Vilebrequin.
Le composant le plus important d'un moteur. Il capte la force de la bielle et la convertit en couple via le vilebrequin, entraînant ainsi les autres accessoires du moteur. Le vilebrequin est soumis à la force centrifuge de la masse en rotation, à la force d'inertie périodique des gaz et à la force d'inertie alternative, ce qui lui permet de supporter les charges de flexion et de torsion. Par conséquent, le vilebrequin doit présenter une résistance et une rigidité suffisantes, et la surface du tourillon doit être résistante à l'usure, uniforme et équilibrée.
Afin de réduire la masse du vilebrequin et la force centrifuge générée lors du mouvement, le tourillon est souvent creux. Chaque surface du tourillon est munie d'un orifice permettant l'introduction ou l'extraction d'huile pour lubrifier la surface du tourillon. Afin de réduire la concentration des contraintes, la liaison entre le col de la broche, le maneton et le bras de manivelle est assurée par un arc de transition.
Le rôle du contrepoids du vilebrequin est d'équilibrer la force centrifuge rotative et son moment, et parfois la force d'inertie alternative et son moment. Une fois ces forces et moments équilibrés, le contrepoids peut également servir à réduire la charge sur le palier principal. Le nombre, la taille et l'emplacement du contrepoids doivent être adaptés au nombre de cylindres du moteur, à leur disposition et à la forme du vilebrequin. Le contrepoids est généralement moulé ou forgé d'un seul tenant avec le vilebrequin, tandis que celui des moteurs diesel de forte puissance est fabriqué séparément du vilebrequin, puis boulonné.
Fonte
L'obtention d'une fonte ductile pure à haute température et à faible teneur en soufre est essentielle à la production de fonte ductile de haute qualité. Les équipements de production nationaux sont principalement basés sur des cubilots, et la fonte ne subit pas de traitement préalable de désulfuration. Ce traitement produit une fonte de moindre pureté et une qualité de coke médiocre. La fonte liquide est fondue dans un cubilot, désulfurée hors du four, puis chauffée et ajustée dans un four à induction. En Chine, la détection de la composition de la fonte liquide est généralement réalisée par spectromètre à lecture directe sous vide.
moulage
Le procédé de moulage par impact d'air est nettement supérieur au procédé de moulage au sable argileux et permet d'obtenir des pièces moulées de vilebrequin de haute précision. Le moule en sable ainsi obtenu présente des caractéristiques d'absence de déformation par rebond, particulièrement importantes pour les vilebrequins multi-jets. Certains fabricants nationaux de vilebrequins, notamment d'Allemagne, d'Italie et d'Espagne, ont déjà adopté le procédé de moulage par impact d'air, mais seuls quelques rares fabricants ont adopté la chaîne de production complète.
Coulée sous laitier électroconducteur
La technologie de refusion sous laitier électroconducteur est appliquée à la production de vilebrequins, permettant d'obtenir des performances comparables à celles des vilebrequins forgés. Elle se caractérise par un cycle de développement rapide, un taux d'utilisation élevé du métal, un équipement simple et des performances produit supérieures.
Technologie de forgeage
La ligne automatique, équipée d'une presse de forgeage à chaud et d'un marteau hydraulique électrique, est le moteur principal du développement de la production de vilebrequins forgés. Ces lignes de production adoptent généralement des technologies de pointe telles que la découpe de précision, le formage par laminage (laminage à coins croisés), le chauffage par induction à moyenne fréquence, la finition par presse hydraulique, etc. Elles sont également équipées de machines auxiliaires telles que des manipulateurs, des bandes transporteuses et des dispositifs de changement de moules ramenés au plateau tournant pour former un système de fabrication flexible (FMS). Ce système permet de changer automatiquement la pièce et le moule, d'ajuster automatiquement les paramètres et d'effectuer des mesures en continu pendant le processus. Il affiche et enregistre des données telles que l'épaisseur de forgeage et la pression maximale, puis les compare à des valeurs fixes afin de sélectionner la déformation optimale pour des produits de qualité. L'ensemble du système est supervisé par une salle de contrôle centrale, permettant un fonctionnement sans intervention humaine. Le vilebrequin forgé selon cette méthode est entièrement fibreux, ce qui permet d'augmenter la résistance à la fatigue de plus de 20 %.
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