de l’huile
La qualité
de l’huile à moteur a changé de façon radicale ces 30 dernières
années, et les nouvelles exigences des moteurs modernes obligent les
huiles à se conformer à des normes de plus en plus strictes. Les
variations dans la capacité d’une huile à répondre à ces
exigences déterminent quel grade de viscosité et quelle
classification on lui assigne.
Les
classifications sont attribuées par l’API (American Petroleum
Institute) tandis que les grades de viscosité sont désignés par la
SAE (Society of Automotive Engineers). Ces deux organismes
établissent les normes de l’industrie depuis plus de 75 ans.
La
viscosité
La
viscosité fait référence à la résistance de l’huile à
l’écoulement et est la propriété la plus importante. La
viscosité de l’huile varie avec les changements de température :
plus liquide lorsqu’elle est chaude, plus épaisse lorsqu’elle
est froide. Une huile doit circuler à basse température afin de
lubrifier les pièces internes au démarrage du moteur, mais doit
demeurer assez « épaisse » pour protéger le moteur à
des températures élevées. Lorsqu’une huile est utilisée dans
une large gamme de températures, comme dans la plupart des moteurs,
le changement de viscosité devrait être aussi minimal que possible.
La mesure du changement de viscosité s’appelle l’indice
de viscosité (VI). Plus le chiffre
est élevé, moins la viscosité change et mieux l’huile protège
le moteur. Cet indice n’exprime pas la viscosité réelle de
l’huile dans un froid ou une chaleur extrême; il représente le
taux de changement de viscosité selon des températures variées.
L’indice de viscosité donne un aperçu de l’efficacité de
l’huile à haute et basse température. On le calcule en comparant
la viscosité de l’huile à 40 °C (104 °F) avec sa
viscosité à 100 °C
(212 °F).
Les
améliorants d’indice de viscosité sont
des agents chimiques visqueux, nommés polymères ou composés
polymériques, qui font diminuer le taux de changement de viscosité
de l’huile selon la température. Ces agents améliorants
élargissent la gamme de températures de fonctionnement de l’huile
à moteur et permettent la fabrication d’huile multigrade ou toute
saison. Toutefois, les améliorants de viscosité de basse qualité
sont sujets au cisaillement. Les huiles à moteur basées sur le
synthétique ont un indice de viscosité naturellement plus élevé
et nécessitent une plus faible quantité d’améliorants de
viscosité que les huiles de pétrole.
La
protection par temps froid
L’huile
doit commencer à circuler aussitôt que le moteur démarre. Si
l’huile devient trop froide et commence à se solidifier, elle ne
pourra pas circuler et lubrifier le moteur au démarrage, ce qui peut
entraîner la défaillance de roulements à billes et d’autres
composantes importantes.
Le
point d’écoulement est la
température la plus basse à laquelle une huile peut s’écouler et
fournit une indication de la capacité d’une huile à circuler dans
le moteur à basse température. Bien que les techniques modernes de
raffinage arrivent à retirer presque toute la cire présente dans
l’huile de pétrole, il y demeure toujours quelques molécules
apparentées à la cire. Ces molécules sont solubles au-dessus du
point de congélation, mais au-dessous, elles se cristallisent en une
structure semblable à un alvéole et peuvent empêcher la
circulation de l’huile.
Les
dépresseurs de point d’écoulement
maintiennent les cristaux de cire à
une dimension microscopique et les empêchent de s’agglomérer pour
former ces structures en forme d’alvéole. Présents dans les
huiles conçues pour les moteurs fonctionnant dans des climats
froids, ils abaissent la température à laquelle l’huile peut
s’écouler ou circuler.
La
protection contre l’usure
Les
additifs antiusure se fixent aux
surfaces métalliques et forment un film protecteur entre les pièces
mobiles qui sont vulnérables à la friction et à l’usure lors des
démarrages. Bien que le film protecteur n’empêche pas entièrement
les contacts métal contre métal, il réduit leurs effets.
L’oxydation
Les
inhibiteurs d’oxydation limitent
les impacts de l’oxydation. L’oxydation de l’huile produit des
gaz acides et de la boue dans le carter moteur. S’il y a présence
d’eau, on obtient alors de la corrosion.
L’indice
d’alcalinité
La
capacité d’une huile à neutraliser les acides s’exprime par son
indice d’alcalinité
(TBN).
Plus le chiffre est élevé, plus l’huile est capable de
neutraliser une grande quantité de sous-produits acides. Un indice
d’alcalinité élevé est particulièrement important pour les
intervalles de vidange prolongés, comme ceux que permettent les
huiles à moteur synthétiques AMSOIL, car il neutralise de grandes
quantités d’acide pour une période plus longue.
Les
détergents
La
combustion entraîne la formation de dépôts de carbone sur les
pistons, les segments, les soupapes et les parois des cylindres, ce
qui fait augmenter la température du moteur et réduit ses
performances, notamment son économie de carburant. Les additifs
détergents éliminent
ces sous-produits dans l’huile. Les résidus de carbone
s’infiltrent au-delà des segments de piston, se retrouvent dans
l’huile et finissent par bloquer les passages d’huile du moteur.
Les
dispersants
Tandis
que les détergents aident à réduire la quantité de sous-produits
de combustion, les additifs
dispersants maintiennent ces
sous-produits en suspension dans l’huile, ce qui contribue à
prévenir l’accumulation de carbone et la formation de dépôts.
Les particules les plus grosses sont retenues par le filtre à huile.
Les
inhibiteurs de mousse
Lorsque
de minuscules bulles d’air sont fouettées dans l’huile par
l’action interne du moteur, on obtient une mousse huileuse peu apte
à lubrifier ou à refroidir. Les additifs
inhibiteurs de mousse affaiblissent
les bulles d’air, qui finissent par éclater presque immédiatement
après leur formation et permettent à l’huile de continuer à
protéger le moteur.
Le
gonflement des joints
L’huile à
moteur doit être compatible avec les différents matériaux des
joints d’étanchéité. Elle ne doit pas les faire craquer,
rétrécir ou se détériorer. Idéalement, l’huile devrait faire
gonfler légèrement les joints afin d’assurer une étanchéité
optimale.
La
dispersion de la chaleur
Une autre
fonction de l’huile est de refroidir le moteur. Le
radiateur/système antigel est responsable d’environ 60 % du
refroidissement du moteur et couvre seulement sa partie supérieure,
incluant les culasses, les cylindres et les soupapes.
Les 40 %
restants du moteur sont refroidis par l’huile, qui est dirigée
vers les surfaces chaudes de la partie inférieure du moteur,
incluant le carter; les paliers des bielles, de l’arbre à cames et
du vilebrequin; les pignons de distribution et plusieurs autres
composantes.
La chaleur
du moteur provient de la friction des pièces mobiles et de la
combustion de l’essence dans le cylindre. L’huile emporte la
chaleur de ces surfaces chaudes en coulant vers le bas et dissipe la
chaleur dans l’air ambiant lorsqu’elle atteint le carter moteur.
La
lubrification d’un moteur demande une très petite quantité
d’huile comparée à celle qui est requise pour assurer le
refroidissement de ces pièces internes.
