Dans tous les moteurs à combustion interne, le vilebrequin et les bielles tournent dans des roulements spéciaux - des chemises.Découvrez ce qu'est une chemise de vilebrequin, quelles fonctions elle remplit, quels sont les types de chemises et comment elles sont disposées, ainsi que la sélection correcte de nouvelles chemises à réparer - lisez l'article.
Que sont les chemises de vilebrequin ?
La chemise de vilebrequin fait partie du mécanisme de manivelle d'un moteur à combustion interne, un palier lisse qui réduit les pertes par frottement et le coincement des pièces aux points de contact du vilebrequin avec le lit du bloc moteur etvilebrequinavec bielles à piston.L'utilisation de paliers lisses est due à des conditions difficiles et à des charges élevées, dans lesquelles les roulements (à billes ou à rouleaux) fonctionneraient de manière inefficace et disposeraient d'une ressource limitée.Aujourd'hui, la plupart des groupes motopropulseurs utilisent des chemises, et ce n'est que sur certains moteurs monocylindres et bicylindres de faible puissance que des roulements sont utilisés comme supports de vilebrequin.
Les chemises de vilebrequin ont plusieurs fonctions de base :
• Réduction des forces de frottement au point de contact du vilebrequin, des supports du bloc-cylindres et des bielles ;
• Transfert des forces et des couples apparaissant pendant le fonctionnement du moteur - des bielles au vilebrequin, du vilebrequin au bloc moteur, etc. ;
• Bonne répartition de l'huile (formation d'un film d'huile) sur les surfaces des pièces frottantes ;
• Alignement et positionnement corrects des pièces les unes par rapport aux autres.
Les chemises de vilebrequin jouent un rôle important dans le fonctionnement du groupe motopropulseur, mais en même temps elles sont assez simples en termes de conception.
Types et caractéristiques des chemises de vilebrequin
Les paliers lisses de vilebrequin sont divisés en types en fonction du lieu d'installation, de la fonction et des dimensions de réparation.
Sur le lieu de pose, il existe deux types de liners :
•Indigène;
• Bielles.
Les paliers lisses principaux sont installés dans le lit du vilebrequin du bloc moteur et recouvrent les tourillons principaux du vilebrequin, assurant sa libre rotation.Des paliers lisses de bielle sont installés dans la tête inférieure de la bielle et recouvrent le tourillon de bielle du vilebrequin.
De plus, les inserts sont divisés en deux groupes selon leur objectif :
• Conventionnel - fournir uniquement une réduction des forces de frottement aux points de contact des pièces ;
• Blocage principal - assure en outre la fixation du vilebrequin dans le lit, empêchant son déplacement axial.
Les paliers lisses conventionnels sont des demi-bagues plates à paroi mince.Les roulements à verrouillage peuvent être réalisés sous la forme de demi-bagues de butée (qui sont utilisées dans un ensemble avec une chemise plate) et de chemises avec colliers ;Des demi-anneaux sont installés en bout de moteur, des chemises de collier sont montées sur un ou deux supports du bâti de vilebrequin.
Les chemises de vilebrequin s'usent pendant le fonctionnement et doivent être remplacées, les tourillons de vilebrequin sont également sujets à l'usure, ce qui entraîne une augmentation de l'écart entre les pièces frottantes.Si vous installez de nouveaux revêtements de même épaisseur que les anciens, l'écart restera trop grand, ce qui entraîne des coups et une usure encore plus intense.Pour éviter cela, des chemises dites dimensions de réparation sont utilisées - une épaisseur légèrement accrue qui compense l'usure des tourillons de vilebrequin.Les nouveaux revêtements ont une taille de 0,00, les revêtements de réparation sont produits avec une augmentation d'épaisseur de 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 mm, ces inserts sont désignés respectivement +0,25, +0,5, etc.
La conception des chemises de vilebrequin
Le palier lisse du vilebrequin est composite et contient deux demi-anneaux plats métalliques qui recouvrent complètement le tourillon du vilebrequin (haut et bas).Il y a plusieurs éléments dans cette partie :
• Trous (un ou deux) pour faire passer l'huile dans les canaux d'huile du vilebrequin et de la bielle ;
• Verrouillages sous forme de pointes ou de rainures pour axes de fixation du roulement dans le support du bâti du vilebrequin ou dans la tête de bielle inférieure ;
• Rainure longitudinale pour l'alimentation en huile du trou (réalisée uniquement sur la chemise située du côté du canal - il s'agit de la chemise principale inférieure et de la chemise supérieure de bielle) ;
• Doublures de butée dans les colliers - parois latérales (colliers) pour fixer le roulement et limiter le mouvement axial du vilebrequin.
Le revêtement est une structure multicouche dont la base est une plaque d'acier avec un revêtement antifriction appliqué sur sa surface de travail.C'est ce revêtement qui permet une réduction du frottement et une longue durée de vie du roulement, il est constitué de matériaux souples et, à son tour, peut également être multicouche.En raison de sa moindre douceur, le revêtement de revêtement absorbe les particules microscopiques d'usure du vilebrequin, évite le coincement des pièces, les éraflures, etc.
