La bielle
La bielle : définition
La bielle relie le piston au vilebrequin. Ensemble, ils transforment le mouvement linéaire (va et viens du piston) en un mouvement rotatif.
Une bielle est composée :
- d'une tête relié au vilebrequin,
- d'un pied relié a l'axe du piston,
- d'un corps qui relie la tête et le pied,
- ainsi que de coussinets ou de roulements situés dans la tête et le pied pour réduire les frottements et faciliter le mouvement rotatif.
Les types de bielles
Les bielles monoblocs :
La bielle est moulée en une seule pièce, nécessite l'utilisation d'un villebrequin démontable.
Bielle monobloc
Les bielles assemblées :
La bielle est en deux parties, la tête dispose d'un "chapeau" qui sera maintenu par des vis et/ou boulons. Une bielle assemblée permet l'utilisation d'un villebrequin monobloc et facilite les interventions sur les pieces en mouvements.
Bielle assemblée
Les bielles fendues :
Méthode peu répendue, la bielle principale est fendu au niveau de la tête pour permettre à la bielle secondaire de s'accoupler au même maneton du villebrequin. (harley-davidson, indian).
Bielle fendue
Longueur des bielles :
La longueur de la bielle dépend de la course du piston (distance qu'il va parcourir sur 1 descente) et la distance entre l'axe du villebrequin et le maneton ou la bielle s'accroche. En pratique un moteur avec des bielles longues favorise le couple, alors qu'un moteur à bielles courtes favorisera le régime de rotation (puissance).
Les contraintes
La composition, la longueur et la forme d'une bielle dépend des contraintes quelle va endurer. Elle va subire des tractions, des compressions, de la flexion et aussi des contraintes thermiques : le pied, au niveau du piston, subi de très fortes températures alors que la tête se trouve lubrifiée et donc refroidie par le bain d'huile au niveau du villebrequin.
Pour supporter ces contraintes, la bielle est construite dans un matériaux très résistant (même du titane en compétition), on pour la plupart un profil en I, et parfois un nervurage qui renforce la tête et le pied.
Contraintes d'une bielle
La différence de taille entre la tête et le pied est due principalement aux frottements qui sont beaucoup plus présent sur la liaison bielle/maneton du villebrequin qu'au niveau bielle/axe du piston.
Les liaisons
Coussinet ou bague :
La plus répandue est la méthode des deux demi-coussinets avec une bielle assemblée pour la tête et une bague pour le pied.
Demi-coussinets de bielle
Si la bielle est monobloc il faudra alors utiliser une bague pour la tête et pour le pied. Le matériaux utilisé doit avoir un faible coéficient de friction (reduire les frottements et faciliter le mouvement de rotation de la tête sur le maneton du villebrequin). Il faut toutefois assurer une lubrification optimale des coussinets ou bagues.
Roulement à rouleaux ou aiguilles :
Ils réduisent un peu plus les frottements que les bagues et nécessite moins de lubrification. Par contre ne peuvent etre monté que sur les bielles monoblocs, ce qui impose le villebrequin démontable. Une technique couteuse qui n'est plus obligatoire grace aux progres de fabrication actuels.
Roulements de bielle