Le guide ultime du vilebrequin
Les vilebrequins sont fabriqués par coulage de fonte modifiée et sont utilisés dans les moteurs marins, stationnaires, de locomotives et de tracteurs. Ils sont fabriqués en chauffant le bloc d'acier jusqu'à ce qu'il devienne rouge, puis en lui donnant la forme voulue par une pression extrême. Les vilebrequins en fonte sont moins chers et prennent moins de temps à fabriquer que ceux en acier forgé.
Dans cet article, nous examinerons en détail les fonctions, les types et les pièces du vilebrequin. Le principe de fonctionnement et les applications sont également abordés dans cet article. Tous les détails du DEK Le vilebrequin fabriqué est également mentionné à la fin de l'article.
Qu'est-ce que le vilebrequin ?
Le vilebrequin est la partie la plus importante du moteur à combustion interne et subit une charge très élevée pendant l'utilisation du moteur. Sa fonction est de transformer un mouvement linéaire en mouvement de rotation. On peut également dire qu'il s'agit de la pièce mécanique qui transforme un mouvement alternatif en mouvement rotatif. Le choix du matériau et la fabrication dépendent du type de moteur, de la conception et de la géométrie du vilebrequin. Pour garantir une longue durée de vie, il est nécessaire d'utiliser des matériaux à haute résistance.
Quelle est la fonction du vilebrequin ?
Le vilebrequin est important pour assurer un entraînement en douceur des vastes moteurs à plusieurs cylindres. En inspectant le vilebrequin, vous pouvez découvrir que le palier de la tige est presque équilibré. À cet endroit, l'équilibre de l'arbre transforme le mouvement de réponse en mouvement de rotation du vilebrequin. L'arbre est percé de minuscules trous pour alimenter l'arbre en huile afin de maintenir les activités en douceur. Cette pièce mécanique est composée d'un contrepoids qui aide le cadre à ajuster et à contrôler le poids de la bielle.
Il garantit également le réglage de la puissance pendant la rotation de la partie mobile. Le vilebrequin est structuré en fonction de chaque moteur. Sa conception est basée sur le nombre de cylindres du moteur et sa taille. Lors du cycle d'allumage, le vilebrequin remplit un bras de levier qui tire et pousse les cylindres. Cela contribue au mouvement de rotation du moteur. Lorsque le vilebrequin achève sa rotation, le piston est ramené au point le plus haut des cylindres. Pour maintenir le poids et l'équilibre afin de réduire les vibrations dans le moteur, le vilebrequin doit être lisse et pur. De telles vibrations peuvent être mortelles et extrêmement dangereuses.
Quelles sont les parties d'un vilebrequin ?
Manivelle
Le maneton est la pièce mécanique du moteur par laquelle la bielle se fixe très solidement au vilebrequin. Pour donner la force de rotation à la grande partie de la bielle, sa forme est cylindrique. Le maneton est également connu sous le nom de tourillon de bielle.
Principaux journaux
Ils sont fixés aux blocs moteurs. Le palier principal maintient le vilebrequin et détermine l'axe de rotation de l'arbre. Ces paliers diffèrent d'un moteur à l'autre, en fonction de la force exercée par le moteur. Ce palier est semblable aux paliers lisses et aux paliers lisses.
Web à manivelle
C'est la partie la plus importante du vilebrequin. L'âme du vilebrequin relie le vilebrequin aux tourillons principaux.
Contrepoids
C'est le poids qui applique la force opposée qui aide le vilebrequin à s'équilibrer et à se stabiliser. Ils sont montés sur l'âme du vilebrequin. La raison pour laquelle le contrepoids est placé dans le vilebrequin est qu'il peut éliminer la réaction causée par le mouvement de rotation. Il facilite également le fonctionnement du moteur et permet d'augmenter le nombre de tours par minute.
Types de vilebrequins
Le vilebrequin peut être forgé à partir de la barre d'acier par laminage ou coulé en acier ductile. Aujourd'hui, de plus en plus de fabricants privilégient les vilebrequins forgés en raison de leur poids plus léger, de leur meilleur amortissement inhérent et de leurs dimensions plus compactes. Les deux types de vilebrequins sont décrits ci-dessous.
Monolithe
Le monolithe est fait d'une seule pièce, c'est la raison pour laquelle il a été appelé monolithe. Les vilebrequins monolithes sont très populaires et sont utilisés dans les moteurs multicylindres.
Assemblé
Le vilebrequin de type assemblé est fabriqué à partir d'éléments séparés et est principalement utilisé dans les motocyclettes. Les vilebrequins assemblés sont également utilisés dans les petits et grands moteurs.
