Le graphite est une structure cristalline spécifique du carbone existant sous forme naturelle ou synthétique.

       

Les plaquettes de graphite ont une structure très proche du diamant, d’ou leur résistance au températures élevées ainsi qu’aux fortes charges. La multitude de plaquettes parfaitement lisses sont capables de glisser l’une sur l’autre comme le ferait un jeux de cartes.

Grâce à ces propriétés, des coefficients de friction très faibles peuvent être obtenus même sous de très fortes charges. La plus grande particularité des lubrifiants solides est qu’ils sont capables de lubrifier la ou une huile (graisse) n’est plus capable d’assurer une bonne lubrification. Lors que le filme d’huile ne feras plus que moins d’un micron, les lamelles de graphite vont pouvoir s’interposer entre les surfaces métalliques pour ainsi réduire les frottements et par conséquence l’usure.

Cette situation peut se présenter plus particulièrement dans les circonstances suivantes :

• démarrage à froid
• régimes élevés combinés à de faibles charges (vibrations)
• lubrifiant trop fluide
• fortes charges à faible vitesse
• conduite saccadée
• moteur tournant au ralenti pendant de longues périodes et sans charge

Le graphite ne protège pas uniquement les pièces mécaniques dans des conditions extrêmes, certains points cruciaux dans un moteur sont très difficiles à lubrifier, par exemple le système de distribution.

• L’arbre à cames, tournant à une vitesse relativement basse ( ½ régime moteur) et qui exerce de très grandes pressions sur les poussoirs ou les culbuteurs est un des éléments les plus exposés à l’usure. Les huiles modernes contiennent des additifs extrêmes pressions efficaces, mais l’inconvénient de ces additifs EP réside dans leur manière de fonctionner. Ces additifs vont assurer une usure plus contrôlée et ils ne vont donc pas réduire les frictions dans ces conditions extrêmes. Le graphite lui va alors éviter le contact métal/métal pour ainsi diminuer les frottements et l’usure.
• La plus grande partie des frictions internes dans un moteur est due au frottement des pistons et segments dans le cylindre. Pour pouvoir assurer une lubrification hydrodynamique correcte, une vitesse relative minimale entre les pièces concernées est requise et c’est la que se situe le problème. A chaque point mort haut et chaque point mort bas la vitesse du piston retombe à zéro. Le point mort haut est l’endroit le plus critique, la température y est très élevée et les gazes en pleine expansion poussent les segments contre le cylindre. Résistant à des températures jusqu’à 1000 °C (tête du piston 600°C) et des pressions jusqu’à 3000 N/mm² c’est la que le graphite va offrir une protection remarquable contre l’usure.

La conduite en cycle urbain

Les conditions de fonctionnement d’un moteur lors de la conduite en ville sont mauvaises ; accélérations et décélérations fréquentes, conduite saccadée, températures élevées etc…

De plus en plus de véhicules parcourent la majorité des kilomètres parcourus en cycle urbain. Etant donné que les avantages du graphite sont les plus prononcés dans ces conditions difficiles, son utilisation est d’autant plus conseillée vu l’état du trafic routier actuel.

Le rodage au graphite

Examinée au microscope, la surface d’une pièce métallique ’parfaitement’ lisse se révèle être un ensemble de crêtes et de vallées. Lors de l’assemblage de deux pièces l’aire de contact des deux pièces n’est donc qu’une fraction de la surface effective.

Le but du rodage d’un mécanisme neuf est de réaliser par usure des surfaces frottantes la meilleure adaptation réciproque possible des pièces en mouvement. Ceci afin d’optimaliser les aires de portée pour procurer un frottement et une usure minimale. La mise en mouvement des pièces neuves, il se produit une réelle abrasion des crêtes ainsi qu’un fluage du métal. Cependant la quantité de métal flué est insuffisant pour combler la quantité de métal arraché. Le résultat est qu’après le rodage, les pièces se trouvent avec un jeu idéal augmenté d’une valeur importante par rapport à celui fixé initialement.

C’est la ou le graphite va faire la différence, il va s’incruster dans les vallées ce qui va permettre d’agrandir la surface de contact. L’optimalisation de cette surface de contact va diminuer la pression au cm2 ce qui diminue considérablement l’usure. Le jeux final entre les deux pièces va alors en être réduit.