Qu'est-ce qu'un volant moteur automobile ?
Le volant d'inertie est une pièce en forme de disque présentant une inertie de rotation très élevée. Son rôle est similaire à celui d'un dispositif de stockage d'énergie. Dans un moteur à quatre temps, chaque série de quatre courses de piston génère de la puissance ; seule la course motrice produit un travail, tandis que les courses d'échappement, d'admission et de compression consomment de l'énergie. Par conséquent, le couple délivré par le vilebrequin varie périodiquement et la vitesse de rotation de ce dernier est instable. Pour pallier ce problème, un volant d'inertie est installé à l'extrémité arrière du vilebrequin.
Du côté du vilebrequin où se trouve la sortie de puissance, c'est-à-dire le côté relié à la transmission et aux organes de travail, le volant d'inertie a pour fonction principale d'emmagasiner l'énergie et l'inertie en dehors de la phase de combustion du moteur. Pour un moteur à quatre temps, seule la phase de combustion exploite l'énergie stockée dans le volant d'inertie.
Le volant d'inertie possède une forte inertie de rotation. Du fait de la production d'énergie discontinue de chaque cylindre du moteur, le régime moteur est également variable. Lorsque le régime moteur augmente, l'énergie cinétique du volant d'inertie augmente et emmagasine de l'énergie ; lorsque le régime moteur diminue, l'énergie cinétique du volant d'inertie diminue et de l'énergie est restituée. Le volant d'inertie permet ainsi de réduire les fluctuations de régime pendant le fonctionnement du moteur.
Installé à l'extrémité arrière du vilebrequin, le capteur d'inertie, grâce à son inertie de rotation, stocke l'énergie du moteur, compense la résistance des autres composants et assure une rotation régulière du vilebrequin. Il relie le moteur à la transmission, via l'embrayage monté sur le volant moteur, et s'enclenche avec le démarreur pour faciliter le démarrage du moteur. Il intègre également les capteurs de position et de vitesse du vilebrequin.
Lors de la phase de combustion, l'énergie transmise par le moteur au vilebrequin, outre sa restitution à l'extérieur, est en partie absorbée par le volant moteur, ce qui limite l'augmentation de la vitesse du vilebrequin. Lors des phases d'échappement, d'admission et de compression, le volant moteur restitue l'énergie emmagasinée pour compenser le travail consommé par ces trois phases, maintenant ainsi une vitesse de vilebrequin stable.
De plus, le volant moteur remplit les fonctions suivantes : il constitue la partie active de l’embrayage à friction ; sa jante comporte une couronne dentée servant au démarrage du moteur ; il comporte également un repère supérieur permettant de calibrer l’avance à l’allumage ou le calage de l’injection de carburant, et de régler le jeu aux soupapes.
Les principaux problèmes liés à l'endommagement du volant moteur se manifestent par des vibrations et un bruit anormal du moteur, des difficultés de démarrage, un déséquilibre de la transmission lors des changements de vitesse, des difficultés à passer les vitesses et un patinage ou un désengagement incomplet de l'embrayage.
Démarrage et fonctionnement anormal du moteur
Difficultés de démarrage et bruits anormaux : au démarrage, un bruit de frottement métallique ou de cliquetis d'engrenage se fait entendre. Dans les cas les plus graves, plusieurs tentatives peuvent être nécessaires. Ceci est généralement dû à l'usure de la couronne dentée du volant moteur, empêchant ainsi l'engrènement correct du pignon du démarreur. Si l'usure de la couronne dépasse quatre dents, le volant moteur doit généralement être remplacé.
Vibrations et bruits anormaux à l'accélération : au ralenti, le volant et la carrosserie présentent des vibrations continues. Ces vibrations diminuent sensiblement lorsqu'on appuie sur la pédale d'embrayage. Il s'agit d'une caractéristique typique d'un défaut d'équilibrage dynamique du volant moteur. En roulant, des craquements métalliques peuvent se faire entendre, et les bruits anormaux s'intensifient lors des accélérations brusques.
Déclin de la transmission de puissance et des performances de conduite
Retard à l'accélération et manque de puissance : lors de l'accélération, le régime moteur augmente mais la vitesse du véhicule n'augmente pas rapidement, donnant l'impression de « trembler sans avancer ». La carrosserie vibre fortement au démarrage à basse vitesse. Ceci est dû à l'usure de la surface du volant moteur ou à la défaillance du ressort d'amortisseur, ce qui affecte l'efficacité de la transmission de puissance.
Augmentation anormale de la consommation de carburant et baisse des performances : la consommation de carburant peut augmenter de 10 à 15 %, la vitesse maximale peut diminuer de 15 à 20 km/h et la capacité de franchissement de pente peut diminuer de 40 %. Les véhicules à transmission automatique peuvent présenter des délais ou des à-coups lors des changements de vitesse.
défauts de fonctionnement de l'embrayage et de la transmission
Patinage de l'embrayage : Au démarrage en première, le relâchement de la pédale d'embrayage empêche le démarrage du véhicule ou rend celui-ci difficile à réaliser ; à l'accélération, la vitesse du véhicule n'augmente pas au même rythme que le régime moteur, donnant une impression de manque de puissance ; dans les cas les plus graves, une odeur de brûlé ou de la fumée peuvent se dégager. Embrayage partiellement débrayé et bruits anormaux : Même lorsque la pédale d'embrayage est enfoncée à fond, la puissance n'est pas complètement coupée, ce qui entraîne des difficultés à changer de vitesse, des bruits de cliquetis ou une impossibilité de freiner ; en enfonçant légèrement la pédale, un cliquetis continu peut se faire entendre.
Déséquilibre de la transmission : il se manifeste par des passages de vitesses difficiles, des à-coups ou des bruits anormaux lors du semi-engagement. Un faux-rond de la face d'extrémité du volant moteur supérieur à 0,2 mm empêche le débrayage complet, ce qui perturbe le fonctionnement de la transmission.
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