Le bloc-cylindres du moteur est la structure du moteur, autour de laquelle tous les autres composants sont assemblés de la même manière qu'un faux-châssis est assemblé autour d'un châssis de camion. Le bloc-cylindres abrite les cylindres du moteur et le carter moteur. Les moteurs diesel nord-américains-sur route moyens et lourds-utilisent tous des configurations de cylindres de type-en ligne ou en V-, qui nécessitent un seul vilebrequin et utilisent donc une pièce moulée monolithique pour le bloc-cylindres. Dans tous ces moteurs, le bloc-cylindres est constitué de divers alliages de fonte. Bien que le carter d'huile puisse être en aluminium, en composites ou même en plastique, en raison des forces subies par les moteurs diesel, les alliages à base de fer -sont souvent plus adaptés au matériau du bloc-cylindres que les alliages à base d'aluminium-. Actuellement, lorsque des blocs-cylindres en alliage d'aluminium sont utilisés, les chemises de cylindre doivent être traitées avec un procédé de revêtement à arc transféré par plasma. Bien que cette situation puisse changer, actuellement, lorsque les moteurs diesel utilisent des blocs-cylindres en alliage d'aluminium, ils sont généralement utilisés dans des applications non-commerciales de petit alésage-.
Pour réduire le poids et améliorer la résistance, la plupart des blocs-cylindres de moteur ont été coulés avec des alliages ces dernières années, et des procédés spéciaux sont souvent utilisés, généralement en combinaison avec une technologie de revêtement de surface pour les alésages des cylindres. La figure 9-1 montre le bloc-cylindres dénudé utilisé dans le moteur MaxxForce 13 : ce moteur adopte une structure de bloc-cylindres en fonte à graphite compacté (CGI) pour augmenter la résistance et réduire le poids.
Figure 9–1 Bloc-cylindres en fonte à graphite compacté Navistar MaxxForce 13 (CGI).
Ces dernières années, à la recherche de moteurs plus légers, plus solides et plus durables, l’alliage des blocs-cylindres a augmenté. Le bloc-cylindres doit généralement résister aux forces suivantes :
Torsion de couple
Pression du cylindre
Choc thermique
La torsion du couple se produit lorsque la force de torsion du vilebrequin est ancrée par le bloc-cylindres. Le bloc-cylindres peut être soumis à des effets de torsion de couple provenant de l'extrémité d'entrée ou de sortie du vilebrequin. Cela signifie que la situation peut se produire à une pression élevée dans les cylindres ou, à l'inverse, être générée par le système de transmission. Une pression excessive dans les cylindres, en particulier dans les petits moteurs sans chemises de cylindre, peut entraîner une panne. Un choc thermique se produit lorsqu'un bloc-cylindres chaud est soudainement refroidi, par exemple lorsqu'il est rincé à l'eau froide dans une baie de nettoyage. La torsion du couple est plus susceptible d'être un facteur de dommages sur les modèles récents de bloc-cylindres légers. Les méthodes suivantes sont utilisées pour contrôler le couple de torsion du bloc-cylindres :
Plaques de raidissement : Boulonnées sur la bride en bas du bloc-cylindres pour augmenter la rigidité.
Boulons de support : Boulons qui traversent latéralement le bloc-cylindres et sont vissés dans les chapeaux de palier principaux.
Carter d'huile coulé à haut module de section : Boulonné sur la bride de carter du bloc-cylindres et sur le carter de volant moteur.