Vilebrequin et matière

Papy54
Compagnon
18 Juin 2009
1 097
54 Nancy Lorraine
  • Auteur de la discussion
  • #1
Merci également pour les explications...
J'ignorais que l'on pouvait fabriquer des vilebrequins en fonte. Je pensais que tous étaient en acier forgé.
Sauf pour les modélistes où les efforts sont plus modestes et l'outillage de forge est inapproprié pour quelques unités.
 
TRD
Compagnon
13 Février 2010
852
Rhône Alpes
De tres nombreux vilebrequins des moteurs de la fin du 20 eme siecle etaient en fonte GS galetee. Par exemple tous ceux de Renault. Y compris ceux des moteurs des fameuses R5 Turbo 2. Le 1397 cm3 a développé jusqu’à 380 chevaux en 1985.

Il y avait cependant de nombreuses exceptions. Par exemple ceux des Alfa GTV coupé Bertone avec laquelle j’ai gagné mon premier rallye étaient en 42CD4 nitruré Tenifer.

Mais depuis l’avènement des moteurs Diesel à injection haute pression (common rail) la tendance c’est inversee. Il y a de plus en plus de vilos acier, nitrurés. Par exemple celui des BMW 123 d (2 litres Diesel biturbo, 204 chevaux) est en 40CD4 nitruré.

De plus, les vilebrequins de quatre cylindres autrefois generalement à huit contrepoids sont maintenant de plus en plus souvent equipés de 8 contrepoids.

Les coussinets des moteurs sont de plus en plus souvent des sputter.

Le resultat, vous le connaissez : autrefois, on coulait des bielles de moteurs developpant 50 chevaux au litre et les vilos etaint rectifiés une ou deux fois. Ils finissaient par casser. De nos jours, on nous donne des primes pour mettre à la casse des autos dont les moteurs fonctionnent encore apres 400 000 km en developpant 100 à120 chevaux au litre.

Les vilos modernes nitrurés ne sont plus réparables par rectification. Parce qu’ils ne sont nitrurés que sur 0,15 mm.

Un bon vilo de course est en 32CDV13 refondu sous vide et nitruré sur 1 millimètre au moins. Il est grenaillé et tribofini. C’est un veritable miroir. Ça coute 10 000 Euros piece.
Mais c’est incassable. Meme dans un moteur de Formule 1.

Sincerement, les lubrifiants se sont améliorés, mais les choix de materiaux ont été décisifs dans l’évolutIon de la fiabilité des moteurs.

Par contre, je ne connais qu’un seul moteur à carter-cylindres en fonte GS: le V6 1500 cm3 Renault de Formule un du debut des années 80. il a atteint 1200 chevaux en qualif...
 
Dernière édition:
TRD
Compagnon
13 Février 2010
852
Rhône Alpes
Allez, un petit tuto "pour les nuls en métallo". Promis, après , on ne vous traitera plus de nuls !

Grossièrement :

Austénite : c'est mou et ça s'allonge facilement. ça ne s'aimante pas. Typiquement, la plupart des aciers inox courants ceux " à casserole" par exemple (pas tous parce qu'il y a des inox ferritiques, martensitiques (pour la coutellerie) et d'autres (austéno-ferritiques, par exemple)
Ferrite : c'est de l' "acier normal", ça s'aimante bien.
Perlite : c'est de l'"acier dur" toujours composé de 89 % de ferrite et 11% de cémentite.
Cémentite : c'est un carbure de fer, donc dur. C'est "de l'acier trempé" sa composition est fixe : trois atomes de fer pour un atome de carbone.
Martensite : c'est "de l'acier trempé". C'est très dur, c'est cassant au choc ("ça pète comme du verre"), c'est très résistant à la traction.

