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Volants moteur pour Volvo pour CAMIONS
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Volant moteur - une vieille invention aux nombreuses applications modernes
Que ce soit sur un tour de potier ou dans un moteur moderne, les volants moteur sont utilisés depuis des milliers d'années pour stocker l'énergie cinétique et la libérer à nouveau. Dans la construction des véhicules modernes, les volants moteur sont également utilisés pour compenser les vibrations indésirables qui se produisent pendant le fonctionnement d'un véhicule.
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Utiliser le volant moteur pour stocker l'énergie cinétique
Pour stocker l'énergie cinétique, un volant moteur fonctionne selon la loi physique de l'inertie de la masse. En particulier dans les moteurs diesel à rotation lente, qui sont souvent utilisés industriellement, les volants d'inertie sont donc souvent utilisés pour maintenir le mouvement de rotation uniforme du moteur entre deux cycles de travail. À cette fin, une partie de l'énergie générée par un cycle de travail est temporairement stockée dans le volant d'inertie afin de la libérer à nouveau au cours des cycles suivants avant le cycle de travail suivant.
Volants moteur pour la compensation des vibrations indésirables dans les voitures
Dans les processus dynamiques tels que le fonctionnement des moteurs de voiture, des irrégularités se produisent, entre autres, en raison des fluctuations de vitesse. Cette irrégularité dite de rotation se manifeste par des vibrations, qui sont perceptibles acoustiquement, par exemple, par l'envolée de la carrosserie de la voiture, les secousses du moteur ou le cliquetis typique de la transmission lorsque le moteur tourne au ralenti. Ici, les volants d'inertie installés dans les voitures entre le moteur et la transmission compensent les vibrations indésirables du moteur, de la transmission et de l'ensemble de la chaîne cinématique. La masse en rotation d'un volant d'inertie a un effet très stabilisateur sur la position de la roue dans le sens de la rotation. Cet effet stabilisateur résulte du phénomène physique selon lequel les volants en rotation ne permettent pratiquement pas de changement d'angle de leur axe. Si le volant est ensuite fixé à un objet comme une partie d'une voiture, l'effet stabilisateur du volant en rotation est transféré à l'objet. En d'autres termes, dans la voiture, au moteur, à la transmission et ensuite à toutes les parties associées du groupe motopropulseur. Comme la chaîne cinématique est reliée au véhicule, la force stabilisatrice du volant d'inertie en rotation est finalement transférée à l'ensemble du corps.
Les volants moteur modernes à double masse vous apportent plus de confort
Dans les voitures particulières modernes, on utilise de plus en plus souvent des volants à double masse, qui réduisent les vibrations liées au couple afin de garantir un fonctionnement plus souple du moteur tout en offrant un plus grand confort de conduite. Les volants à double masse sont constitués de deux volants fonctionnant indépendamment l'un de l'autre, qui sont reliés entre eux par une douille ou un palier d'une part et qui fonctionnent séparément l'un de l'autre par un système de ressorts et autres amortisseurs réglés avec précision d'autre part. Dans le groupe motopropulseur d'une voiture particulière typique, les volants à double masse sont installés dans le groupe motopropulseur entre le moteur et la transmission. En relation avec ce type de volant, on parle d'une masse de volant primaire et secondaire car le volant côté transmission est plus lourd que le volant côté moteur.
Volants d'inertie
Les véhicules modernes sont équipés d'un volant bimasse, qui a remplacé le volant traditionnel. En principe, il s'agit de deux volants moteurs. D'où de nombreuses questions sur ce composant situé entre le moteur et la boîte de vitesses. Vous trouverez ci-dessous les réponses aux questions les plus fréquentes concernant le volant bimasse
Pourquoi a-t-on besoin d'un volant ?
Nous apprenons en physique qu'un volant d'inertie peut également être utilisé comme accumulateur d'énergie, car il réagit très lentement en raison de sa grande masse. Ce principe est aussi utilisé dans la chaîne cinématique d'une voiture. Le moteur à combustion fonctionne par cycles, à savoir, à quatre temps. Cela signifie que le piston se déplace plusieurs fois avant l'allumage proprement dit. Ce processus est multiplié par le nombre de cylindres du moteur.
Le besoin d'un volant d'inertie est le plus évident sur un moteur monocylindre. Le piston ne transmet pas un mouvement de rotation régulier au vilebrequin. Pendant la course du piston, une certaine partie de l'énergie est utilisée pour le pousser vers le haut. Par conséquent, le mouvement de rotation est très irrégulier. À cela s'ajoutent des forces centrifuges, car le piston tourne suivant un schéma de rotation (bielle par rapport au vilebrequin avec poids d'équilibrage). Toutes ces forces sont bien entendu également présentes dans un moteur à plusieurs cylindres.
Il en résulte des oscillations et des vibrations. Celles-ci sont transmises par le vilebrequin à l'arbre de la boîte de vitesses et se propagent jusqu'aux pignons. Ces oscillations provoquent des dommages et peuvent être désagréables pour les passagers dans certaines plages de fréquences (en fonction du régime). La masse d'un volant d'inertie compense ces irrégularités et permet ainsi des vitesses de rotation plus faibles. Le fonctionnement du moteur est plus silencieux et l'usure est réduite.
Le besoin d'un volant d'inertie est le plus évident sur un moteur monocylindre. Le piston ne transmet pas un mouvement de rotation régulier au vilebrequin. Pendant la course du piston, une certaine partie de l'énergie est utilisée pour le pousser vers le haut. Par conséquent, le mouvement de rotation est très irrégulier. À cela s'ajoutent des forces centrifuges, car le piston tourne suivant un schéma de rotation (bielle par rapport au vilebrequin avec poids d'équilibrage). Toutes ces forces sont bien entendu également présentes dans un moteur à plusieurs cylindres.
