Composants du groupe volant moteur du vilebrequin
Tout d'abord, le vilebrequin
Le vilebrequin est l'une des pièces les plus importantes du moteur, sa fonction est de résister à la pression du gaz du groupe piston-bielle dans le couple du vilebrequin et de la sortie externe, en outre, le vilebrequin est également utilisé pour entraîner le mécanisme de soupape du moteur et d'autres dispositifs auxiliaires (tels que les générateurs, les ventilateurs, les pompes à eau, les pompes de direction assistée, le mécanisme d'arbre d'équilibrage, etc.)
Groupe de volant d'inertie de vilebrequin : 1- poulie ; 2- roue de courroie de distribution de vilebrequin ; 3- pignon de vilebrequin ; 4- vilebrequin ; 5- palier principal de vilebrequin (en haut) ; 6- volant d'inertie ; 7- générateur de signal de capteur de vitesse ; 8, 11- patin de butée ; 9- palier principal de vilebrequin (en bas) ; 10- couvercle de palier principal de vilebrequin.
Lors de son fonctionnement, le vilebrequin doit résister aux variations périodiques de pression des gaz, aux forces d'inertie et centrifuges, ainsi qu'à leur couple et moment de flexion à grande vitesse. Il doit donc être facile à plier et à vriller. Il doit donc présenter une résistance et une rigidité suffisantes, une bonne résistance à l'usure et un bon équilibre. Le vilebrequin est généralement fabriqué en acier allié à teneur moyenne en carbone, et la surface du tourillon est traitée par trempe ou nitruration haute fréquence. Le vilebrequin du moteur Shanghai Santana est fabriqué en acier forgé à teneur moyenne en carbone de haute qualité. Les moteurs Audi JW et Yuchai YC6105QC sont fabriqués en fonte ductile à base de terres rares, économique et à haute résistance, offrant une bonne résistance à l'usure.
1. Structure du vilebrequin
Le vilebrequin est généralement composé d'une partie avant, d'un tourillon d'arbre principal, d'une manivelle, d'un contrepoids, d'un tourillon de bielle et d'une partie arrière. Un vilebrequin est composé d'un tourillon de bielle et de ses tourillons principaux gauche et droit. Le nombre de manivelles d'un vilebrequin dépend du nombre et de la disposition des cylindres. Le vilebrequin d'un moteur monocylindre n'en possède qu'un seul ; celui d'un moteur en ligne est égal au nombre de cylindres ; celui d'un moteur en V est égal à la moitié du nombre de cylindres. L'arbre avant du vilebrequin est équipé d'une poulie, d'un pignon de distribution, etc., qui entraînent la pompe à eau et le mécanisme de soupapes. Le tourillon de la broche du vilebrequin est installé dans le logement du palier principal du corps de cylindre et sert de support au vilebrequin. Le tourillon de la bielle sert à installer la bielle, et la manivelle relie le tourillon d'arbre principal au tourillon de la bielle. Afin d'équilibrer la force centrifuge lors de la rotation du vilebrequin, un bloc d'équilibrage est prévu sur celui-ci. Une bride de liaison est prévue à l'arrière du vilebrequin pour relier le volant moteur au vilebrequin par des boulons. Pour lubrifier le tourillon de bielle, un passage de lubrification est percé entre le tourillon d'arbre principal et le tourillon de bielle. Le vilebrequin intégral est de structure simple, léger et fiable. Il est généralement équipé de paliers lisses, largement utilisés dans les moteurs de moyenne et petite taille.
2. Principe de disposition de la manivelle
La forme du vilebrequin et la position relative de chaque vilebrequin dépendent principalement du nombre de cylindres, de leur disposition et de leur fonctionnement. Lors de l'organisation du fonctionnement du moteur, les règles suivantes doivent être respectées autant que possible :
Faites en sorte que les deux cylindres de travail continu soient aussi éloignés que possible pour réduire la charge du palier principal et éviter l'apparition de deux soupapes connectées s'ouvrant en même temps pendant le processus d'admission, et le phénomène de « prise d'air » affecte l'efficacité de gonflage du moteur.
(1) L'angle d'intervalle de travail de chaque cylindre doit être égal pour faciliter le bon fonctionnement du moteur. Dans l'angle du vilebrequin auquel le moteur termine un cycle de travail, chaque cylindre doit fonctionner une fois. Pour un moteur quatre temps de cylindre numéro i, l'angle d'intervalle de travail est de 720°/i. Autrement dit, tous les 720°/i du vilebrequin doivent fonctionner pour assurer le bon fonctionnement du moteur.
(2) S'il s'agit d'un moteur de type V, les colonnes de cylindres gauche et droite doivent fonctionner en alternance.
3. Disposition et ordre de fonctionnement courants du vilebrequin d'un moteur multicylindre
Disposition du vilebrequin et du vilebrequin d'un moteur quatre temps en ligne. L'angle d'ouverture du vilebrequin est de 720°/4=180°, les quatre vilebrequins sont disposés dans le même plan et la séquence de fonctionnement (ou séquence d'allumage) est 1-3-4-2 ou 1-2-4-3. Le dispositif de butée couramment utilisé est une butée semi-circulaire simple face recouverte d'une couche métallique antifriction, un palier principal de vilebrequin à bride et une bague de butée ronde de trois formes. La butée est une tôle d'acier semi-circulaire recouverte d'une couche d'alliage antifriction, installée dans la rainure du corps ou du couvercle de palier principal. Afin d'empêcher la rotation de la butée, une bosse est logée dans la rainure. Certaines butées sont composées de quatre pièces formant deux butées circulaires positives, d'autres de deux. La face recouverte d'une couche métallique antifriction doit être orientée vers le vilebrequin.
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