Quand on transforme de la ferrite en martensite, on augmente son volume. C'est pour ça que les pièces trempées "gonflent". Quand on a une zone riche en martensite et une zone riche en ferrite, la zone en martensite tire sur la zone en ferrite. du coup, la martensite se retrouve comprimée et la ferrite tendue. Ainsi, la peau de la pièce qui contient plus de martensite que le coeur se retrouve précontrainte en compression. ça la rend plus résistante à la rupture.

Quand on forme plus de martensite d'un côté que de l'autre de la pièce, il y a un coté qui s'allonge plus que l'autre. Du coup, on se retrouve avec une pièce "en banane".

C'est clair pour tous ?

Désolé pour les puristes, mais il faut aussi penser à ceux qui veulent avoir quelques repères sans être des pros de la métallo...

Je sais aussi utiliser du vocabulaire scientifique, mais je préfère faire simple pour que ce soit compréhensible par tous.
 
FELIX
Compagnon
16 Octobre 2008
1 058
Comme toi, Romain, j'en ai bouffé de la métallurgie, mais toujours très théorique et ce qu'il en reste ...
C'est comme pour apprendre les langues étrangères, en France l'Education Nationale est nulle pour ça ...
 
TRD
Compagnon
13 Février 2010
852
Rhône Alpes
@TRD
Merci pour ces explications avec détails.
Pour faire un vilo en modélisme, j'envisageais de cintrer de l'étiré type "stub" à chaud pour obtenir une structure ressemblant à la forge. Réflexion très empirique..
Personnellement, je ferai plus simple. Je ferai un vilebrequin en trois parties, comme ceux des moteurs de motos à un cylindre. Deux parties cylindriques épaulées avec un fraisage sur le gros diamètre et un alésage à l'opposé de la partie fraisée. Tu prends un XC 48, ça suffira Et un maneton tout simple. Un axe fabriqué avec un gros éjecteur de moule (c'est rectifié et nitruré.) L'axe monté très serré dans les alésages. Pour réaliser les alésages, tu mets les deux demis-vilos dos à dos et tu usines tout d'un coup; Au moins, les deux alésages seront concentriques.

Si ça tient sur des motos, ça tiendra sur un moteur à l'échelle réduite. Et pour la bielle, tu t'inspire de celles des moteurs deux-temps deux alésages mais pas de vis, ni de chapeau amovible. Et tu mets des cages à aiguilles. Le maneton doit être plus long que la largeur de bielle pour que la bielle se positionne toute seule.

Pour la bielle, il ne faut pas lésiner. Tu mets un 35NCD16 trempé et revenu. Attention le revenu du 35NCD16 est particulier. soit tu fais un gros revenu 875 degrés trempe à l'air (ça déforme peu) et revenu à 650 °C et tu sors à 1200 Mpa (pas d'intérêt pour toi) soit tu fais un petit revenu 875 ° trempe à l'air et revenu à 200 °et tu sors à 1900 MPa. Pas de revenu intermédiaire parce que ça fait chuter la résilience.

La seule difficulté c'est de mettre les deux axes coaxiaux; ça se fait s en tapant au maillet et ça se vérifie sur des vés. ou alors tu montes dans un demi-carter et tu mesures le faux-rond du côté en l'air. Les motards, te font ça en deux coup de cuillère à pot avec un peu d'expérience.

Solidité garantie si tu respectes l'échelle d'un vrai moteur.

Si tu hésites, sache que je suis expert technologies avancées moteur encore deux mois. Après, je pars à la retraite... Et je vais me défouler dans mon atelier privé...
 
marc le gaulois
Compagnon
27 Janvier 2016
2 819
De tres nombreux vilebrequins des moteurs de la fin du 20 eme siecle etaient en fonte GS galetee. Par exemple tous ceux de Renault. Y compris ceux des moteurs des fameuses R5 Turbo 2. Le 1397 cm3 a développé jusqu’à 380 chevaux en 1985.

Il y avait cependant de nombreuses exceptions. Par exemple ceux des Alfa GTV coupé Bertone avec laquelle j’ai gagné mon premier rallye étaient en 42CD4 nitruré Tenifer.

