Le vilebrequin est un élément important du bloc moteur d’une voiture à moteur thermique. Il assure la transmission de la force entre les pistons du moteur et le volant moteur. Dans cet article, nous vous expliquerons la structure d’un vilebrequin, son fonctionnement et les travaux d’entretien nécessaires.
Rôle : transformation d’un mouvement linéaire en mouvement rotatif
Lors de la combustion du mélange air-carburant, le moteur génère une force. Celle-ci doit être transmise des pistons jusqu’au volant moteur. Au départ, le mouvement est linéaire, de haut en bas, généré par les pistons. C’est le vilebrequin qui est chargé de transformer ce mouvement en un mouvement rotatif et, par la suite, en un couple. Il est relié aux pistons par les bielles. Celles-ci transmettent le mouvement linéaire au vilebrequin, qui transmet finalement la force au volant moteur.
Structure d’un vilebrequin
Il s’agit d’une grande pièce composée de plusieurs éléments :
- Tourillons : les tourillons sont intégrés dans l’arbre proprement dit. Ils se déplacent dans les paliers principaux également inclus. Ils sont responsables de l’axe de rotation du vilebrequin.
- Manetons : les manetons se déplacent dans les paliers de bielle ou de levage. Ils reçoivent les bielles et assurent ainsi la liaison avec les pistons du moteur.
- Bras de manivelle : Deux bras de manivelle forment ensemble une manivelle. Entre les deux se trouvent alternativement un maneton ou un tourillon. Ils relient les deux types de tourillons.
- Contrepoids : les contrepoids se trouvent sur les bras de manivelle. Ils sont placés à chaque fois à l’opposé du point de jonction avec le tourillon à l’autre extrémité. Ils préviennent les déséquilibres. Cela permet un mouvement de rotation régulier.
La structure exacte d’un vilebrequin dépend de la construction du moteur. Ainsi, la structure du vilebrequin d’un moteur à faible nombre de cylindres doit être différente de celle d’un moteur V8. D’autres facteurs influencent sa structure, comme l’ordre d’allumage du moteur et la hauteur de course.
Pour que le vilebrequin et le moteur fonctionnent en parfaite harmonie, les véhicules modernes sont équipés d’un capteur de vilebrequin. Celui-ci enregistre la position du vilebrequin et le régime moteur et permet ainsi une coordination optimale des composants et une détection précoce des problèmes.
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Quels sont les matériaux utilisés pour la fabrication des vilebrequins ?
Rien que le fonctionnement du vilebrequin explique l’énorme charge à laquelle il est soumis lorsque le véhicule roule. Il ne cesse d’accélérer puis de freiner brusquement. Une telle sollicitation entraînerait une usure importante de la plupart des matériaux. C’est pourquoi les vilebrequins sont encore aujourd’hui principalement forgés. En règle générale, les fabricants recourent pour cela à un acier de traitement allié. Ce dernier offre une grande résistance. Pour un meilleur amortissement des vibrations, on utilise également des modèles en fonte contenant du graphite sphéroïdal.
Les vilebrequins à masses pleines constituent un modèle particulier. Ils optimisent la pré-compression dans le carter. Cela permet d’augmenter le couple et, par conséquent, le régime et la puissance. Les vilebrequins entièrement métalliques sont principalement utilisés dans le domaine du tuning afin d’optimiser les performances des véhicules.
Un entretien est-il nécessaire ?
En raison de la robustesse du matériau, aucun entretien n’est nécessaire pour le vilebrequin. Il ne s’agit pas d’une pièce d’usure typique. De nombreux vilebrequins durent toute une vie de voiture. Si le vilebrequin est gravement endommagé, cela est souvent dû à un manque d’huile moteur. Toutefois, d’autres pièces du moteur sont alors souvent touchées et une réparation importante s’impose.
Il n’y a donc pas de travaux d’entretien réguliers à effectuer sur le vilebrequin. Il n’est toutefois pas inutile de vérifier les paliers lorsque d’autres composants sont remplacés. C’est le cas, par exemple, lorsque des travaux sont nécessaires sur l’embrayage ou le volant moteur, qui sont habituellement situés à proximité.
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