La Bielle : quel est son rôle et comment elle fonctionne ?
Il est important de connaître le nom et le rôle des différents composants du moteur. Nous abordons dans cet article le rôle et le fonctionnement des Bielles.
Rôle de la Bielle
La Bielle est une pièce de mécanique qui se retrouve en dessous du piston. Elle assure le rôle de liaison du piston au vilebrequin. Elle permet également de transformer un mouvement alternatif en mouvement de rotation. Ce mouvement circulaire communiqué est utile pour le fonctionnement aussi bien des moteurs thermiques que des moteurs à explosions.
Composition d’une Bielle
On distingue divers types de Bielles, mais elles sont toutes constituées des mêmes éléments, à savoir : une tête de Bielle que l’on distingue grâce à son large trou dans lequel on insère le vilebrequin, et le pied de Bielle dont le trou plus petit permet la liaison avec le piston. Les deux extrémités sont reliées par l’intermédiaire d’une tige en acier dont l’épaisseur diminue lorsqu’on passe de la tête de Bielle au pied de Bielle.
Les Bielles peuvent se différencier grâce à leurs longueurs. Cette longueur dépend du nombre de tours nécessaires au mouvement du moteur. Le temps nécessaire à la rotation de la Bielle augmente avec sa longueur.
Les différents types de Bielles
Nous distinguons trois principales catégories de Bielles, à savoir : les Bielles monoblocs, les Bielles assemblées et les Bielles fendues.
- Les bielles monoblocs : Elles s’utilisent particulièrement pour un vilebrequin démontable. On les obtient à la suite d’un moulage unique.
- Les bielles assemblées : On les distingue grâce à la tête qui comprend « un chapeau » qui est maintenu au reste de la pièce par l’intermédiaire d’écrous et de vis.
- Les bielles fendues : Elles permettent la liaison d’un unique vilebrequin à deux têtes de Bielles alors que chaque pied de Bielle est en contact avec un piston indépendant.
Des matériaux résistants sont utilisés pour la fabrication des bielles, afin de leur permettre de résister aux diverses contraintes qu’elles peuvent subir lorsqu’elles sont utilisées. Le grand diamètre de la tête de Bielle peut s’expliquer par le fait que c’est la partie de la pièce la plus soumise aux frictions et aux divers frottements lors du mouvement du véhicule.
Les systèmes d’attache
Les systèmes d’attache ont pour rôle de limiter les frottements entre le piston et le pied de Bielle ou entre le vilebrequin et la tête de Bielle. Il s’agit du roulement à rouleaux et du demi-coussinet de bielle.
L’utilisation de l’un ou de l’autre système d’attache est fonction du type de bielle. En effet, les bielles monoblocs accueillent aussi bien les roulements à rouleau que les demi-coussinets alors que les bielles assemblées n’accueillent que les demi-coussinets.
Description et fonctionnement
La bielle est composée de deux articulations de diamètres différents. L’articulation de grand diamètre est appelé pied de Bielle alors que celle de petit diamètre est nommé tête de Bielle. Pour assurer son rôle de liaison, la tête de Bielle est orientée vers le vilebrequin alors que le pied de Bielle se trouve du côté du piston.
Le pied de Bielle est mis en mouvement de rotation autour de l’axe du piston. Pour réduire la friction de ces deux pièces lors de leurs mouvements, le système comprend un anneau circulaire constitué ou recouvert d’un métal anti-friction.
Les coussinets de bielle
La tête de Bielle a pour fonction d’enserrer le maneton du vilebrequin. Les jeux mécaniques entre ces deux pièces sont réduits grâce au coussinet de Bielle. Cette entretoise au petit millimètre d’épaisseur permet au moteur de tourner. Il s’agit en fait d’une pièce revêtue de plomb ou de verre, ce qui en fait une pièce particulièrement fragile. Un film d’huile sous-pression est alors utile pour la graisser en permanence et réduire les frottements entre le vilebrequin et la Bielle.
Il est important de souligner que dans leur structure, le pied de Bielle et la tête de Bielle permettent la circulation de l’huile-moteur grâce à de petits conduits. Ainsi, il est possible de refroidir et de lubrifier toutes les faces métalliques.
Les coussinets de Bielle sont aujourd’hui fabriqués sous forme d’alliage formé par des métaux doux dont le bronze, l’aluminium, l’étain et le plomb. Cette structure remplace celle d’autrefois où ils étaient faits en régule. L’inconvénient avec le régule est son bas point de fusion, ce qui le fait couler ou fondre lors d’une surchauffe suite à un frottement. Le régule consiste soit en un assemblage de résines synthétiques, soit en un alliage de plomb, d’étain et d’antimoine.