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

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Vilebrequin dans une voiture

Un vilebrequin est une pièce d'un moteur de voiture qui est entraînée par un groupe de pistons. Il transfère le couple au volant, qui à son tour fait tourner les engrenages de transmission. En outre, la rotation est transmise aux arbres d'essieu des roues motrices.

Toutes les voitures sous le capot desquelles 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, lors du remplacement, les gardiens font toujours attention au développement des éléments de frottement et à leur apparition.

À quoi ressemble le vilebrequin, où se trouve-t-il et quels sont les dysfonctionnements?

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:

  • tourillon principal - la partie de support de la pièce sur laquelle le palier principal du carter du moteur est installé;
  • tourillon de bielle - butées pour bielles;
  • joues - connectez tous les journaux de bielle avec les principaux;
  • orteil - la partie de sortie du vilebrequin, sur laquelle la poulie de l'entraînement du mécanisme de distribution de gaz (distribution) est fixée;
  • tige - la partie opposée de l'arbre, à laquelle le volant est fixé, qui entraîne les engrenages de la boîte de vitesses, 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.

Les tourillons principaux sont l'axe du vilebrequin et les bielles sont toujours déplacées alternativement dans le sens opposé les unes des autres. Des trous sont réalisés dans ces éléments pour fournir de l'huile aux roulements.

Une manivelle de vilebrequin est un ensemble composé de deux joues et d'un tourillon de bielle.

Auparavant, des modifications préfabriquées des manivelles étaient installées dans les voitures. Tous les moteurs sont aujourd'hui équipés de vilebrequins monoblocs. Ils sont fabriqués en acier à haute résistance par forgeage puis tournage sur des tours. Des options moins coûteuses sont fabriquées à partir de fonte par moulage.

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

3 Rectification du 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.

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, il y a 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 un vilebrequin dans un moteur de voiture

A quoi sert un vilebrequin? Le mouvement de la voiture est impossible sans lui. La pièce fonctionne sur le principe de la rotation des pédales de vélo. Seuls les moteurs de voiture utilisent plus de bielles.

Le vilebrequin fonctionne comme suit. Un mélange air-carburant s'enflamme dans le cylindre du moteur. L'énergie générée pousse le piston vers l'extérieur. Cela met en mouvement une bielle reliée à la manivelle du vilebrequin. 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

A ce moment, une autre pièce, située sur la partie opposée de l'axe, se déplace dans le sens opposé et abaisse le piston suivant dans le cylindre. Le mouvement cyclique de ces éléments conduit à une rotation uniforme du vilebrequin.

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

En fonction de la modification du moteur, il peut y avoir de un à 12 manivelles (une par cylindre).

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

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

Problèmes et solutions possibles au vilebrequin

Bien que le vilebrequin soit en métal durable, il peut tomber en panne en raison d'une contrainte constante. Cette pièce est soumise à des contraintes mécaniques du groupe piston (parfois la pression sur une manivelle peut atteindre dix tonnes). De plus, lors du fonctionnement du moteur, la température à l'intérieur de celui-ci s'élève à plusieurs centaines de degrés.

Voici quelques-unes des raisons de la défaillance du composant du mécanisme de manivelle.

Bully de manivelles d'une 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 frottement se forme dans cette unité à haute pression. À la suite de telles charges, des travaux apparaissent sur le métal, ce qui entrave la libre circulation des roulements. De ce fait, le vilebrequin chauffe de manière inégale et peut ensuite se déformer.

Ignorer ce problème n'est pas seulement source de fortes vibrations dans le moteur. Une surchauffe du mécanisme entraîne sa destruction et, dans une réaction en chaîne, l'ensemble du moteur.

Le problème est résolu en rectifiant les tourillons de bielle. Dans le même temps, leur diamètre diminue. Pour s'assurer que la taille de ces éléments est 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 espaces techniques de la pièce deviennent plus grands, après le traitement, un insert spécial est installé dessus pour compenser l'espace résultant.

Un grippage se produit en raison d'un niveau d'huile bas dans le carter du moteur. De plus, la qualité du lubrifiant affecte la survenue d'un dysfonctionnement. Si l'huile n'est pas changée à temps, elle s'épaissit, à partir de laquelle la pompe à huile ne peut pas créer la pression requise dans le système. Un entretien en temps opportun permettra au mécanisme de manivelle de fonctionner pendant longtemps.

Coupe clé à manivelle

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La clé de manivelle 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 de matériaux de mauvaise qualité et d'une forte charge, cette pièce peut dans de rares cas être coupée (par exemple, lorsque le moteur est bloqué).

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

Usure du trou de bride

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Une bride avec plusieurs trous pour connecter un volant est fixée à la tige du vilebrequin. Au fil du temps, ces nids peuvent se briser. Ces défauts sont classés en tant qu'usure par fatigue.

En raison du fonctionnement du mécanisme sous de lourdes charges, des microfissures se forment dans les pièces métalliques, ce qui entraîne la formation de dépressions uniques ou groupées sur les joints.

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

Fuite sous le joint d'huile

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Deux joints d'huile sont installés sur les tourillons principaux de l'arbre (un de chaque côté). Ils empêchent les fuites d'huile sous les roulements principaux. Si de la graisse pénètre sur les courroies de distribution, cela réduira considérablement leur durée de vie.

Des fuites de joint d'huile peuvent apparaître pour les raisons suivantes.

  1. Vibration du vilebrequin. Dans ce cas, l'intérieur de la boîte à garniture s'use et il ne s'adapte pas parfaitement au cou.
  2. Longue pause dans le froid. Si la machine reste longtemps dans la rue, le joint d'huile sèche et perd de son élasticité. Et à cause du gel, il double.
  3. La qualité du matériel. Les pièces bon marché ont toujours une durée de vie réduite.
  4. Erreur d'installation. La plupart des mécaniciens installeront avec un marteau, poussant doucement le joint d'huile sur l'arbre. Pour que la pièce fonctionne plus longtemps, le fabricant recommande d'utiliser un outil conçu pour cette procédure (un mandrin pour roulements et joints).

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

Dysfonctionnement du capteur de vilebrequin

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Ce capteur électromagnétique est installé sur le moteur pour synchroniser le fonctionnement de l'injecteur et du système d'allumage. S'il est défectueux, le moteur ne peut pas démarrer.

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 de l'injection de carburant dans chaque cylindre et la fourniture d'une étincelle. Jusqu'à ce qu'une impulsion soit reçue du capteur, une étincelle n'est pas générée.

Si ce capteur tombe en panne, le problème est résolu en le remplaçant. Seul le modèle qui a été développé pour ce type de moteur doit être sélectionné, 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 de détails sur la fonction 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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