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Bielle brisée



par Jean-Claude Therace


Contexte

La tête des bielles doit être particulièrement robuste et réalisée avec précision. Pour atteindre une ultra résistance, la bielle subit un traitement thermique au moyen d’une carburation de surface afin d’accroître la résistance à la fatigue du métal.

Après avoir chauffé l’acier à 900°C dans un four, la bielle est imprégnée de carbone. La température est alors réduite très rapidement à l’aide d’huile ou d’eau afin d’obtenir une cristallisation d’une dureté élevée.


Technologie

Après avoir subi ce traitement thermique, les bielles produites selon cette technique de cémentation ; la fiabilité est encore optimisée grâce à la technologie de la «bielle brisée »…Le chapeau de bielle est réalisé par rupture de la tête.

Pour être reliée à un vilebrequin monobloc, les bielles des moteurs sont équipées d’une tête et un chapeau qui vont emprisonner, lors de leur assemblage, le maneton sur lesquelles elles imprimeront leurs forces de poussée lors de la détente des gaz dans le cylindre.

Pour accroître la précision d’assemblage de ces deux parties de la bielle, une technique originale a été développée. La section annulaire de la tête de bielle est fendue en deux au moyen d’un outil. On obtient ainsi deux pièces possédant des surfaces ou fractures correspondant entre elles d’une façon parfaite qui garantira un assemblage plus précis et plus résistant lorsqu’elles seront réunies autour de leur maneton de vilebrequin.

Cette technique est innovante en automobile et moto (1990) mais est déjà appliquée depuis de longues années par les fabricants de moteurs marins. Cependant, dans le cas de bielles cémentées, possédant une surface dure et un corps interne plus souple, l’élasticité supérieurs de l’alliage interne rend difficile cette fracture de la bielle dans le but d’obtenir une surface de fracture « nette » pour que les deux sections correspondent parfaitement au moment où elles sont assemblées.

Dans le cadre du développement de la bielle « cémentée et fracturée » des simulations ont permis de mettre en évidence que la température lors du processus de fracture, l’énergie du choc antagoniste et l’angle d’impact affectaient la qualité de la surface de fracture.

En contrôlant ces paramètres, il a été possible de développer une fracture permettant d’obtenir des surfaces « nettes » pour obtenir une correspondance parfaite des surfaces, lors du réassemblage pour réaliser l’usinage annulaire final et son assemblage muni des coussinets sur son maneton de vilebrequin.


En pratique

L’appariement chapeau bielle est unique. Il est interdit de marquer les bielles et les chapeaux par coups de pointeaux, il est préférable d’utiliser un marqueur. Les boulons d’assemblages doivent être renouvelés.

Cette technologie vient s’inscrire parmi les procédés de fabrications non traditionnels tels que les filetages sans enlèvement de matière, par refoulement ; les procédés de mandrinages, de défonçages ; l’utilisation des lasers, de l’induction et des outillages à plasma ; les découpes des métaux aux gaz (air) comprimés.

(© Jean-Claude Therace)
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Idée & conception © 1999-2011 van Damme Stéphane.


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