Qu'est-ce qu'un vilebrequin dans une voiture et comment ça marche
 

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Vilebrequin en voiture

Un vilebrequin fait partie du moteur d'une voiture entraîné par un groupe de pistons. Il transfère le couple au volant, qui à son tour fait tourner les engrenages de la transmission. De plus, la rotation est transmise sur les essieux moteurs.

Toutes les voitures sous le capot sont installées moteurs à combustion interne équipé d'un tel mécanisme. Cette pièce est créée spécifiquement pour la marque du moteur, et non pour le modèle de voiture. Pendant le fonctionnement, le vilebrequin est frotté contre les caractéristiques structurelles du moteur à combustion interne dans lequel il est installé. Par conséquent, lorsqu'ils le remplacent, les gardiens prêtent toujours attention au développement des éléments de frottement et pourquoi ils sont apparus.

A quoi ressemble le vilebrequin, où est-il et quels sont les défauts?

 

Structure du vilebrequin

Qu'est-ce qu'un vilebrequin dans une voiture et comment ça marche

Le vilebrequin est installé dans la partie inférieure du moteur directement au-dessus du carter d'huile et se compose de:

  • du col principal - la partie de support de la partie sur laquelle le palier principal du carter est monté;
  • col de bielle - butées pour bielles;
  • joues - connectez tous les journaux de bielle avec les principaux;
  • chaussette - la partie de sortie du vilebrequin, sur laquelle la poulie d'entraînement de la courroie de distribution est montée;
  • tige - la partie opposée de l'arbre sur laquelle le volant est monté, qui entraîne les engrenages de la boîte de vitesses, et le démarreur y est également connecté;
  • contrepoids - servent à maintenir l'équilibre pendant les mouvements alternatifs du groupe de pistons et à soulager la charge de la force centrifuge.

L'axe du vilebrequin est le col principal, et les bielles sont toujours décalées alternativement dans le sens opposé l'une de l'autre. Dans ces éléments, des trous sont faits pour alimenter en huile les roulements.

La manivelle de vilebrequin est une unité composée de deux joues et d'un col de bielle.

 

Auparavant, des modifications de manivelles préfabriquées étaient installées dans les voitures. Aujourd'hui, tous les moteurs sont équipés de vilebrequins intégrés. Ils sont fabriqués en acier à haute résistance par forgeage, puis traitement sur tours. Les options moins coûteuses sont faites de fonte par coulée.

Voici un exemple de création d'un vilebrequin en acier:

3 Tournage de vilebrequin Processus entièrement automatisé

Forme du vilebrequin

La forme du vilebrequin dépend du nombre et de l'emplacement des cylindres, de leur ordre de fonctionnement et des courses effectuées par le groupe cylindre-piston. En fonction de ces facteurs, le vilebrequin peut être avec un nombre différent de tourillons de bielle. Il existe des moteurs dans lesquels la charge de plusieurs bielles agit sur un seul col. Un exemple de telles unités est un moteur à combustion interne en forme de V.

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Cette pièce doit être fabriquée de manière à minimiser au maximum les vibrations lors de la rotation à grande vitesse. Des contrepoids peuvent être utilisés en fonction du nombre de bielles et de l'ordre dans lequel les évasements de vilebrequin sont générés, mais il existe également des modifications sans ces éléments.

Tous les vilebrequins se divisent en deux catégories:

  • Vilebrequins à support complet. Le nombre de tourillons principaux est augmenté de un par rapport à la bielle. Cela est dû au fait que sur les côtés de chaque maneton se trouvent des supports, qui servent également d'axe du mécanisme de manivelle. Ces vilebrequins sont les plus couramment utilisés car le fabricant peut utiliser des matériaux légers, ce qui affecte l'efficacité du moteur.Qu'est-ce qu'un vilebrequin dans une voiture et comment ça marche
  • Vilebrequins sans support complet. Dans de telles parties, il y a moins de journaux principaux que de manivelles. Ces pièces sont constituées de métaux plus durables afin de ne pas se déformer ou se casser pendant la rotation. Cependant, cette conception augmente le poids de l'arbre lui-même. Fondamentalement, ces vilebrequins ont été utilisés dans les moteurs à faible vitesse du siècle dernier.Qu'est-ce qu'un vilebrequin dans une voiture et comment ça marche

La modification du support complet s'est avérée plus légère et plus fiable, elle est donc utilisée dans les moteurs à combustion interne modernes.