Mais depuis l’avènement des moteurs Diesel à injection haute pression (common rail) la tendance c’est inversee. Il y a de plus en plus de vilos acier, nitrurés. Par exemple celui des BMW 123 d (2 litres Diesel biturbo, 204 chevaux) est en 40CD4 nitruré.

De plus, les vilebrequins de quatre cylindres autrefois generalement à huit contrepoids sont maintenant de plus en plus souvent equipés de 8 contrepoids.

Les coussinets des moteurs sont de plus en plus souvent des sputter.

Le resultat, vous le connaissez : autrefois, on coulait des bielles de moteurs developpant 50 chevaux au litre et les vilos etaint rectifiés une ou deux fois. Ils finissaient par casser. De nos jours, on nous donne des primes pour mettre à la casse des autos dont les moteurs fonctionnent encore apres 400 000 km en developpant 100 à120 chevaux au litre.

Les vilos modernes nitrurés ne sont plus réparables par rectification. Parce qu’ils ne sont nitrurés que sur 0,15 mm.

Un bon vilo de course est en 32CDV13 refondu sous vide et nitruré sur 1 millimètre au moins. Il est grenaillé et tribofini. C’est un veritable miroir. Ça coute 10 000 Euros piece.
Mais c’est incassable. Meme dans un moteur de Formule 1.

Sincerement, les lubrifiants se sont améliorés, mais les choix de materiaux ont été décisifs dans l’évolutIon de la fiabilité des moteurs.

Par contre, je ne connais qu’un seul moteur à carter-cylindres en fonte GS: le V6 1500 cm3 Renault de Formule un du debut des années 80. il a atteint 1200 chevaux en qualif...
Bonjour a tous

Fiabilité? hum!?oui , ça a évolué, mais les DS, les R20 , R3, NEVADA , Ford Granada, par exemple , faisaient plus de 200 000 km, parfois même 500 000 KM, j'ai eu aussi des 2cv , des r4, r6 (r6 dont le moteur pouvait user 3 caisses, tellement elles pourrissait)
Voiture plus fiable?? il y en a un sur le forum , VW golf acheté neuve, 90 000 km , 2 ème casses moteur (distribution) + d'autre couilles, sa fille VW polo , 40 000 km et recalé au controle, pas pour le moteur, mais recaler quand même.
Tu m' a l'air de bien connaitre ce sujet (sans aucune ironie de ma part) mais j'ai l'impression que les plus jeunes on tendance penser que l'on tombait en panne tout les 4 matins, a l'époque des bielles régulée, je veut bien le croire , mais a partir des coussinets minces, la nette amélioration était là,.
Prenons le 1500 cc Delage 8 cylindres en ligne, 170 cv a 8000 tr, et ça tenait:smileyvieux: , surement embiellage sur roulement , je pense?? nous étions vers 1927 , et les turbos ! plus d'un siècle, les 4 soupapes , les doubles arbres, kif kif .les moteurs qui tournent rond, pareille . Dans les années 50, sur dans les livres qui parlaient moteurs, ont parlais toujours, ou au moins, souvent, de ce qui était fait 50 ans avant, ça faisait partie de la culture, même en 1960 on te parlait des moteurs sans soupapes et des moteurs rotatifs gnome , maintenant ???? plus rien ! c'est de la perte de temps parai t’il, pourtant ça ne prendrait que quelque heures.
Et c'est pour cela que l'on entend dire que nos mécaniques sont fiable, pour moi tu est plus sûr d'arriver avec une 2 cv , une r4, ou mon vieux 4x4 r 2087 de 1957, qu'avec mon navara et ces nombreuses pannes électronique (là je déborde:wink:) côté mécanique moteur a 240 000 km je n'avait pas a me plaindre, mais 240 000 km sans problème ce n'est pas d'aujourd'hui.
:)Marcus
 
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