Le vilebrequin est un élément du moteur nécessaire à la transformation des mouvements longitudinaux du piston. Grâce à lui, les mouvements de va et vient vers le haut et le bas du piston sont convertis en un mouvement de rotation. Selon le nombre de pistons, le vilebrequin comporte des excentriques, qui suivent la course exacte du piston.
Le vilebrequin se trouve à l'intérieur du carter et il est conçu pour permettre le déplacement par paire des pistons. Un décalage est nécessaire pour compenser les déséquilibres de la force centrifuge. Les excentriques fonctionnent en même temps comme une masse d'équilibrage, ce qui est nécessaire pour maintenir le moment d'inertie.
Le palier du vilebrequin est constitué de tourillons terminés par des coussinets et des roulements à billes. Les extrémités du vilebrequin supportent coté frontal le pignon de vilebrequin pour la courroie de distribution et à l'autre extrémité le volant d'inertie et le mécanisme d'embrayage. En raison de forces centrifuges élevées, le vilebrequin est enserré dans plusieurs carters, pour garantir une résistance aux déformations suffisante.
Le vilebrequin est une pièce de grande précision, même si à première vue il a un aspect massif. Il est conçu au millième de millimètre (micron) près. Le respect des normes strictes de fabrication est décisif pour garantir le bon fonctionnement ultérieur du moteur.
Les vilebrequins peuvent être lubrifiés de façon passive ou active. L'approche la plus courante et la moins coûteuse est le graissage passif, dit par barbotage, dans laquelle le vilebrequin est partiellement immergé dans un bain d'huile, avec une vaporisation, ce qui lubrifie également tous les mécanismes. L'inconvénient de cette technique de lubrification est une possible usure à froid du vilebrequin, car il faut un certain temps jusqu'à ce que l'huile atteigne la bonne consistance pour se vaporiser. Pour cette raison, un graissage actif a été ajouté. Le vilebrequin est creux (au niveau des manetons et des paliers) et permet aux gouttes d'huile sous pression de s'écouler, constituant un film lubrifiant immédiat (pour les coussinets et paliers).
Pour préserver les roulements excentriques, la bielle comporte des coussinets, qui peuvent être remplacés. Si par malheur le vilebrequin se trouve sous-lubrifié en raison d'un trop faible niveau d'huile, cela peut, à long terme, endommager gravement le moteur.
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