 

Comment fonctionne le vilebrequin dans un moteur de voiture

À quoi sert un vilebrequin? Sans cela, le mouvement de la machine est impossible. La partie fonctionne sur le principe du pédalage à vélo. Les moteurs automobiles utilisent à eux seuls plus de bielles.

Le vilebrequin fonctionne comme suit. Le mélange air-carburant s'enflamme dans le cylindre du moteur. L'énergie générée pousse le piston. Dans ce cas, une bielle reliée au vilebrequin est entraînée. Cette pièce effectue un mouvement de rotation constant autour de l'axe du vilebrequin.

Qu'est-ce qu'un vilebrequin dans une voiture et comment ça marche

À ce moment, une autre partie située du côté opposé de l'axe se déplace dans la direction opposée et abaisse le piston suivant dans le cylindre. Le mouvement cyclique de ces éléments conduit à une rotation en douceur du vilebrequin.

Ainsi, le mouvement alternatif est converti en rotation. Le couple est transmis à la poulie de distribution. Le fonctionnement de tous les mécanismes du moteur - une pompe à eau, une pompe à huile, un générateur et d'autres accessoires - dépend de la rotation du vilebrequin.

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Selon la modification du moteur, les manivelles peuvent être comptées de 12 à XNUMX (une par cylindre).

Pour plus de détails sur le principe de fonctionnement du mécanisme de manivelle et les types de modifications, voir la vidéo:

Lubrification des tourillons de vilebrequin et de bielle, principe de fonctionnement et caractéristiques de conceptions différentes

Problèmes possibles de vilebrequin et leurs solutions

Bien que le vilebrequin soit en métal durable, il peut échouer en raison de charges constantes. Cette partie subit des contraintes mécaniques du groupe de pistons (parfois la pression sur une manivelle peut atteindre dix tonnes). De plus, pendant que le moteur tourne, la température à l'intérieur s'élève à plusieurs centaines de degrés.

Voici quelques-unes des causes de pannes du composant du mécanisme de manivelle.

Manivelles à manivelle

Qu'est-ce qu'un vilebrequin dans une voiture et comment ça marche

L'usure des tourillons de bielle est un dysfonctionnement courant, car une force de friction est générée dans cet ensemble sous haute pression. En raison de telles charges sur le métal, des usinages apparaissent qui entravent la libre circulation des roulements. De ce fait, le vilebrequin est chauffé de manière inégale et peut ensuite se déformer.

Ignorer ce problème est lourd non seulement de fortes vibrations dans le moteur. La surchauffe du mécanisme conduit à sa destruction et par une réaction en chaîne - l'ensemble du moteur.

Le problème est éliminé en rectifiant les tourillons de bielle. De plus, leur diamètre diminue. Pour que la taille de ces éléments soit la même sur toutes les manivelles, cette procédure doit être effectuée exclusivement sur des tours professionnels.

Qu'est-ce qu'un vilebrequin dans une voiture et comment ça marche

Étant donné qu'après la procédure, les dégagements techniques de la pièce deviennent plus grands, après le traitement, un insert spécial est installé sur eux pour compenser l'espace formé.

L'éraflure se produit en raison de la faible quantité d'huile dans le carter. La survenue d'un dysfonctionnement est également affectée par la qualité du lubrifiant. Si vous ne changez pas l'huile à temps, elle s'épaissit, ce qui rend la pompe à huile incapable de créer la pression nécessaire dans le système. Un entretien opportun permettra au mécanisme de manivelle de fonctionner pendant longtemps.

