Quel matériau de joint d’étanchéité à l’huile doit être utilisé dans un moteur ?

Pour de nombreuses applications conventionnelles de moteurs, le NBR constitue un matériau pratique pour les joints d’étanchéité à l’huile, à condition que la température de fonctionnement, le lubrifiant et les conditions environnantes restent dans sa plage d’utilisation. Lorsque le point d’étanchéité est exposé à des températures plus élevées, à des fluides exigeants ou à des conditions dépassant la plage normale du NBR, on envisage souvent le FKM à la place. Le choix approprié dépend de l’emplacement réel du joint et des conditions de fonctionnement, et non pas uniquement du terme « moteur ».

Un moteur comporte plusieurs points d’étanchéité, qui ne sont pas tous soumis au même environnement.

Commencez par la température au niveau du joint

La température autour d’un joint d’étanchéité à l’huile n’est pas nécessairement identique à la température globale de fonctionnement du moteur.

Un joint placé à proximité d’une zone relativement fraîche peut subir des conditions très différentes de celles d’un joint installé à proximité d’un arbre rotatif chaud ou d’une autre pièce fortement génératrice de chaleur.

Lorsque la température augmente, les propriétés du caoutchouc peuvent changer. Le matériau peut devenir plus dur, plus mou, moins élastique ou plus sensible au vieillissement, selon sa formulation et sa durée d’exposition.

C’est l’une des raisons pour lesquelles le FKM est souvent choisi pour des applications exigeantes d’étanchéité à haute température. Par exemple, des joints rotatifs commerciaux sont disponibles à la fois en NBR et en FKM, selon l’environnement de fonctionnement requis.

La question essentielle n’est donc pas simplement :

« S’agit-il d’un moteur ? »

Une question plus pertinente est :

« À quelle température le joint est-il réellement soumis pendant un fonctionnement continu ? »

Le NBR constitue souvent un point de départ judicieux

Le NBR est largement utilisé dans les joints d’étanchéité classiques en raison de son bon équilibre entre résistance aux huiles, propriétés mécaniques, élasticité et facilité de fabrication.

Pour les moteurs fonctionnant avec des lubrifiants conventionnels et des températures d’étanchéité modérées, le NBR peut offrir une combinaison adéquate de performance d’étanchéité et de durabilité.

Ceci est une des raisons pour lesquelles les catalogues standard de joints à lèvres radiaux indiquent couramment le NBR comme option de matériau de base.

Toutefois, choisir le NBR uniquement parce qu’il est courant ne suffit pas. Le type d’huile, la température, la vitesse de l’arbre, la pression et les conditions d’utilisation prévues doivent encore être prises en compte.

Lorsque le FKM devient plus pertinent

Le FKM est souvent envisagé lorsque l’application exige davantage de résistance à la température, de compatibilité avec les fluides ou de tenue à long terme dans des conditions de fonctionnement sévères.

Pour un moteur, cela peut devenir pertinent lorsque le joint à lèvres est positionné à proximité d’une zone à haute température ou lorsque les conditions environnantes dépassent ce que peut supporter un composé NBR conventionnel.

Mais le FKM n’est pas automatiquement la bonne réponse simplement parce qu’il s’agit d’un matériau de qualité supérieure. La sélection du matériau doit toujours tenir compte de l’ensemble de l’application.

Un composé de joint doit fonctionner simultanément avec le lubrifiant, la vitesse de l’arbre, la plage de températures, la pression et la conception mécanique.

La vitesse de l’arbre importe également

Un joint d'étanchéité de moteur n’est pas un joint statique.

La lèvre d’étanchéité interagit en continu avec un arbre en rotation. À mesure que la vitesse de rotation augmente, la chaleur générée par frottement et le mouvement de la lèvre deviennent plus importants.

La conception de la lèvre est donc tout aussi importante que la composition du caoutchouc. Un matériau adapté associé à une conception inadaptée de la lèvre peut tout de même entraîner des performances d’étanchéité médiocres.

Les joints tournants radiaux sont spécifiquement conçus pour tenir compte de cette relation dynamique entre l’arbre et la lèvre d’étanchéité.

Le matériau ne constitue qu’une partie de la solution

Lors du choix d’un joint d’étanchéité pour moteur, il est tentant de se concentrer uniquement sur le choix entre NBR et FKM. En réalité, plusieurs variables doivent être évaluées conjointement :

Température de fonctionnement au niveau du joint

Compatibilité avec l’huile moteur et les fluides

Diamètre de l’arbre et vitesse de rotation

État de surface de l’arbre

Pression possible

Exposition à la poussière ou à l’humidité

Espace d'installation disponible

Conditions de service prévues

Le même modèle de moteur peut même utiliser des constructions d’étanchéité différentes à des positions différentes.

Ainsi, si l’application est un arbre tournant lubrifié à l’huile conventionnelle fonctionnant dans une plage de température modérée, le NBR peut constituer un choix approprié. Si l’environnement d’étanchéité devient plus chaud ou plus exigeant sur le plan chimique, il convient d’envisager le FKM.

Le meilleur matériau pour les joints d’étanchéité d’huile moteur est donc celui qui correspond réellement à l’environnement d’étanchéité, et non pas simplement celui qui possède la cote de température la plus élevée.