Types de vilebrequins dans les moteurs marins
Entièrement construit
Comme leur nom l'indique, ces types d'arbres sont construits pièce par pièce. Dans un arbre entièrement construit, les différents composants sont assemblés après avoir été fabriqués séparément. Il s'agit de forger des manivelles séparées, des manetons et des tourillons principaux.
Ce processus est simple dans le sens où il s'agit d'assembler de petites pièces pour créer un arbre plus grand. De cette manière, la manipulation des pièces est plus facile. Les arbres entièrement construits sont plus lourds car ils sont fabriqués à partir de métal supplémentaire pour supporter les forces de rétrécissement. Cela rend l'arbre difficile à fabriquer et plus lourd. Ces arbres ne sont plus utilisés aujourd'hui.
Arbre semi-construit
Ils ne sont pas fabriqués à partir de l'assemblage de nombreuses pièces, comme c'est le cas pour un arbre entièrement construit. Dans cet arbre, l'âme de la manivelle entièrement construite est forgée et ajustée par frettage à la forme générale du palier. Le matériau du maneton et de l'âme de la manivelle est donc le même et ils sont usinés ensemble pour obtenir une finition de surface lisse. De nos jours, la plupart des grands moteurs diesel utilisés dans les moteurs principaux des navires sont créés à partir de ce type de processus. Ce procédé nous permet d'obtenir une structure de grain sur l'ensemble de l'âme de la manivelle et d'éviter les dommages causés par la chaleur aux trous de la manivelle lors de la mise en place des tourillons.
Vilebrequin soudé
Dans ce type de fabrication d'arbres, toutes les pièces sont assemblées par soudage. Ainsi, une moitié est soudée à l'autre moitié. Le même procédé est utilisé pour assembler les tourillons à l'âme de la manivelle. Très peu d'arbres sont fabriqués selon ce procédé, mais ils fonctionnent très bien et durent très longtemps par rapport à d'autres types d'arbres. Ce procédé de fabrication des arbres est trop coûteux et les fabricants ont cessé de fabriquer des arbres selon ce procédé.
Pièce solide unique
Ces arbres sont forgés ou coulés en une seule pièce. Les arbres monoblocs sont utilisés dans les moteurs de petite, moyenne et grande vitesse. Ils sont créés en plusieurs parties et assemblés à l'aide de boulons sur les brides intégrales. Il est conçu de manière à résister aux contraintes d'allumage et aux contraintes cycliques. Le vilebrequin est soumis à des contraintes dues au désalignement, aux vibrations axiales et aux vibrations de torsion du palier principal.
Comment fonctionne le vilebrequin ?
Fondamentalement, le vilebrequin remplit une tâche simple. Il traduit le mouvement linéaire du piston en mouvement de rotation. Bien que le principe soit simple, il faut y regarder de plus près pour comprendre comment il fonctionne. Le vilebrequin se déplace de haut en bas dans les cylindres. Il régule le mouvement du piston. Deux composants du moteur, l'arbre à cames et le vilebrequin, sont synchronisés pour réguler correctement le mouvement du piston.
Le mouvement du vilebrequin fait tourner l'arbre à cames qui contrôle le fonctionnement des soupapes d'admission et d'échappement. Cela permet à l'air de circuler dans les cylindres du moteur, ce qui favorise l'explosion à l'intérieur des cylindres. Cette explosion exerce une pression sur le piston et fournit de l'énergie au volant d'inertie.
Où le vilebrequin est-il utilisé ?
Le vilebrequin est principalement utilisé pour transformer le mouvement de va-et-vient linéaire du piston en mouvement de rotation. C'est ce qui permet à votre voiture de se déplacer. Si vous savez comment fonctionnent les moteurs, le vilebrequin effectue un mouvement de va-et-vient lorsque le carburant brûle et que des gaz sont émis. Il a notamment pour fonction d'empêcher le piston de s'écraser contre la culasse et de tomber au fond des alésages. Un moteur multicylindres permet au piston d'atteindre le sommet au moment opportun. Il contribue également à préserver l'équilibre de base du moteur grâce au déplacement angulaire de la manivelle pendant un intervalle de temps approprié.
Les autres fonctions du vilebrequin sont de transmettre la puissance aux autres systèmes du moteur tels que la pompe à huile, le compresseur de la climatisation, la distribution et l'alternateur.
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Conclusion
Dans la section précédente, nous avons abordé en détail les fonctions du vilebrequin, ses pièces, ses types, son utilisation et son mode de fonctionnement. Cet article donne une idée générale de chaque fonction du vilebrequin ainsi que des types de moteurs dans lesquels vous pouvez utiliser le vilebrequin. Vous pouvez maintenant décider de la meilleure pratique et du type de vilebrequin que vous pouvez utiliser dans votre fabrication.
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