Il en résulte des oscillations et des vibrations. Celles-ci sont transmises par le vilebrequin à l'arbre de la boîte de vitesses et se propagent jusqu'aux pignons. Ces oscillations provoquent des dommages et peuvent être désagréables pour les passagers dans certaines plages de fréquences (en fonction du régime). La masse d'un volant d'inertie compense ces irrégularités et permet ainsi des vitesses de rotation plus faibles. Le fonctionnement du moteur est plus silencieux et l'usure est réduite.
Pourquoi un volant bimasse ?
Ces vibrations ne se produisent toutefois pas uniquement au niveau du moteur. Une vibration secondaire peut également être constatée au niveau de l'arbre de transmission. Un volant bimasse réduit le moment d'inertie de la masse. Grâce aux ressorts intégrés, la plage de fréquence de résonance déjà mentionnée est davantage réduite. Grâce aux deux volants d'inertie reliés entre eux, les vibrations sont donc également absorbées par la boîte de vitesses. Les vibrations de rotation sont ainsi complètement découplées de la chaîne cinématique. Outre une plus grande longévité et un confort de conduite accru grâce à la suppression des vibrations désagréables dans les zones habituelles, la réduction du régime de ralenti permet également de réaliser des économies de carburant considérables.
Pourquoi remplacer le volant bimasse en même temps que l'embrayage ?
Nous en venons donc à l'inconvénient par rapport au volant rigide traditionnel. En raison de sa conception, le volant bimasse composé d'un volant secondaire et d'un volant primaire est nettement plus sujet aux dommages. C'est pourquoi les constructeurs automobiles recommandent de remplacer le volant bimasse en cas de panne d'embrayage. La plupart du temps, c'est l'inverse qui se produit : le volant bimasse présente un défaut et l'embrayage est alors remplacé en même temps que le volant.
À quoi reconnaît-on une défaillance du volant bimasse ?
Plusieurs signes permettent de détecter la défaillance d'un volant bimasse. Il s'agit notamment d'une détérioration de la manœuvrabilité (le passage des vitesses est plus difficile que d'habitude), d'oscillations et de vibrations soudaines et désagréables, d'un bruit inhabituel provenant de la zone de la cloche de la boîte de vitesses, allant jusqu'à un cliquetis au niveau de la boîte de vitesses.
Comment contrôler le volant bimasse ?
Si de tels bruits se manifestent, il faut démonter la boîte de vitesses pour procéder à d'autres contrôles. Un examen visuel est alors effectué pour vérifier l'absence de fuites au niveau des roulements, de traces de chauffe (coloration bleue des alliages d'acier) et de dommages mécaniques. Enfin, on vérifie l'angle de dépouille. Pour cela, un disque gradué est nécessaire.
Avant que les ressorts de torsion ou de tension n'agissent, les deux masses peuvent être tournées l'une par rapport à l'autre. Le disque gradué permet de vérifier si cette rotation correspond encore à la torsion théorique des ressorts. Ensuite, on vérifie encore le jeu de basculement des deux disques de masse. Les mesures doivent ensuite être comparées avec les données du fabricant concernant le jeu de basculement. En cas de divergence, il faut changer le volant bimasse.
Avant que les ressorts de torsion ou de tension n'agissent, les deux masses peuvent être tournées l'une par rapport à l'autre. Le disque gradué permet de vérifier si cette rotation correspond encore à la torsion théorique des ressorts. Ensuite, on vérifie encore le jeu de basculement des deux disques de masse. Les mesures doivent ensuite être comparées avec les données du fabricant concernant le jeu de basculement. En cas de divergence, il faut changer le volant bimasse.
Conclusion : beaucoup d'avantages, mais aussi des inconvénients - faut-il donc opter pour des volants d'inertie bon marché comme pièces de rechange ?
L'embrayage a ainsi une durée de vie plus courte. Si l'on ajoute à cela le coût du volant bimasse, le coût global grimpe de manière significative par rapport au coût des volants traditionnels. Toutefois, ce composant est également nécessaire pour répondre aux exigences en matière de gaz d'échappement toujours plus strictes. Certains fournisseurs peu scrupuleux ont eu l'idée de proposer des kits d'embrayage contenant un volant d'inertie rigide et donc moins cher. Cependant, cela est fortement déconseillé, car le mécanisme est conçu pour être adapté au volant bimasse.
Le poids n'est pas adapté aux caractéristiques de puissance du moteur. En fin de compte, des dommages consécutifs plus coûteux que le remplacement du volant bimasse peuvent être déclenchés. Nous déconseillons également les pièces bon marché. Leur durée de vie est généralement nettement plus courte que celle d'un volant bimasse de haute qualité d'un fabricant de marque. Par ailleurs, l'utilisation de puces de réglage doit également être reconsidérée. Les données de performance modifiées ne correspondent plus à la masse et au comportement inertiel calculé du volant bimasse utilisé. Cela peut également entraîner d'importants dommages consécutifs.
Le poids n'est pas adapté aux caractéristiques de puissance du moteur. En fin de compte, des dommages consécutifs plus coûteux que le remplacement du volant bimasse peuvent être déclenchés. Nous déconseillons également les pièces bon marché. Leur durée de vie est généralement nettement plus courte que celle d'un volant bimasse de haute qualité d'un fabricant de marque. Par ailleurs, l'utilisation de puces de réglage doit également être reconsidérée. Les données de performance modifiées ne correspondent plus à la masse et au comportement inertiel calculé du volant bimasse utilisé. Cela peut également entraîner d'importants dommages consécutifs.