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Le bas-moteur d’une voiture

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Le bas-moteur comprend le vilebrequin, les bielles, et les organes nécessaires à la lubrification de l’ensemble du moteur. Là aussi, l’accroissement des performances a entraîné une évolution sensible des techniques de construction de ces organes.

Le vilebrequin

Celui des premiers moteurs 4 cylindres ne comportait que 2 paliers sur lesquels tournaient les têtes de bielles. Pour limiter la friction au niveau de la tête de bielle, l’intérieur de celle-ci était revêtu, par coulage, de régule (d’où l’appellation de « bielles régulées »). La lubrification était assurée par barbotage, les masses d’équilibrage du vilebrequin portant des cuillères ramassant l’huile dans le fond du carter et, en remontant, la projetant vers l’embiellage et les pistons. Compte tenu de la médiocre qualité de l’huile, il n’était pas rare de "couler" une bielle, la régule fondant sous l’effet de la friction et du manque de lubrification. Le jeu entre tête de bielle, le régule fondant sous l’effet de la friction entraînant de graves dégâts. Les vilebrequins, eux-mêmes, se brisaient sous l’effet des « surrégimes ».

 

La lubrification sous pression au moyen d’une pompe entraînée par le moteur fut très vite adoptée. Un réseau de fines canalisations aboutissait aux paliers du vilebrequin, l’huile atteignant la tête de bielle par des forages réalisés dans le vilebrequin lors de son usinage.

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De 2, on est passé à 3, puis à 5 paliers. Plusieurs techniques sont utilisées pour la fabrication des vilebrequins : la plus utilisée est le forgeage, qui donne à la pièce une bonne rigidité. Une fois sorties du forgeage, les portées sont usinées ; celles qui constituent l’axe de rotation du vilebrequin (tourillons) et celles qui reçoivent les têtes de bielles. Puis les passages d’huile sont percés et bouchonnés extérieurement. Certains vilebrequins de moteurs à hautes performances sont spécialement traités pour leur donner une meilleure résistance à la fatigue et à l’usure.

 


Techniques de fabrication du vilebrequin

Pour les voitures de bas de gamme, on a réalisé des vilebrequins en fonte coulée, très faciles à produire en grandes quantités à prix de revient réduit. Renault inaugura cette technique avec le vilebrequin 5 paliers de la R8 dans les années 60, de même que Citroën qui l’appliqua à la DS en 1966. Les 5 paliers étaient nécessaires pour garder une bonne tenue mécanique avec un métal aussi cassant.

 

La forme des bielles a peu varié au cours des ans : elles se sont raccourcies avec la diminution de la course des vilebrequins, tandis que le diamètre de leur tête augmentait. Celle-ci est généralement démontable et maintenue par des boulons.

 


Les bielles

Les premières générations de bielles étaient régulées directement, puis rectifiées. En cas de bielle coulée (fusion du régule à la suite d’un échauffement généralement produit par une lubrification défectueuse), il fallait refaire la bielle en rapportant à nouveau une couche de régule et en la réusinant. Les bielles régulées ont été employées jusque dans les années 50, où elles ont été remplacées par des bielles recevant des coussinets en deux parties démontables. Ces coussinets ont la forme d’une coquille semi-circulaire en acier sur lequel est rapportée une couche de métal anti-friction : d’abord du régule, puis différents alliages plus performants à base d’indium, et même, plus récemment, de l’aluminium qui s’avère être un des meilleurs métaux anti-friction. L’avantage du coussinet est sa facilité d’emploi et sa plus grande robustesse comparée à celle du palier régulé. De plus, les coussinets sont fournis en plusieurs cotes réparation (3 au moins) permettant de s’adapter aux différentes cotes de rectification des vilebrequins.

 

L’articulation du pied de bielle est généralement constituée d’une simple bague en bronze, dans laquelle tourne l’axe du piston en acier traité. La lubrification se fait par barbotage, bien que certains constructeurs aient employé une bielle percée dans le sens de la longueur pour que le pied de bielle soit également lubrifié sous pression. Sur d’autres voitures, l’axe de piston est monté serré dans la bielle et tourne directement dans l’alliage léger du piston. Cette dernière technique donne des résultats très satisfaisants, et demeure la plus économique car elle permet de supprimer la bague en bronze ainsi que les circlips (anneaux métalliques) maintenant un axe monté flottant.

 



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