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Ce document est associé à un article précédent qui traite des symptômes pour détecter lorsqu’un support moteur flexible d’un moteur marin doit être remplacé.
Sur cet article, nous mettons plus de poids sur la raison et le processus de dégradation du composé élastomère dans les silentblocs moteur marins. Sachant comment et pourquoi les silentblocs des propriétés élastiques des silentblocs moteur se dégradent, nous croyons que cet article peut aider les propriétaires des bateaux à savoir quelles seraient les bonnes pratiques pour prolonger la durée de vie des silentblocs moteur marin.
Cet article est applicable pour tous types de moteurs marins, peu importe la marque Yanmar, Volvo, Mercury, Beta marine ou d’autres marques. Le processus de dégradation sur l’élastomère se produit sur un type de silentblocs moteur marin de type LL de la même manière, quelle que soit la marque ou le modèle du moteur.
Selon la mécanique interne des élastomères, le type de caoutchouc est indifférent même la dureté, la couleur, etc. tous ces élastomères sont composés de chaînes polymères. Le terme polymère vient du grec « poly » qui signifie beaucoup et « mer » qui signifie partie. Le caoutchouc naturel ainsi que d’autres composés de caoutchouc est un polymère, une longue molécule semblable à une chaîne qui contient dessous-unités répétitif.
Selon la mécanique interne des élastomères, le type de caoutchouc est indifférent même la dureté, la couleur, etc. tous ces élastomères sont composés de chaînes polymères. Le terme polymère vient du grec « poly » qui signifie beaucoup et « mer » qui signifie partie. Le caoutchouc naturel ainsi que d’autres composés de caoutchouc est un polymère, une longue molécule semblable à une chaîne qui contient dessous-unités répétitif.
Il est possible d’utiliser l’analogie d’une plaque de spaghettis enchevêtrés représentant une masse polymère. Les spaghettis individuels représentent une chaîne polymère unique. La largeur de la longue chaîne permet l’intrication. Avec la découverte de la vulcanisation, une structure pourrait être formée avec des liaisons soufrés reliant des chaînes polymères individuelles dans un réseau en 3 dimensions.
Les chaînes ont maintenant une extensibilité qui permet le silentbloc en tension une rétraction lors de la libération d’un effort. Notre analogie avec les spaghettis vient de passer de stands de spaghettis non connectés à une structure de filet de pêche comme dans le caoutchouc vulcanisé.
Les vibrations sur un moteur marin Yanmar peuvent se produire pour plusieurs origines ou raisons comme, le déséquilibre du moteur Yanmar, les conditions de mer, et l’amplification due à la résonance avec la fréquence de rotation du moteur, aussi le désalignement de l’hélice ou d’une combinaison de ceux-ci.
Les vibrations créent des contraintes-déformations sur le caoutchouc comme on peut le voir sur la vidéo d’essai de fatigue ci-dessous.
Cette contrainte-déformation créent une tension sur les chaînes polymères. La tension sur le système est indiquée sur l’image MEF ci-dessous.
Tout au long des années, les chaînes polymères sont soumises à de nombreux cycles de contrainte-déformation. Les chaînes polymères se briseront proportionnellement au nombre de cycles.
Sur la figure 3, il est représenté un tableau de charge par rapport à la déviation de deux silentblocs moteur marin, l’un étant flambant neuf et l’autre étant utilisé. Comme indiqué ci-dessus, les contraintes causées par des charges dynamiques et des vibrations sur l’élastomère, font que les chaînes polymères se brisent. D’ailleurs, le silentbloc moteur marin avec l’ancienneté, montre une quantité plus faible de chaînes polymères pour résister à la même charge. Cela touche à la déviation du silentbloc. Comme peut-on le voir, la déviation du silentbloc moteur marin passe de S1 à S2. En effet, les chaînes polymères restantes ont résisté autant qu’elles le pouvaient, mais évidemment elles se déforment davantage.
Du point de vue de l’isolation, nous devons comprendre que la raideur des silentblocs flexibles du moteur Yanmar joue un rôle clé sur l’isolation. Qu’est-ce que c’est la raideur ? La raideur est la proportion entre la force et le déplacement. C’est-à-dire la quantité de force nécessaire pour fournir un déplacement ou une déviation donnée. La raideur est représentée par une ligne brune pointillée, montrant la proportion ou la pente de la courbe à une force d’abandon (F1). La raideur 0 est ceux du silentbloc et la raideur 1 est ceux du silentbloc utilisé. Comme vous pouvez le voir, la raideur du silentbloc utilisé est plus élevée que la nouvelle.
Il joue un rôle majeur sur l’isolement du moteur Yanmar. Il détermine la fréquence de résonance du système. Plus la raideur de la suspension est élevée, plus la fréquence naturelle est élevée, donc l’isolement sera faible.
From an isolation point of view we need to understand that the stiffness of the flexible engine mounts plays a key role on the isolation. But what is the stiffness? The stiffness is the proportion between force and displacement. This is to say, the amount of force that is needed to provide a given displacement or deflection. The stiffness is represented with a dotted brown line, showing the proportion or slope of the curve at a give force (F1). The stiffness 0 is the stiffness of the new mount and the stiffness 1 is the stiffness of the used mount. Stiffness of the used mount is higher as the new one.
The stiffness plays a major role on the isolation of the engine. It determines the resonant frequency of the system. The higher is the stiffness of the suspension the higher the natural frequency, so lower will the isolation be.
Ainsi, en d’autres termes, même si le moteur Yanmar bouge plus et que le système montre plus d’élasticité, on pourrait penser que le moteur est mieux isolé contre les vibrations, mais c’est exactement le contraire. Les vibrations sont ressenties plus haut que jamais.
Comme le système est plus élastique, les mauvais alignements de l’arbre sont plus prononcés. La vidéo ci-dessous montre une comparaison entre les silentblocs utilisés vs nouveaux.
La dégradation des élastomères se produit dans tous les silentblocs moteurs marins, leur dégradation dépend directement des cycles de charge et de leur ampleur. La dégradation provient de la perte de chaînes polymères. Plus les chaînes polymères que nous avons sur le silentbloc sont basses, plus le système sera élastique. Plus le moteur marin Yanmar est élastique, plus le mouvement montrera le moteur, en dehors des arbres de flexion et des bruits indésirables, ce qui va à entraîner une contrainte plus élevée sur les silentblocs, ce qui va conduire à briser les chaînes polymères restantes. Pour conclure, créer une dégradation auto-alimentaire.
