Une bielle qui est aussi appelée con rod est une des pièces majeures d’un moteur à combustion interne. Bien qu’il soit également utilisé sur le moteur à vapeur mais a trouvé une grande importance sur les véhicules.

Une bielle relie le piston au vilebrequin qui aide à la conversion du mouvement alternatif du piston en rotation du vilebrequin. La pièce fonctionne comme un bras de levier et il est nécessaire de transmettre les forces de compression et de traction du piston et de tourner aux deux extrémités.

Aujourd’hui, nous allons examiner la définition, les fonctions, le matériau, les pièces, le fonctionnement et le diagramme des bielles.

Définition de la bielle

Une bielle ou conrod convertit le mouvement linéaire de haut en bas ou le mouvement alternatif du piston en mouvement circulaire du vilebrequin. Elle subit une tension, une compression, une flexion et un flambage au cours du processus.

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Matériaux de bielle

Les bielles sont généralement fabriquées à partir d’un matériau en alliage d’aluminium moulé, ce qui aide à résister aux contraintes qui se produisent au cours du processus.

Dans la production de masse, la bielle est généralement en acier. Pour les applications à haute performance, on utilise une billette, qui sont usinées à partir d’une billette solide et non moulées ou forgées.

Cependant, la fonte peut être utilisée pour des applications moins coûteuses et à faible performance, comme les scooters à moteur.

Nomenclature de conception

• A = surface de section transversale de la bielle.
• L = longueur de la bielle.
• C = limite d’élasticité en compression.
• Wcr = charge d’écrasement ou de flambage.
• Ixx = moment d’inertie de la section autour de l’axe x
• Iyy = moment d’inertie de la section autour de l’axe y respectivement.
• Kxx = rayon de giration de la section autour de l’axe x
• Kyy = rayon de giration de la section autour de l’axe y respectivement.
• D = diamètre du piston r = rayon de la manivelle

Pièces de bielle

Les pièces de bielle du moteur à combustion interne se composent d’une grosse extrémité, d’une bielle et d’une petite extrémité.

Les pistons sont reliés à la petite extrémité de la bielle par un axe de piston ou un axe de poignet qui peut pivoter dans le piston. Cet axe constitue un point de pivot entre le piston et la bielle. L’axe de piston est maintenu en place avec une pince à ressort ou un verrou d’axe de piston.

La partie de la grosse extrémité de la bielle est montée sur le maneton avec un palier lisse, ce qui réduit la friction. Mais certains petits moteurs utilisent un palier pour éviter la nécessité d’une lubrification par pompe.

Généralement, un trou d’épingle est percé à travers le palier sur la grosse extrémité de la bielle. Il permet à l’huile de lubrification de pomper dans le côté poussée de la paroi du cylindre pour lubrifier la course des pistons et les segments de piston.

Enfin, sur les parties de la bielle, la bielle peut tourner aux deux extrémités, de sorte que l’angle entre la bielle et le piston peut changer lorsque la bielle effectue un mouvement de va-et-vient autour du vilebrequin.

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Fonctions de la bielle

• La fonction première d’une bielle est de créer un lien entre le piston et le vilebrequin afin de transmettre la puissance.
• La bielle aide à délivrer l’huile de lubrification aux parois du cylindre et à l’axe du poignet ou à l’axe du goujon.

Types de bielle

Les types de bielle sont basés sur le matériau avec lequel ils sont fabriqués. Voici les différents types de bielles disponibles sur le marché :

Cornes à billettes :

les bielles à billettes sont usinées à partir d’une seule pièce d’acier ou d’aluminium. C’est plus léger, plus fort, plus durable que les autres types de bielles. Les bielles de type billette sont normalement utilisées pour les véhicules de course haut de gamme.

Le produit est parfois conçu pour réduire les élévateurs de stress et faciliter le grain naturel du matériau billette.

Bielle coulée:

La tige coulée est plus préférée par les fabricants car elle est capable de gérer une charge d’un moteur stock. Le coût de production est moins élevé, mais ne peut pas être utilisé dans les applications à forte puissance de plus de 450 jusqu’à 6 000 tr/min.

Une bielle coulée contient une couture notable au milieu qui la différencie du type forgé.

Bielle forgée:

Les bielles fabriquées par forgeage sont faites en forçant le grain du matériau sélectionné à la forme de la bielle. Le matériau peut être un alliage d’acier ou d’aluminium selon les propriétés requises.

Bien, les fabricants de tiges forgées utilisent différents types d’alliages d’acier, de chrome et de nickel. Le produit final n’est pas fait pour être cassant. Les nickels ou l’alliage de chrome augmentent la résistance d’une bielle.

Métal en poudre:

la bielle en métal en poudre est également un choix approprié pour les fabricants. Elle est produite avec un mélange de métaux en poudre qui est pressé dans un moule et chauffé à haute température. Cela fait fondre le mélange en une forme solide.

Un léger usinage peut être nécessaire mais le produit sort du moule fondamentalement un produit fini. Les bielles en métal pulvérisé sont moins coûteuses à fabriquer que l’acier et plus solides que les bielles moulées.

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Problèmes de la bielle

La bielle peut connaître des problèmes lors de son fonctionnement. Cela est dû au fait qu’elle subit diverses contraintes pendant dans la chambre de combustion. Certains de ces problèmes peuvent être réglés alors que d’autres ont nécessité le changement complet de la bielle. Pendant le fonctionnement, la bielle est étirée et comprimée, ce qui peut entraîner sa rupture. La tige cassée peut endommager complètement le moteur. Voici la défaillance qui se produit sur une bielle :

Fatigue :

C’est la principale raison pour laquelle la bielle se casse. Elle se produit souvent dans les moteurs plus anciens. La compression et l’étirement de la bielle pendant le processus ont lieu des milliers de fois en une minute. Cela provoque une usure de la pièce jusqu’à ce qu’elle finisse par se casser. Le manque d’huile et la présence de saletés dans le moteur peuvent accélérer ce problème.

Les nouveaux moteurs peuvent également connaître une fatigue dans la liaison si le moteur est reconstruit. Eh bien, cela se produit lorsque des pièces bon marché ou les mauvaises sont utilisées.

Hydrolock:

Hydrolock est causé lorsque l’eau pénètre dans la chambre du piston conduire à la déformation de la bielle. Cela se produit généralement lorsque le véhicule roule dans une rue inondée.

Une petite quantité d’eau dans le cylindre peut provoquer des bruits de cognement ou de tapotement qui peuvent être facilement réparés. Cependant, s’il y a beaucoup d’eau dans le cylindre, tout l’espace pour le temps d’étincelle a été pris, ce qui peut faire plier ou casser la tige du cylindre.

Surrégime :

Le surrégime est une défaillance qui se produit dans les moteurs neufs et à haute performance. Si le tachymètre affiche du rouge, cela indique que l’état de la bielle est en danger. En effet, les forces agissant sur la bielle augmentent considérablement à haut régime.

Défaillance de la goupille :

L’axe de piston qui relie la bielle au piston s’use et provoque une défaillance. Dans certains moteurs, cela entraîne une défaillance catastrophique du moteur. C’est le cas lorsque la bielle va dans le bloc moteur ou lorsque le vilebrequin est plié.

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Dans certains moteurs, cela entraîne une perte de puissance. Si tel est le cas, c’est-à-dire si le moteur s’est arrêté immédiatement après la rupture de la goupille. Il y a une probabilité que le moteur soit sauvé sinon une panne totale pourrait survenir.