Plus on augmente le nombre de cylindres et moins le volant moteurs une masse a une masse importante car les phases détente sont plus nombreuses
Le volant moteur bimasse
Par son principe même, un moteur alternatif à pistons développe son couple cycliquement. Une certaine masse en rotation est donc indispensable pour accumuler momentanément l’énergie cinétique et la restituer de façon à régulariser la rotation. À moins que ce moteur ait un grand nombre de cylindres, un volant d’inertie est obligatoirement vissé en bout de vilebrequin pour accroître la masse tournante. Sur les automobiles à transmission manuelle ou robotisée, une des faces de ce volant sert d’appui pour l’embrayage, alors que sa périphérie est sertie d’une couronne dentée pour l’engrènement du pignon du démarreur électrique. Il faudrait un volant extrêmement lourd pour éliminer toute trace perceptible de vibrations de torsion dans la chaîne cinématique. Mais une masse importante en rotation détériore la réponse transitoire du moteur aux variations de régime et soumet le vilebrequin à des contraintes supplémentaires en torsion et en flexion.
La façon conventionnelle de limiter la propagation des vibrations de torsion dans la transmission a été jusqu’ici d’insérer un amortisseur à ressorts dans le moyeu du disque d’embrayage. Toutefois, cette solution ajoute une masse en rotation liée non pas au vilebrequin mais à l’arbre primaire de boîte de vitesses, donc à synchroniser lors des changements de rapports. En outre, elle ne permet qu’une course d’amortissement inférieure à 30°, ce qui est insuffisant, particulièrement lors de l’exploitation à bas régime des moteurs diesel. La situation est améliorée sur pratiquement tous les diesels et quelques moteurs à essence par le montage d’un volant bimasse, c’est-à-dire ayant non seulement une masse primaire solidaire du vilebrequin, mais aussi une masse secondaire solidaire de la transmission. Ces deux masses coaxiales sont connectées par des ressorts qui permettent jusqu’à 120° de mouvement relatif, voire plus.
Avec volant moteur classique :
Dans le volant moteur traditionnel avec disque d’embrayage doté d’amortisseurs de torsion, les vibrations de torsion générées au ralenti sont transmises quasiment telles quelles à la boîte de vitesses, et occasionnent le claquement des pignons des roues de transmission (bruit de mitraillette).
Moteur Avec volant bimasse :
L’utilisation d’un volant bimasse au contraire, permet, grâce au système d’amortissement/ressort, de filtrer les vibrations de torsion générées par le moteur, les composants de la transmission ne s’entrechoquement pas -il n’y a pas le bruit de mitraillette ni de cliquetis – le confort du conducteur est pleinement assuré !
Le volant moteur bimasse ou double amorti. permet de rotation sans augmenter d’améliorer la filtration des irrégularités le poids du moteur.
Il est composé de deux masses distinctes liées entre elles par ressorts, de façon à leur permettre d’avoir un mouvement relatif entre elles.
Il y a donc une masse primaire liée au moteur et une masse secondaire liée à l’embrayage.
L’amortissement se fait sur les trois phases de fonctionnement :
-À la retenue (frein moteur).
-En stabilisé.
-À l’accélération.
L’amortissement doit être élevé lorsqu’il y a de grands angles d c’est-à-dire torsion, lors des phases de démarrage. En revanche il doit être plus faible lors des petits débattements en roulant.
Pour que la filtration et l’amortissement soient optimaux quel que soit le couple en phase d’accélération ou en frein moteur, les équipementiers montent deux, voire trois étages de ressorts. Ceux-ci entrent en action en deux ou trois temps, lorsque le couple augmente dans un sens ou dans l’autre.
Certains utilisent deux groupes de ressorts concentriques appuyant en série les uns sur les autres : un groupe de deux ressorts concentriques et un autre de trois ressorts.
Synthèse:
Les éléments fixes du moteur
Ils sont constitués par :
-le bloc-moteur ou bloc-cylindres,
-la culasse.
Les caractéristiques sont les suivantes :
1 . l’ensemble bloc-cylindres – culasse doit être indéformable,
2 le bloc sert de support au vilebrequin,
3. le cylindre guide le piston,
4. la culasse ferme le haut des cylindres par l’intermédiaire d’un joint.
Il existe différents types de blocs-cylindres :
1. blocs à alésage direct,
2. blocs à chemises amovibles : sèches ou humides.
Réalisation :
Les blocs moteurs et culasses sont réalisés par moulage de fonte ou d’alliage d’aluminium (alpax), matériaux moulables et bons conducteurs de la chaleur.
Les éléments mobiles du moteur
Ils sont constitués par :
-l’équipage mobile (vilebrequin, bielles, pistons, segments),
-la distribution (arbres à cames, soupapes, ressorts).
Les caractéristiques du piston :
Il est la paroi mobile du cylindre et réalise les variations de volume nécessaires à la réalisation du cycle.
Il permet de transformer la pression en force motrice (F= pS).
Son déplacement accomplit un travail (W = FIl).
La réalisation du piston :
Moulé, en alliage léger (peu d’inertie).
La tête reçoit la pression, la force produite est transmise à l’axe, les gorges reçoivent les segments, la jupe assure le guidage.
Les caractéristiques des segments :
1. coup de feu ou première étanchéité,
2. intermédiaire ou deuxième étanchéité,
3. racleur d’huile.
Les caractéristiques de la bielle :
La bielle effectue la liaison entre le mouvement rectiligne alternatif du piston et le mouvement circulaire continu du vilebrequin.
La réalisation de la bielle :
En acier matricé : sa section est en général en I afin de limiter les risques de flambage. La tête est munie de coussinets antifriction dont la couche superficielle fond en cas d’échauffement anormal par défaut de graissage.
Les déséquilibres dans un moteur proviennent des actions d’inertie produites par les éléments moteurs mobiles en mouvement.
Ordre de fonctionnement
L’équilibrage des moteurs oblige à:
-réaliser des vilebrequins de forme symétrique,
-répartir uniformément les explosions par tour.
Le cycle à quatre temps s’effectue sur deux tours de vilebrequin, soit 720°.
L’écart angulaire entre deux explosions devra être 720°/N (N étant le nombre de cylindres).
Autres éléments d’équilibrage
L’écart angulaire entre deux explosions est inversement proportionnel au nombre de cylindres. Le mouvement circulaire pulsatoire du vilebrequin est régularisé par un volant d’inertie appelé « volant moteur ». Les vibrations peuvent être diminuées en modifiant leur fréquence grâce à des masses fixes appelées ce Dampers . Des arbres d’équilibrage, entraînés en rotation par le vilebrequin à une vitesse deux fois plus grande, ont pour rôle de diminuer les actions verticales et latérales produites par les ensembles pistons-bielles.
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