Le vilebrequin est un élément essentiel du moteur automobile. Il convertit la force du piston et de la bielle en couple, et le mouvement linéaire du piston en mouvement rotatif, permettant ainsi d'entraîner la transmission et les composants du moteur, le mécanisme pneumatique et autres dispositifs auxiliaires. En résumé, il s'agit du composant de puissance du véhicule.
La force exercée sur le vilebrequin est extrêmement complexe. Il fonctionne sous l'action combinée de la force du gaz, de la force d'inertie et de son moment, qui varient périodiquement, et supporte des charges alternées de flexion et de torsion. Par conséquent, le vilebrequin doit présenter une résistance à la fatigue et une rigidité suffisantes face à la flexion et à la torsion ; le tourillon doit présenter une surface d'appui et une résistance à l'usure suffisantes.
Le vilebrequin est généralement fabriqué par matriçage en aciers 45, 40Cr, 35Mn2 et autres aciers à moyenne teneur en carbone, ainsi qu'en aciers alliés à moyenne teneur en carbone. La surface du tourillon est soumise à une trempe haute fréquence ou à un traitement de nitruration, puis à une finition. Afin d'améliorer la résistance à la fatigue du vilebrequin et d'éliminer la concentration de contraintes, la surface du tourillon doit être grenaillée et les angles arrondis laminés. Il est à noter qu'un vilebrequin nitruré doit être renitruré après rectification, sous peine de rupture.
Le vilebrequin est constitué de plusieurs manivelles. Un maneton, deux bras de vilebrequin gauche et droit et deux tourillons principaux gauche et droit constituent un vilebrequin. La position relative ou la disposition des manivelles dépend du nombre de cylindres, de leur disposition et du déroulement du fonctionnement du moteur.
La rupture du vilebrequin débute généralement par la plus petite fissure, et la plupart des fissures se produisent dans la pièce de liaison avec le bras de manivelle, au niveau du congé de raccordement du tourillon de bielle du cylindre de tête ou du cylindre d'extrémité. Au cours du fonctionnement, la fissure s'agrandit progressivement et se rompt brutalement lorsqu'elle atteint un certain niveau. La partie brune se trouve souvent sur la surface brisée, qui est manifestement une ancienne fissure, et le tissu brillant et luisant est la trace qui a conduit à la rupture brutale ultérieure. Aujourd'hui, le rédacteur vous explique la cause de la rupture du vilebrequin.
Causes de fracture du vilebrequin du moteur
1. Les coins arrondis aux deux extrémités du tourillon du vilebrequin sont trop petits
Lors de la rectification du vilebrequin, la rectifieuse n'a pas réussi à contrôler correctement le congé axial. Outre l'ébauche de surface, le rayon du congé était trop petit, ce qui a généré une concentration importante de contraintes au niveau du congé lors du fonctionnement du vilebrequin, réduisant ainsi sa durée de vie en fatigue.
2. L'axe du tourillon principal du vilebrequin est décalé, ce qui perturbe l'équilibre dynamique du vilebrequin. Lorsque le moteur diesel tourne à haut régime, une forte force d'inertie est générée, provoquant la rupture du vilebrequin.
3. Comparaison à froid excessive du vilebrequin. Après une utilisation prolongée, notamment après un accident de brûlure ou de martelage du cylindre, le vilebrequin présente une flexion importante et doit être démonté pour une correction par pressage à froid. La déformation plastique du métal à l'intérieur du vilebrequin lors de l'étalonnage génère une contrainte supplémentaire importante, réduisant ainsi sa résistance. Une trop grande résistance à froid peut endommager ou fissurer le vilebrequin, et le casser peu après son installation.
4. Le volant moteur est desserré
Si le boulon du volant moteur est desserré, l'ensemble vilebrequin perdra son équilibre dynamique d'origine et le moteur diesel vibrera après avoir fonctionné, et générera en même temps une grande force d'inertie, entraînant une fatigue du vilebrequin et une rupture facile à l'arrière.
