La bielle

Définition

La bielle relie le piston au vilebrequin. Ensemble, ils transforment le mouvement linéaire (va et viens du piston) en un mouvement rotatif.

Une bielle est composée :

  • d’une tête relié au vilebrequin,
  • d’un pied relié a l’axe du piston,
  • d’un corps qui relie la tête et le pied,
  • ainsi que de coussinets ou de roulements situés dans la tête et le pied pour réduire les frottements et faciliter le mouvement rotatif.

Les types de bielles

Les bielles monoblocs :

La bielle est moulée en une seule pièce, nécessite l’utilisation d’un vilebrequin démontable.

Bielle monobloc

Bielle monobloc

Les bielles assemblées :

La bielle est en deux parties, la tête dispose d’un « chapeau » qui sera maintenu par des vis et/ou boulons. Une bielle assemblée permet l’utilisation d’un vilebrequin monobloc et facilite les interventions sur les pièces en mouvements.

Bielle assemblée

Bielle assemblée

Les bielles fendues :

Méthode peu répandue, la bielle principale est fendu au niveau de la tête pour permettre à la bielle secondaire de s’accoupler au même maneton du vilebrequin. (Harley-Davidson, Indian).

Bielle fendue

Bielle fendue

Longueur des bielles :

La longueur dépend de la course du piston (distance qu’il va parcourir sur 1 descente) et la distance entre l’axe du vilebrequin et le maneton ou la bielle s’accroche. En pratique un moteur avec des bielles longues favorise le couple, alors qu’un moteur à bielles courtes favorisera le régime de rotation (puissance).

Les contraintes

La composition, la longueur et la forme dépend des contraintes quelle va endurer. Elle va subir des tractions, des compressions, de la flexion et aussi des contraintes thermiques : le pied, au niveau du piston, subi de très fortes températures alors que la tête se trouve lubrifiée et donc refroidie par le bain d’huile au niveau du vilebrequin.

Pour supporter ces contraintes, elle est construite dans un matériaux très résistant (même du titane en compétition), on pour la plupart un profil en I, et parfois un nervurage qui renforce la tête et le pied.

Contraintes d'une bielle

Contraintes

La différence de taille entre la tête et le pied est due principalement aux frottements qui sont beaucoup plus présent sur la liaison bielle/maneton du vilebrequin qu’au niveau bielle/axe du piston.

Les liaisons

Coussinet ou bague :

La plus répandue est la méthode des deux demi-coussinets avec une bielle assemblée pour la tête et une bague pour le pied.

Demi-coussinets

Demi-coussinets

Si c’est une monobloc il faudra alors utiliser une bague pour la tête et pour le pied. Le matériaux utilisé doit avoir un faible coefficient de friction (réduire les frottements et faciliter le mouvement de rotation de la tête sur le maneton du vilebrequin). Il faut toutefois assurer une lubrification optimale des coussinets ou bagues.

Roulement à rouleaux ou aiguilles :

Ils réduisent un peu plus les frottements que les bagues et nécessite moins de lubrification. Par contre ne peuvent être monté que sur les bielles monoblocs, ce qui impose le vilebrequin démontable. Une technique couteuse qui n’est plus obligatoire grâce aux progrès de fabrication actuels.

Roulements

Roulements