Palier de bielle: dispositif, objectif, spécifications, caractéristiques de fonctionnement et de réparation

Un moteur à combustion interne fonctionne en faisant tourner le vilebrequin. Il tourne sous l’action de bielles qui transmettent au vilebrequin les efforts de translation des pistons dans les cylindres. Pour que les bielles fonctionnent en conjonction avec le vilebrequin, un palier de bielle est utilisé. Il s’agit d’un palier lisse sous la forme de deux demi-anneaux. Fournit la possibilité de rotation du vilebrequin et de fonctionnement à long terme du moteur. Regardons de plus près ce détail.

description générale

Le palier de bielle (également connu sous le nom de douille) est un palier à douille. Il est installé dans la tête inférieure de la bielle et ferme le col du vilebrequin. La pièce se compose de deux demi-anneaux en acier avec un revêtement spécial qui réduit les frottements. Les demi-anneaux ont des rainures pour la lubrification et un demi-anneau a un trou d’alimentation en huile.

Le coussinet de bielle n’a pas de contact direct avec le tourillon de vilebrequin. Les pièces frottent de manière hydrodynamique spéciale en raison du film d’huile formé dans l’espace entre le tourillon d’arbre et le roulement.

Conditions de fonctionnement des chemises de moteur

Du fait de la formation d’un film d’huile, une concentration locale de charges est évitée. Mais si certaines conditions sont créées, le régime hydrodynamique normal du roulement passera à un régime mixte. Cela peut arriver s’il n’y a pas assez de pression d’huile dans le moteur, l’ensemble est soumis à de fortes charges, la viscosité de l’huile est faible, le lubrifiant est surchauffé et la rugosité de l’arbre et de la surface de roulement augmente. De plus, un mode mixte peut se produire en raison d’une huile sale, d’une déformation des roulements et de défauts géométriques.

Dans ce mode mixte, le palier de bielle peut entrer en contact avec la surface du tourillon de vilebrequin, ce qui peut entraîner des éraflures, une usure accrue et un frittage de l’arbre avec le palier.

Les matériaux et leurs caractéristiques

Les matériaux pour la fabrication de ces pièces doivent avoir de nombreuses caractéristiques et propriétés qui se contredisent parfois. En général, le matériau détermine la fiabilité et la qualité du roulement. La différence entre les différents modèles réside dans le matériau et le revêtement anti-friction.

Par conséquent, le matériau doit avoir une résistance à la fatigue suffisante: ce sont les charges cycliques maximales que l’élément peut supporter pendant un nombre illimité de cycles. Si cette charge est dépassée, des fissures commenceront à apparaître en raison de la fatigue du métal.

Une autre propriété importante est la résistance du matériau à la prise. Il s’agit de la capacité du matériau des paliers de vilebrequin et de bielle à résister au frittage avec le métal de l’arbre en contact direct.

La résistance à l’usure est la propriété d’un matériau à conserver ses dimensions géométriques, malgré la présence d’abrasifs dans le lubrifiant, et également sous condition de contact direct avec le vilebrequin. Le matériel doit être fonctionnel. Cela signifie que le roulement doit compenser les défauts mineurs du vilebrequin et du siège de bielle par une usure ou une déformation localisée. Le matériau doit être capable de piéger l’abrasif et la saleté circulant dans l’huile. Une autre qualité importante est la résistance à la corrosion.

Un fonctionnement long et fiable des paliers de bielle du moteur n’est obtenu qu’en combinant des matériaux à haute résistance avec la douceur des spécialistes. La doublure doit être souple et dure à la fois. Cela peut sembler paradoxal, mais les produits modernes combinent toutes ces caractéristiques.

Dispositif de roulement

En fait, le matériau à partir duquel ces pièces sont fabriquées est beaucoup plus important que les caractéristiques géométriques. Le palier lisse se compose de plusieurs couches. Il existe des éléments bimétalliques et des éléments trimétalliques.

Les demi-paliers de la bielle sont constitués d’une embase en acier. L’acier fournit aux pièces la rigidité nécessaire, ainsi que l’étanchéité.

Vient ensuite la deuxième couche – revêtement anti-friction. Il est assez épais: l’épaisseur est de 0,3 millimètre. L’épaisseur de cette couche est très importante pour le roulement. Il peut être roulé même avec de gros défauts d’arbre. Le roulement a des propriétés absorbantes élevées. La composition de la couche antifriction comprend six à vingt pour cent d’étain, ainsi que deux à quatre pour cent de silicium. L’alliage peut également contenir des éléments tels que le nickel, le cuivre, le manganèse, le vanadium.

Ici, en plus de la base en acier, il y a aussi une couche de cuivre: en plus du cuivre, elle contient jusqu’à 25 % de plomb et jusqu’à 5 % d’étain. Le revêtement anti-friction est constitué d’un alliage à base d’étain et de plomb. Le revêtement n’est pas épais, environ 20 microns. Une telle épaisseur confère une résistance à la fatigue, mais les propriétés antifriction sont réduites. Aussi, entre les couches principale et intermédiaire, le revêtement est recouvert de nickel; l’épaisseur ne dépasse pas 2 µm.

Caractéristiques de fonctionnement

Pendant le fonctionnement, le roulement de bielle s’use, et c’est la première raison pour laquelle il est changé. Peu importe à quel point le propriétaire de la voiture essaie de protéger ces objets, les lois de la physique font des ravages et cela ne peut être évité. La couche anti-friction est effacée, le vilebrequin a du jeu, la pression d’huile et la quantité de lubrifiant sont réduites. En conséquence, en raison de la friction accrue, des pannes se produisent.

Une autre situation est la rotation des chemises. C’est aussi une raison de remplacer. La chemise est simplement collée sur le col du vilebrequin. Le moteur s’arrête. Parmi les raisons figurent une graisse épaisse avec une grande quantité de résidus, le manque d’huile, le non-respect des couples de serrage des roulements de bielle.

Conclusion

Comme vous pouvez le constater, les chemises sont de petites pièces, mais très importantes pour le bon fonctionnement du moteur. Sans eux, le moteur ne fonctionnerait tout simplement pas. Ce sont des produits technologiques capables de supporter de lourdes charges, des températures élevées et des vitesses exorbitantes. Et c’est précisément à cause de la présence de revêtements dans le moteur que vous devez changer l’huile plus souvent – la saleté tue les roulements. Les éléments eux-mêmes ne sont pas si chers, mais pour les remplacer, vous devez démonter complètement le moteur. Ce travail n’est pas facile, il demande des connaissances, de l’expérience et beaucoup de temps.