5. Mauvaise qualité du vilebrequin lui-même
L'achat d'un vilebrequin ne doit pas être avide de bas prix ; il est préférable de l'acheter auprès des revendeurs habituels. Il convient également de le vérifier soigneusement avant l'installation et, en cas de problème, de le remplacer ou de le retourner à temps. De plus, lors de la révision du moteur, le vilebrequin doit être soumis à un contrôle magnétique ou à une inspection par percussion immergée dans l'huile. Si des fissures radiales ou axiales s'étendent jusqu'au congé d'épaulement à la surface du tourillon, le vilebrequin ne peut pas être réutilisé.
6. La douille principale est différente de l'arbre
Lors de l'assemblage du vilebrequin, si les lignes centrales des bagues principales du bloc-cylindres ne sont pas sur le même axe, l'accident de brûlure des bagues et de maintien des essieux se produira facilement après le fonctionnement du moteur diesel, et le vilebrequin se brisera également sous la forte action de contraintes alternées.
7. Le jeu de l'ensemble vilebrequin est trop important
Si le jeu entre le tourillon du vilebrequin et la bague de palier est trop important, le vilebrequin heurtera la bague de palier après le fonctionnement du moteur diesel, mais l'alliage tombe et la bague est brûlée pour maintenir l'arbre, et le vilebrequin est également facilement endommagé.
8. Le temps d'alimentation en huile est trop tôt ou le volume d'huile de chaque cylindre est inégal
Si la pompe d'injection alimente le moteur trop tôt, le piston brûlera avant d'atteindre le point mort haut, ce qui provoquera des cognements du moteur diesel et des contraintes alternées sur le vilebrequin. Si la quantité d'huile fournie à chaque cylindre n'est pas uniforme, les tourillons du vilebrequin seront soumis à des contraintes inégales en raison de l'irrégularité des chambres d'explosion de chaque cylindre, ce qui entraînera une fatigue prématurée et des fissures.
9. Mauvaise lubrification du vilebrequin
Si la pompe à huile est très usée, le canal d'huile de lubrification est sale et la circulation n'est pas fluide, l'alimentation en huile sera insuffisante et la pression d'huile chutera, ce qui entraînera l'échec de la formation d'un film d'huile de lubrification normal entre le vilebrequin et la bague de palier, entraînant un frottement à sec et provoquant la combustion de la bague pour maintenir l'arbre. , vilebrequin cassé et autres accidents majeurs.
10. Le vilebrequin a été cassé après l'opération
Un accélérateur trop grand ou trop petit, des freinages fréquents ou une surcharge prolongée peuvent endommager le vilebrequin en raison d'un couple excessif ou de chocs. De plus, en cas d'accidents tels que la vitesse excessive, les collisions ou les soupapes supérieures, le vilebrequin est également sujet à la casse.
Diagnostic des pannes et élimination des fractures du vilebrequin du moteur
Afin d'éviter la rupture du vilebrequin, les mesures suivantes peuvent être prises lors de la maintenance :
Avant toute réparation du vilebrequin, vérifiez soigneusement l'absence de fissures. Insistez sur la zone de transition du congé. En cas de fissure, l'arbre doit être mis au rebut. Lors du polissage du tourillon, veillez à ce que le rayon du congé soit maintenu entre le tourillon et le bras de manivelle. La taille du congé ne doit pas être réduite arbitrairement. Veillez à l'état de surface du congé, sinon des concentrations de contraintes pourraient se former et provoquer la rupture du vilebrequin.
Deuxièmement, lorsque la taille du tourillon dépasse la limite, il est nécessaire d'utiliser une méthode ayant un impact moindre sur la résistance à la fatigue du tourillon pour le restaurer. L'intensité est considérablement réduite.
Le jeu d'accouplement et le jeu axial de chaque tourillon et palier doivent être conformes à la norme. Un jeu trop important peut endommager le vilebrequin en cas de choc. Un jeu trop faible peut entraîner une rupture du vilebrequin. Lors du montage, l'allumage doit être réglé avec précision, ni trop tôt ni trop tard, et l'équilibrage du vilebrequin, du volant moteur et de l'embrayage doit être assuré.
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