Quel est le rôle du volant moteur d'une voiture ?
Une pièce en forme de disque, dotée d'une forte inertie de rotation, joue le rôle d'un dispositif de stockage d'énergie. Dans un moteur à quatre temps, chaque cycle de piston génère de la puissance ; seuls les temps moteurs produisent le travail, tandis que les temps d'échappement, d'admission et de compression consomment de l'énergie. Le volant d'inertie se situe à l'extrémité du vilebrequin où se trouve la sortie de puissance, c'est-à-dire du côté relié à la transmission et à l'équipement. Sa fonction principale est de stocker l'énergie et l'inertie en dehors des temps moteurs. Dans un moteur à quatre temps, seul le temps moteur absorbe l'énergie stockée dans le volant d'inertie.
Le volant moteur possède une forte inertie de rotation. Du fait de la production d'énergie discontinue de chaque cylindre, le régime moteur est variable. Lorsque le régime moteur augmente, l'énergie cinétique du volant moteur augmente et est stockée ; lorsque le régime moteur diminue, l'énergie cinétique du volant moteur diminue et est libérée. La fonction principale du volant moteur est d'atténuer les fluctuations de régime pendant le fonctionnement du moteur.
Installé à l'extrémité arrière du vilebrequin, le rotor, grâce à son inertie de rotation, stocke l'énergie du moteur, compense la résistance des autres composants et assure une rotation régulière du vilebrequin. L'embrayage, fixé sur le volant moteur, relie le moteur à la boîte de vitesses. Il actionne le démarreur pour faciliter le démarrage du moteur. Enfin, il intègre 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, limitant ainsi l'augmentation de la vitesse de rotation du vilebrequin. Lors des phases d'échappement, d'admission et de compression, le volant moteur restitue son énergie emmagasinée pour compenser le travail consommé par ces trois phases, maintenant ainsi la vitesse de rotation du vilebrequin à un niveau acceptable.
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 symptômes d'un volant moteur endommagé dans une voiture sont les suivants : vibrations du moteur, bruits anormaux, difficultés de démarrage, déséquilibre de la transmission, difficultés à changer de vitesse, patinage ou désengagement incomplet de l'embrayage, et bruits ou vibrations anormaux de l'embrayage.
Difficultés de démarrage et anomalie du ralenti :
Un bruit anormal et un crissement de frottement métallique au démarrage, ou un claquement métallique important, et plusieurs tentatives de démarrage infructueuses : ceci est généralement dû à l’usure ou à la déformation de la couronne dentée du volant moteur, empêchant ainsi le pignon du démarreur de s’engrener correctement. Lorsque l’endommagement de la couronne dentée dépasse quatre dents, le volant moteur doit être remplacé.
Vibrations au ralenti : des vibrations continues se font sentir dans le volant ou la carrosserie au ralenti, et s’atténuent lorsqu’on appuie sur l’embrayage. Ce phénomène est caractéristique d’un déséquilibre dynamique du volant moteur, qui perturbe la rotation régulière du vilebrequin et provoque des résonances du véhicule.
Transmission de puissance anormale : lors de l’accélération, le régime moteur augmente mais la vitesse du véhicule progresse lentement, donnant l’impression de « trembler sans avancer », et la consommation de carburant peut augmenter de 10 à 30 %. La rupture du ressort de l’amortisseur du volant bimasse ou un déséquilibre de la transmission du volant moteur entraînent un stockage et une libération d’énergie instables, provoquant un retard de puissance.
Baisse significative des performances : la vitesse maximale peut diminuer de 15 à 20 km/h, la capacité de franchissement de pente peut être réduite de 40 % et un bruit anormal peut se faire entendre au niveau de l’arbre de transmission. Un manque d’entretien prolongé peut entraîner des dommages secondaires, tels que l’usure de l’arbre d’entrée de la transmission.
Défauts anormaux du système d'embrayage et de transmission :
Fonctionnement anormal de l'embrayage :
Patinage de l'embrayage : difficulté à démarrer à basse vitesse, faible accélération et, dans les cas graves, possibilité d'une odeur de brûlé ou de fumée.
Débrayage incomplet : la pédale d’embrayage ne peut pas être enfoncée complètement pour couper l’alimentation, ce qui entraîne des difficultés à changer de vitesse, des à-coups ou une incapacité à arrêter le véhicule.
Bruit et vibrations : Des vibrations se font entendre en position semi-engagée, ainsi qu'au démarrage et au débrayage. Ces symptômes sont souvent dus à un faux-rond excessif de la face d'extrémité du volant moteur (> 0,2 mm) ou à une usure de la surface de contact, ce qui perturbe le fonctionnement normal de l'embrayage. Dysfonctionnement de la transmission : Lors du passage des vitesses, une sensation de blocage, une difficulté à changer de rapport, voire un déséquilibre de la transmission, peuvent survenir. Un endommagement du volant moteur affecte directement la liaison entre l'embrayage et la boîte de vitesses, entraînant des passages de vitesses difficiles.
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