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Aide à l'équilibrage des vilebrequins


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#1 nanard289

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Posté 14 August 2005 - 10:02 PM

Bien sur, c'est pas une opération courante et beaucoup d'entre nous ne serons jamais confrontés à ce problème. Mais si un jour, vous décidez d'installer sur votre moteur: des nouvelles bielles, ou des nouveaux pistons (différents de ceux d'origine), voir un kit "stroker"* il vous faudra vous préoccuper du ré-équilibrage de votre vilebrequin. Le fait que tous les pistons et toutes les bielles soient exactement au même poids est loin d’être suffisant et il convient de déterminer dans un premier temps (avant d’aller rendre visite à votre spécialiste de l’équilibrage), quel sera votre nouveau "bobweight" et de le comparer avec votre ancien. Le bobweight est la masse tournante équivalente à l’ensemble bielles / pistons qui est utilisé sur le banc de l'équilibreuse. Comme la plupart des V8 Ford sont à équilibrages externes (c’est à dire que le damper et le volant moteur participent du fait de leur balourd à l’équilibrage) il faut bien sur apporter l‘ensemble complet à votre spécialiste pour l‘opération d’équilibrage.
Lorsque vous installez un ensemble bielles/pistons plus léger que les pièces d’origine, il est évident que l’opération d’équilibrage consistera à diminuer la valeur des contrepoids du vilebrequin (perçage des masses du vilebrequin) et la plupart des « équilibristes » sont habitués à procéder de cette façon. A l‘inverse, si vous montez des pièces plus lourdes (longues bielles, gros pistons, axes renforcés…) votre bobweight sera supérieur à la valeur d‘origine et le ré-équilibrage se fera en ALOURDISSANT les contrepoids du vilebrequin.
N’ayant pas trouvé en France un spécialiste familier avec cette méthode, j’ai donc prospecté sur le marché US pour démystifier le problème.
Voici ce qu’il faut en retenir:
- L’alourdissement d’un contrepoids de vilebrequin est obtenu en perçant un trou transversal dans la joue et en le bouchant ensuite avec un cylindre de "métal lourd" (alliage à base de tungstène qui a une densité deux fois supérieure à celle de l’acier et qui est commercialisé sous les noms de Mallory metal ou Heavy metal)
- Le vilebrequin se comportant comme un "diabolo", seules les contrepoids des extrémités sont à équilibrer.
- Si par exemple vous observez un manque de 50g sur un coté, il faut percer un trou dont le volume correspondra à 50g d’acier et ensuite le reboucher avec un cylindre de Mallory metal (qui pèsera donc 100g) pour obtenir la correction désirée.
- En pratique, on choisi de percer un trou en fonction des diamètres standards des cylindres de métal lourd qui sont de ½", ¾", 7/8" et 1". De plus, ces cylindres sont disponibles en 2 longueurs: 1" et 1.2". L’ensemble de ces possibilités permet d’avoir une palette de choix allant d’environ 50g jusqu’à + 250g pour assurer votre équilibrage.
- Comment commander vos slugs de Mallory metal:
http://www.goodson.com/
a) Télécharger le catalogue et aller page 105
ou
B) cliquer Online store et taper: Mallory dans la case "Search store" + go

- Comment calculer votre bobweight:
a) Définir si vous ne le connaissez pas le "rotating weight" (masses tournante) et le "reciprocating weight" (masse alternative de vos bielles)
B) Faites un tableau avec 2 colonnes:
- une colonne masses tournantes
- une colonne masses alternatives
Dans la colonne masses tournantes, additionnez les éléments suivants:
Poids des coussinets de tête de bielle
Poids "rotating" de la bielle
4g d’huile
Le total de cette colonne s’appelle T
Dans la colonne masses alternatives, additionnez les éléments suivants:
Poids du piston
Poids des segments
Poids de l’axe
Poids des clips d’axe
Poids "reciprocating" de la bielle
Le total de cette deuxième colonne s’appelle A.
Sur un V8 à 90° (c’est nous) la relation pour obtenir le bobweight (BW) est la suivante:
BW = 2T + A
Pour ceux qui ont eu la patience de lire jusqu’ici, n’hésitez pas à poser les questions sur les points qui ne seraient pas clairs

* Les kits « stroker » ne sont pas livrés équilibrés (même ceux portant la mention "neutral balanced" ou "zero balanced")

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#2 Hervé

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Posté 14 August 2005 - 10:44 PM

Merci pour toutes ces infos très intéressantes…
Je ne savais pas que les "équilibreurs" rajoutaient du poids à l’aide de métal de densité différente car en général pour les applications courantes, on en enlève !
L’un de mes copains est monté à Bruxelles chez Dynamequil
http://www.dynamequil.com/
pour faire équilibrer son vilo de moteur Jaguar (3.8L) pour une utilisation "tourisme sportif" et le résultat est sympa sur ce moteur lonque course.
On avait auparavant pesé et mis au poids les bielles (après avoir bricolé une balance à bielle…) et les pistons.
Le vilo a été fait dans la journée après avoir pris rendez-vous.
Je ne me rappelle plus (c’était il y a 3 ou 4 ans) le prix exact demandé mais c’était correct et pense que cela vaut la peine : le moteur tourne plus "rond", montées en régime plus franches, etc... .
Je crois que la société en question a une base de données avec les différentes valeurs d’équilibrage en fonction du type de moteur et de son utilisation.
Si ça peut aider, ce n’est pas trop loin pour le belges et les gens du Nord…
A+

:coucou:
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#3 nanard289

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Posté 16 August 2005 - 08:12 AM

On avait auparavant pesé et mis au poids les bielles (après avoir bricolé une balance à bielle…) et les pistons.

