Dans tout moteur à combustion interne à piston, vous pouvez trouver une partie massive du mécanisme à manivelle et d'autres systèmes associés - le volant d'inertie.Découvrez tout sur les volants d'inertie, leurs types existants, leur conception et leur principe de fonctionnement, ainsi que la sélection, la réparation et le remplacement de ces pièces dans cet article.
Le rôle et la place du volant moteur dans le moteur
Volant (volant) - assemblage du mécanisme à manivelle (KShM), du système de lancement du moteur à combustion interne à embrayage et à piston ;Situé sur la tige du vilebrequin se trouve un disque métallique de grande masse avec une couronne dentée, qui assure le fonctionnement stable du moteur grâce à l'accumulation et au retour ultérieur de l'énergie cinétique.
Le fonctionnement des moteurs à combustion interne à piston est inégal - dans chacun de ses cylindres, quatre courses sont effectuées en deux tours d'arbre et dans chaque course, la vitesse du piston est différente.Pour éliminer la rotation inégale du vilebrequin, les mêmes courses dans différents cylindres sont espacées dans le temps et une unité supplémentaire est introduite dans le KShM - un volant réalisé sous la forme d'une roue métallique massive fixée à l'arrière du vilebrequin.
Le volant d'inertie résout plusieurs tâches clés :
● Assurer l'uniformité de la vitesse angulaire du vilebrequin ;
● Assurer la sortie des pistons des points morts ;
● Transmission du couple du vilebrequin au mécanisme d'embrayage puis à la boîte de vitesses ;
● Transmission du couple du pignon de démarreur au vilebrequin lors du démarrage du groupe motopropulseur ;
● Certains types de pièces sont l'amortissement des vibrations et vibrations de torsion, le découplage du KShM et la transmission du véhicule.
Cette pièce, en raison de sa masse considérable, accumule l'énergie cinétique obtenue pendant la course de travail et la restitue au vilebrequin sur les trois courses restantes - cela assure à la fois l'alignement et la stabilité de la vitesse angulaire du vilebrequin, ainsi que le retrait des pistons. du TDC et du TDC (en raison des forces d'inertie émergentes).Aussi, c'est par l'intermédiaire du volant moteur que le moteur communique avec la transmission de la voiture et la transmission du couple de l'engrenage du démarreur électrique au vilebrequin au démarrage du moteur.Le volant moteur est essentiel au fonctionnement normal du véhicule, donc en cas de dysfonctionnement, il est nécessaire d'effectuer des réparations ou un remplacement complet dans les plus brefs délais.Mais avant de commencer les travaux de réparation, vous devez comprendre les types, conceptions et caractéristiques existants des volants d'inertie des moteurs à combustion interne modernes.
Ensemble volant moteur avec vilebrequin moteur
Types et structure des volants d'inertie
Sur les moteurs modernes, des volants d'inertie de différentes conceptions sont utilisés, mais trois types de ces pièces sont les plus répandus :
● Solide ;
● Léger ;
● Amortisseur (ou bi-masse).
L'appareil le plus simple est doté de volants d'inertie solides, qui sont utilisés sur la plupart des moteurs à combustion interne à pistons - des petites voitures aux moteurs industriels, diesel et marins les plus puissants.La base de la conception est un disque en fonte ou en acier d'un diamètre de 30 à 40 cm ou plus, au centre duquel se trouve un siège pour l'installation sur la tige du vilebrequin et une couronne est pressée sur la périphérie.Le siège du vilebrequin est généralement réalisé sous la forme d'une extension (moyeu), au centre de laquelle se trouve un trou de grand diamètre, et autour de la circonférence il y a 4 à 12 trous ou plus pour les boulons, à travers lesquels le volant moteur est fixé sur la bride de la tige de l'arbre.Sur la surface extérieure du volant, il y a un emplacement pour installer l'embrayage et une plaquette de contact annulaire pour le disque entraîné par l'embrayage est formée.À la périphérie du volant, une couronne dentée en acier est enfoncée, à travers laquelle, au moment du démarrage, le couple est transmis du pignon de démarrage au vilebrequin.
Habituellement, en fabrication, le volant est équilibré pour éviter les faux-ronds pendant le fonctionnement du moteur.Lors de l'équilibrage à différents endroits du volant, l'excès de métal est retiré (perçage) et, dans le but d'équilibrer dans une certaine position, l'embrayage et d'autres pièces (le cas échéant) sont installés.A l'avenir, l'orientation du volant moteur et de l'embrayage ne devrait pas changer, sinon il y aurait un déséquilibre dangereux pour le vilebrequin et l'ensemble du moteur.
Les volants d'inertie légers ont une conception similaire, mais des fenêtres de différentes formes et tailles y sont réalisées pour réduire le poids.L'échantillonnage du métal du volant afin de réduire son poids est généralement effectué dans le but de régler et de booster le moteur.L'installation d'un tel volant réduit quelque peu la stabilité du groupe motopropulseur en modes transitoires, mais permet un réglage rapide des vitesses maximales et, en général, a un effet positif sur les caractéristiques de puissance.Cependant, l'installation d'un volant moteur léger ne peut être réalisée qu'en parallèle avec la réalisation d'autres travaux de réglage/boost du moteur.
