Vilebrequin : Tout connaître sur cette pièce centrale du moteur !

La composition du vilebrequin

Qu’est-ce qu’un vilebrequin ?

Première question qui peut vous trotter dans la tête c’est : « Qu’est-ce qu’un vilebrequin ? ». D’un point de vue étymologique, le vilebrequin tient sa racine du néerlandais et du mot « vimmelkijn » qui signifie « tarière ». La tarière est un outil qui est utilisé afin de percer le sol ou des matériaux tels que le bois.

Minute histoire : Historiquement, il s’agit d’un des éléments principal du système bieille-manivelle, qu’on l’on retrouvait dès le IIe siècle, dans la scierie de Hiérapolis en Asie-Mineur (actuellement la Grèce)

Aujourd’hui ce même mécanisme est implémenté dans les moteurs de nos voitures, qui à l’aide de bielles permettent de transformer le mouvement linéaire des pistons en mouvements rotatifs continus, et réciproquement. Pour quel but ? Transmettre l’énergie de transmission dans les cylindres à l’arbre de sortie du moteur.

Matériaux – fabrication

Toutefois il est intéressant de noter qu’en fonction du véhicule que vous avez, vous ne demanderez pas les mêmes choses à votre vilebrequin. En effet si vous avez un véhicule particulier de série, la composition de votre vilebrequin sera soit, composée de fonte, soit d’un acier forgé usiné (monobloc), dans le but d’avoir un vilebrequin résistant et endurant.

Si votre véhicule est équipé d’un moteur turbo, par exemple si vous faîtes de la course ou si vous avez décidé de tunner votre moteur, votre vilebrequin sera alors surement composé d’un acier forgé, très faiblement constitué d’alliage, mais qui peut être enrichis par certains matériaux tels que le nickel-chrome. La volonté ici sera d’avoir des pièces moins lourdes au sein du moteur, pour que le moteur réalise de meilleures performances.

Ces pièces, plus légères certes, peuvent cependant plus facilement casser, car vu qu’elles sont plus légères, elles sont également plus fragiles.

Régulièrement des équilibrages statiques et dynamiques seront nécessaires afin de s’assurer des bonnes performances du vilebrequin.

Comment marche un vilebrequin ?

Maintenant que nous connaissons le rôle du vilebrequin, il est temps de passer à la composition du vilebrequin.

Les bielles

Comme observé précédemment, les bielles sont des éléments qui permettent la liaison entre les pistons et le vilebrequin. Dans le système bielle-manivelle, c’est cette dernière qui va permettre la transformation du mouvement linéaire en mouvement rotatif.

La bielle est une tige où se trouvent deux articulations, une à chaque extrémité dans le but de transmettre une force ainsi qu’un mouvement aux pistons. Les bielles sont fixées sur le vilebrequin grâce à des manetons, dans certains cas, ce maneton peut être muni d’un contrepoids afin d’éviter les vibrations occasionnées par les pistons.

Les tourillons et les paliers

Les tourillons sont des arbres tournants, qui sont maintenus au travers de paliers. Le but du tourillon est de guider le vilebrequin dans sa rotation.

Les tourillons sont alignés sur le vilebrequin grâce à des paliers. Entre ses paliers nous retrouvons les manetons vu précédemment.

Attention : Les paliers sont soutenus par des joints, appelé les joints de paliers, qui peuvent avec l’usure, occasionner des fuites, qui pourront par la suite vous valoir une contre-visite au contrôle technique. C’est une raison d’être très vigilant sur les pièces qui composent votre vilebrequin !

Les coussinets

Eléments situés entre la bielle et le vilebrequin, les coussinets (ou demi coussinets) sont des éléments qui permettent de réduire les frictions entre les bielles (ou le palier) et le vilebrequin. De plus il faut savoir que les coussinets sont des éléments, qui assurent également la lubrification du vilebrequin.

Il faut savoir que le vilebrequin baigne partiellement dans de l’huile moteur, par conséquent les coussinets sont lubrifiés grâce à l’huile et permet ainsi le bon fonctionnement du vilebrequin. Il est important de bien s’assurer du niveau d’huile de votre moteur, si le niveau est trop bas, la lubrification ne pourra pas être bien effectuée, au contraire si le volume d’huile est trop important, le vilebrequin recevra trop d’huile.

Les accessoires

Le vilebrequin permet d’enclencher d’autres pièces du moteur. D’un côté, l’action du vilebrequin permettra l’activation de la courroie ou de la chaîne de distribution. De l’autre, le vilebrequin enclenche le volant moteur, où se trouve notamment le capteur PMH.

Architecture du vilebrequin

Afin de comprendre l’architecture du vilebrequin, il est bon de se rappeler qu’un cycle du moteur équivaut à 720° pour les moteurs à 4 temps.

La géométrie du vilebrequin peut donc varier en fonction du nombre de cylindres qui composent votre moteur. Le nombre de cylindres, va permettre un calage des pistons plus régulier, ce qui va permettre au moteur d’avoir de meilleures performances, car ce dernier va tourner plus rond.

Les moteurs 4 cylindres

Dans le cas des moteurs à 4 cylindres en ligne, le calage des pistons va se faire à 180°. Le calcul se fait de la façon suivante : 720° (un cycle moteur) divisé par 4 cylindres (il peut exister des exceptions pour les véhicules avec moins de cylindres). Des variations peuvent toutefois être se faire en fonction du nombre de tourillons qui composent votre vilebrequin.

Les moteurs 6 cylindres et +

Pour les moteurs à 6 cylindres, en reprenant la manipulation vue précédemment, le calage va s’opérer tous les 120°. Pour ce type de moteur, les manetons sont alors alignés 2 par, ce qui donne une équivalence de deux vilebrequins de trois cylindres.

Les manipulations vont être les mêmes pour les moteurs 8 et 12 cylindres.

Les autres cas

Pour le cas des moteurs monocylindres, le calage se fera quoi qu’il arrive tous les 720°. Par contre pour les moteurs bicylindres, cela peut dépendre. Si les manetons sont alignés, ici le calage se fera tous les 360°, ou alors s’ils sont en opposition cela donnera un calage tous les 180°.

Pour le cas des moteurs trois cylindres en ligne, comme par exemple pour les véhicules Smart, le calage sera effectué tous les 240°.

Quelles sont les autre pièces de la distribution