De par leur conception, les chemises de vilebrequin sont divisées en deux groupes principaux :
•Bimétallique ;
• Trimétallique.
Les roulements bimétalliques sont disposés le plus simplement.Ils sont basés sur une bande d'acier d'une épaisseur de 0,9 à 4 mm (selon le type et la destination de la pièce, les roulements principaux sont plus épais, les bielles sont plus fines), sur laquelle est posée une couche antifriction d'une épaisseur de 0,25 à 0,4 mm est appliqué.lubrifiant solide) jusqu'à 75 %, peut également contenir de petites quantités de nickel, de cadmium, de zinc et d'autres métaux.
En plus du revêtement antifriction principal, les revêtements trimétalliques ont une couche de couverture d'une épaisseur de 0,012 à 0,025 mm (12 à 25 μm), qui offre des propriétés protectrices (lutte contre la corrosion et l'usure excessive de la couche de base) et améliore l'antifriction. qualités du roulement.Ce revêtement est constitué d'un alliage plomb-étain-cuivre avec une teneur en plomb de 92 à 100 %, d'étain jusqu'à 12 % et de cuivre pas plus de 3 %.
De plus, des couches supplémentaires peuvent être présentes dans les paliers lisses :
• La couche protectrice supérieure d'étain est un revêtement d'étain pur d'une épaisseur de seulement 0,5 à 1 microns, qui offre une protection contre la corrosion, la graisse et la contamination pendant le transport, l'installation et le rodage du revêtement ;
• La couche protectrice inférieure en étain est la même couche appliquée sur l'extérieur de la chemise (face aux supports de vilebrequin ou à l'intérieur de la tête de bielle) ;
• Sous-couche de nickel (barrière de nickel, joint) – une fine couche de nickel ne dépassant pas 1 à 2 microns entre le revêtement antifriction principal et la couche de revêtement.Cette couche empêche la diffusion des atomes d'étain de la couche de revêtement vers la couche principale, ce qui assure la constance de la composition chimique du revêtement antifriction principal.En l'absence de barrière de nickel dans le revêtement principal, la concentration d'étain peut augmenter, ce qui entraîne des modifications négatives des caractéristiques du roulement.
La structure considérée des paliers lisses n'est pas une norme, de nombreux fabricants proposent leurs propres schémas et conceptions.Par exemple, l'alliage antifriction principal peut être appliqué sur la base en acier non pas directement, mais à travers une sous-couche supplémentaire d'alliage d'aluminium ou de cuivre, la couche de revêtement peut avoir diverses compositions, notamment sans plomb, etc.
Problèmes de sélection et de remplacement des chemises de vilebrequin
Lors du choix des paliers lisses, il faut partir du modèle de moteur, de l'usure des pièces d'accouplement et de la présence de chemises de réparation.En règle générale, les chemises sont fabriquées pour une gamme de modèles ou même un modèle de moteur, il est donc impossible de les remplacer par des pièces d'un autre moteur (à de rares exceptions près).De plus, vous ne pouvez pas utiliser de chemises sans tenir compte de l'usure des tourillons de vilebrequin, sinon la réparation se transformera en problèmes encore plus importants.
Avant de choisir la taille de réparation des roulements, il est nécessaire de déterminer l'usure des tourillons de vilebrequin et des autres pièces associées (lits, têtes de bielle, bien qu'elles soient moins sensibles à l'usure).Habituellement, l'usure des cols se produit de manière inégale, certains d'entre eux s'usent plus intensément, d'autres moins, mais un jeu de doublures identiques est acheté pour réparation, de sorte que tous les cols doivent être meulés à la même taille.Le choix de la valeur à laquelle les tourillons de vilebrequin seront rectifiés dépend de la disponibilité de roulements de certaines tailles de réparation adaptées à ce moteur particulier.Pour les moteurs à faible kilométrage, des tailles de réparation de +0,25 ou +0,5 sont sélectionnées, pour les moteurs avec un kilométrage important, un meulage jusqu'à une taille de réparation de +1,0 peut être nécessaire, dans les anciens moteurs encore plus - jusqu'à +1,5.Par conséquent, pour les moteurs neufs, des chemises de trois ou quatre tailles de réparation (jusqu'à +0,75 ou +1,0) sont généralement produites, et pour les anciens, des chemises jusqu'à +1,5 peuvent être trouvées.
La taille de réparation des chemises de vilebrequin doit être telle que lors de l'assemblage du moteur entre le tourillon de vilebrequin et la surface d'appui, il y ait un écart compris entre 0,03 et 0,07 mm.
Avec le bon choix de paliers lisses pour le vilebrequin, le moteur, même avec un kilométrage élevé, fonctionnera de manière efficace et efficiente dans différents modes.
Heure de publication : 22 août 2023