Excellente initiative la balance bricolée :bien: . Il s'agit en fait d'un support avec une cage à aiguille servant de point fixe pour supporter la tête (quand on détermine le "reciprocating weight") et à ce moment on ne pèse que le pied ou pour supporter le pied (quand on détermine le rotating weight) et à ce moment on ne pèse que la tête.
Pour appareiller des bielles, il ne suffit pas quelles fassent toutes le même poids, mais que ce poids soit identique entre toutes les tête et tous les pieds :wink:

Je crois que la société en question a une base de données avec les différentes valeurs d’équilibrage en fonction du type de moteur et de son utilisation.

L'équilibrage dans l'absolu ne dépend pas de l'utilisation du moteur, c'est la recherche de "zéro balourd". Cependant, selon que le moteur doit tourner à 6000 ou bien à 10000tr/mn, la précision de l'équilibrage sera plus ou moins affinée (certains affirment équilibrer "au gramme près"!)

#4 Exxodus

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Posté 16 August 2005 - 09:31 AM

Pfiuu... haute technologie mécanique que voila ! Décidement, cela me conforte avec le fait que j'acheterai plus vite un block "crate" garanti que de commencer a y porter les mains !

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#5 Hervé

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Posté 16 August 2005 - 01:46 PM

L'équilibrage dans l'absolu ne dépend pas de l'utilisation du moteur, c'est la recherche de "zéro balourd". Cependant, selon que le moteur doit tourner à 6000 ou bien à 10000tr/mn, la précision de l'équilibrage sera plus ou moins affinée (certains affirment équilibrer "au gramme près"!)

D’accord avec toi concernant la recherche du "balourd mini" sur un V8…
Par contre sur un mono ou un twin (vertical calé à 360° par exemple), il peut-être intéressant de modifier l’équilibrage du vilo en fonction de l’utilisation souhaitée. Cela permet de minimiser les vibrations dans la plage de régime correspondant une utilisation plus ou moins sportive (Ceux qui déjà roulé en moto anglaise me comprendront… :? ).
Au sujet de la balance à bielle, je confirme ta méthode pour le point fixe permettant une rotation avec un minimum de frottement : on avait utilisé un petit roulement à bille sans flaque d’étanchéité.
Par contre, sur un V8, ça fait 16 pesées fois X essais si tout va bien…et c’est long :oops: …

:coucou:
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#6 nanard289

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Posté 18 August 2005 - 07:41 PM

Pfiuu... haute technologie mécanique que voila ! Décidement, cela me conforte avec le fait que j'acheterai plus vite un block "crate" garanti que de commencer a y porter les mains !

Le "crate engine" est dans le monde des moteurs ce qu'est le "prêt à porter" dans le monde de la confection. Ici, on fait dans le "sur mesures", on est dans l'échoppe d'un petit tailleur! C'est toute la différence :wink:

#7 nanard289

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Posté 18 August 2005 - 09:01 PM

D’accord avec toi concernant la recherche du "balourd mini" sur un V8…
Par contre sur un mono ou un twin (vertical calé à 360° par exemple), il peut-être intéressant de modifier l’équilibrage du vilo en fonction de l’utilisation souhaitée. Cela permet de minimiser les vibrations dans la plage de régime correspondant une utilisation plus ou moins sportive (Ceux qui déjà roulé en moto anglaise me comprendront… :? ).
:coucou:

La moto Hervé, je connais bien. Surtout les gros mono, ceux qui vibrent jusqu'à te coller des ampoules sous la voute plantaire, là ou passe le repose pieds! Dans le domaine de la préparation des moteurs pour la compétition, chacun a sa recette (et qui est forcément différente de celle du voisin). La pénurie des pièces d'origine et les développement des pièces adaptables ont favorisé les expèriences hybrides des préparateurs. Pour avoir vu pas mal de moteur identiques au départ, on peut dire qu'on en trouve rarement 2 qui 20 ans après sont semblables. Pour ma part, en matière d'équilibrage je me suis toujours cantonné à suivre scrupuleusement les % des données usine. J'ai constaté que les vibrations étaient plus facilement générées par des soies de vilebrequin décentrés (beaucoup de moteurs mono avaient leur tête de bielle monté sur cage à aiguilles avec un maneton pressé) que par du balourd bielle piston. Cela dit, un monocylindre, un twin vertical calé à 360° (école anglaise) ou bien a 180° / 540°(école japonnaise) vibreront toujours quel que soit le régime et la recette utilisée :wink:
Pour conclure, je ne suis pas convaincu qu'il existe dans les moteurs à pistons alternatifs une "zone de tranquilité" que l'on pourrait décaler en avant ou en arrière en fonction d'un balourd préalablement sélectionné. Les vibrations sont principalement générées par la fréquence fondamentale (celle qui correspond a la rotation du vilebrequin) sur laquelle viennent de superposer différentes harmoniques générées par le ou les arbres à cames, les soupapes, l'oscillation des pistons etc. Mais, c'est juste mon avis :wink:




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