Les volants bimasse ont une conception beaucoup plus complexe - ils comprennent des amortisseurs de vibrations de torsion et des amortisseurs de conception et de principe de fonctionnement différents.Dans le cas le plus simple, cette unité se compose de deux disques (esclave et maître), entre lesquels se trouve un amortisseur de vibrations de torsion - un ou plusieurs arcs (enroulés en anneau ou courbés par un arc) ressorts torsadés.Dans les conceptions plus complexes, il y a un certain nombre d'engrenages entre les disques, qui agissent comme une transmission planétaire, et le nombre de ressorts peut atteindre une douzaine ou plus.Le volant bimasse, comme le volant conventionnel, est monté sur la tige du vilebrequin et maintient l'embrayage.
Volant légerft
Conception de volant bi-masse
Le volant amortisseur fonctionne tout simplement.Le disque d'entraînement est relié directement à la bride du vilebrequin et en reçoit le couple, ainsi que toutes les vibrations, vibrations et chocs qui se produisent dans des conditions transitoires.Le couple du disque d'entraînement à l'esclave est transmis par des ressorts, mais en raison de leur élasticité, ils absorbent une partie importante des vibrations, des chocs et des vibrations, c'est-à-dire qu'ils remplissent les fonctions d'amortisseur.Grâce à ce découplage, le disque mené, ainsi que l'embrayage et la transmission qui y sont reliés, tournent plus uniformément, sans vibrations ni vibrations.
Actuellement, les volants bimasse, malgré leur conception complexe et leur coût relativement élevé, sont de plus en plus installés sur les moteurs des voitures et des camions.La popularité croissante de ces pièces est due à leur meilleure qualité de travail et à la protection de la transmission contre les influences négatives du groupe motopropulseur.Cependant, les volants d'inertie de construction solide, en raison de leur prix, de leur fiabilité et de leur simplicité, sont très largement utilisés sur les voitures économiques, la plupart des tracteurs, camions et autres équipements.
Problèmes de sélection, de remplacement et d'entretien du volant moteur
Pendant le fonctionnement du moteur, le volant est soumis à des charges mécaniques importantes, donc au fil du temps, toutes sortes de dysfonctionnements s'y produisent - fissures, usure de la surface de contact avec le disque mené d'embrayage, usure et cassure des dents de la couronne, déformations voire destruction complète (les pièces en fonte y sont soumises).Les dysfonctionnements du volant moteur se manifestent par une augmentation du niveau de vibrations et de bruit lors du fonctionnement du moteur, une détérioration de l'embrayage, une détérioration ou une impossibilité de démarrer le moteur avec un démarreur (en raison de l'usure de la couronne dentée), etc.
Le plus souvent dans les volants d'inertie de structure solide, la cause du problème est la couronne dentée, ainsi que les fissures et les pannes du disque lui-même.Dans l'état normal du volant moteur, la couronne peut être remplacée, une pièce du même type et du même modèle qui existait auparavant doit être remplacée.Si nécessaire, vous pouvez utiliser une couronne avec un nombre de dents différent, mais un tel remplacement n'est pas toujours possible.Le démontage strictement de la couronne est généralement effectué mécaniquement - à coups de marteau à travers un ciseau ou un autre outil.L'installation d'une nouvelle couronne s'effectue avec son chauffage - en raison de la dilatation thermique, la pièce se mettra facilement en place et, après refroidissement, elle sera solidement fixée sur le volant.
Dans les volants amortisseurs, des dysfonctionnements plus complexes surviennent souvent - rupture ou destruction complète des ressorts en arc, usure des roulements, usure des parties frottantes des disques, etc. Dans la plupart des cas, le volant bimasse n'est pas réparable, mais est remplacé dans l'ensemble .Dans certaines situations, il est possible de remplacer la couronne et les roulements, mais il vaut mieux confier ces travaux à des spécialistes.Le diagnostic du volant amortisseur s'effectue aussi bien sur le moteur que sur la pièce déposée.Tout d'abord, l'angle de braquage du volant mené et le jeu sont vérifiés, si l'angle est trop important ou au contraire si le volant est bloqué, alors la pièce doit être remplacée.
Tous les travaux de diagnostic et de remplacement du volant moteur doivent être effectués conformément aux instructions de réparation et d'entretien du véhicule.Pour accéder à la pièce, dans la plupart des cas, il est nécessaire de démonter la boîte de vitesses et l'embrayage, ce qui demande du temps et des efforts supplémentaires.Lors de l'installation d'un nouveau volant moteur, il est nécessaire de respecter l'orientation de l'embrayage et d'utiliser certains types de fixations et, si nécessaire, des types de lubrifiants.Si le volant d'inertie est sélectionné et remplacé correctement, le moteur et la transmission fonctionneront de manière fiable et rempliront leurs fonctions en toute confiance.
Heure de publication : 13 juillet 2023