Crank Dowel Slice

Qu'est-ce qu'un vilebrequin dans une voiture et comment ça marche

La clé du mécanisme de manivelle vous permet de transférer le couple de l'arbre à la poulie d'entraînement. Ces deux éléments sont équipés de rainures dans lesquelles un coin spécial est inséré. En raison d'un matériau de mauvaise qualité et d'une charge élevée, cette pièce peut être coupée dans de rares cas (par exemple, lorsque le moteur est coincé).

Si les rainures de la poulie et du vilebrequin ne sont pas cassées, remplacez simplement cette clé. Dans les moteurs plus anciens, cette procédure peut ne pas apporter le résultat souhaité en raison du jeu du joint. Par conséquent, le seul moyen de sortir de la situation est de remplacer ces pièces par de nouvelles.

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Usure des trous de bride

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Une bride avec plusieurs trous pour connecter le volant est fixée sur la tige du vilebrequin. Au fil du temps, ces nids peuvent se briser. Ces dysfonctionnements sont classés comme usure par fatigue.

En raison du fonctionnement du mécanisme sous de lourdes charges, des microfissures se forment dans les pièces métalliques, en raison desquelles des dépressions uniques ou groupées se forment sur les joints.

Le dysfonctionnement est éliminé en perçant des trous pour des boulons de plus grand diamètre. Cette manipulation doit être effectuée à la fois avec la bride et le volant.

Fuite de boîte à garniture

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Deux joints d'huile sont installés sur les cols de l'arbre principal (un de chaque côté). Ils empêchent l'huile de s'échapper sous les paliers principaux. Si de la graisse pénètre sur les courroies de distribution, cela réduit considérablement leur durée de vie.

Une fuite de joint d'huile peut se produire pour les raisons suivantes.

  1. Vibrations du vilebrequin. Dans ce cas, la partie interne de la glande s'use et ne s'adapte pas parfaitement contre le cou.
  2. Long temps d'arrêt dans le froid. Si la voiture reste longtemps dans la rue, le joint d'huile sèche et perd son élasticité. Et à cause du gel, il fait du doublage.
  3. La qualité du matériel. Les détails du budget ont toujours une faible ressource de travail.
  4. Erreur d'installation. La plupart des mécaniciens installent à l'aide d'un marteau, bourrant soigneusement un joint d'huile sur l'arbre. Pour que la pièce fonctionne plus longtemps, le fabricant recommande d'utiliser l'outil conçu pour cette procédure (mandrin pour roulements et joints).

Le plus souvent, les joints d'huile s'usent en même temps. Cependant, s'il est nécessaire de remplacer un seul, le second doit être modifié.

Dysfonctionnement du capteur de vilebrequin

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Ce capteur électromagnétique est monté sur le moteur pour synchroniser le fonctionnement de l'injecteur et des systèmes d'allumage. S'il est défectueux, le moteur ne peut pas être démarré.

Le capteur de vilebrequin détecte la position des manivelles au point mort du premier cylindre. Sur la base de ce paramètre, l'unité de commande électronique du véhicule détermine le moment d'injection de carburant dans chaque cylindre et l'alimentation d'étincelle. Tant qu'une impulsion n'est pas reçue du capteur, aucune étincelle ne se forme.

Si ce capteur tombe en panne, le problème est résolu en le remplaçant. Choisissez simplement le modèle qui est conçu pour ce type de moteur, sinon les paramètres de la position du vilebrequin ne correspondront pas à la réalité et le moteur à combustion interne ne fonctionnera pas correctement.

Pour plus d'informations sur le fonctionnement du DPKV et le diagnostic de ses dysfonctionnements, voir la vidéo:

Capteurs de vilebrequin et d'arbre à cames: principe de fonctionnement, dysfonctionnements et méthodes de diagnostic. Partie 11
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