Un volant d’inertie est une machine qui réserve de l’énergie de rotation en résistant aux changements de vitesse de rotation. L’énergie stockée est proportionnelle au carré de la vitesse de rotation. Vous pouvez modifier la puissance préservée de la machine en appliquant un couple pour augmenter ou réduire sa vitesse de rotation. Une machine ou un véhicule perd son élan chaque fois qu’il ralentit ou s’arrête. Un volant d’inertie compense cette perte d’élan en fournissant sa puissance réservée. Dans ce bref guide, nous allons voir comment fonctionne un volant d’inertie et ce qu’il fait.
Qu’est-ce qu’un volant d’inertie sur une voiture?
Un volant d’inertie est une roue lourde qui nécessite beaucoup de force pour tourner sur son axe. Lorsque la roue est en mouvement à une vitesse élevée, elle continue de tourner à moins que vous ne l’arrêtiez en appliquant beaucoup de force. Lorsqu’elle tourne, elle conserve une grande quantité d’énergie cinétique qu’elle utilise par la suite pour alimenter un véhicule ou une machine au moment de démarrer le moteur ou d’accélérer.
Qu’est-ce qu’un volant d’inertie sur une voiture ? Expliqué techniquement , le volant d’inertie (si manuel) ou la plaque de flexion (si transmission automatique) est défini comme un disque qui est boulonné au vilebrequin à l’arrière du moteur. Il sert à plusieurs fins :
- Sur une voiture à transmission manuelle, il donne une des surfaces de friction pour l’embrayage. Le plateau de pression de l’embrayage y est boulonné et le disque d’embrayage est pris en sandwich entre les deux.
- Sur une voiture à transmission automatique, il est en fait connu sous le nom de plateau flexible et le convertisseur de couple de la transmission y est boulonné.
Il y a un anneau denté sur son bord extérieur que le démarreur tourne pour démarrer le moteur. En raison de la taille du disque (par rapport au vilebrequin), cela permet au démarreur d’avoir plus d’effet de levier contre le moteur.
Il sert également à réaliser certains objectifs du fonctionnement du moteur. Bien que les volants d’inertie plus massifs nécessitent plus d’énergie pour se mettre à tourner, une fois qu’ils tournent, ils acquièrent plus d’élan et aident le moteur à fonctionner plus doucement et à changer de vitesse à un régime plus élevé.
Comment fonctionne un volant d’inertie ?
Comment fonctionne un volant d’inertie pour stocker l’énergie ? Eh bien, vous pouvez le comparer au mécanisme d’une batterie mécanique. Alors que la batterie stocke l’énergie sous une forme chimique, un volant d’inertie préserve l’énergie sous forme de mouvement ou d’énergie cinétique pour être précis.
Un volant d’inertie sera capable de stocker plus d’énergie s’il tourne à une vitesse plus élevée ou a un moment d’inertie plus élevé, ce qui signifie plus encombrant. Cependant, il fonctionne toujours mieux si vous le faites tourner plus vite plutôt que d’augmenter sa masse. Par exemple, une roue produira deux fois plus d’énergie que celle qui pèse la moitié de son poids, étant donné que les deux sont tournées à la même vitesse. En revanche, faire tourner la roue la plus légère deux fois plus vite quadruplera la quantité d’énergie stockée.
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Pour cette raison, il est toujours préférable d’utiliser des roues plus légères et rapides plutôt que des unités ayant un poids massif. De même, les volants d’inertie compacts ont un sens pratique dans les voitures de course, car ils doivent être aussi légers que possible pour fonctionner à des vitesses élevées.
Comment un volant d’inertie fonctionne-t-il lorsque vous augmentez sans cesse la vitesse ? Ce n’est pas possible car il y a un moment où le matériau du volant ne pourra pas supporter la force et se brisera en fragments.
Quelles sont les fonctions d’un volant d’inertie?
Avant de se plonger dans le principe de fonctionnement des volants d’inertie pour voitures, il est important de connaître leurs fonctions. Il est utilisé dans presque tous les types d’automobiles, y compris les voitures de course, les trains et les bus. Autrefois, ils avaient un grand diamètre avec des rayons et une jante métallique encombrante. Cependant, les unités modernes sont plus compactes car elles sont fabriquées en matériaux composites ou en fibre de carbone. Il faut pousser fortement la roue pour la mettre en mouvement. Elle remplit principalement ces fonctions dans la plupart des véhicules :
Démarrage du moteur
Les dents de l’engrenage taillées dans la circonférence du volant aident au démarrage du moteur. Dans le démarreur du moteur, un petit engrenage (appelé engrenage Bendix) s’accouple au volant lorsque vous tournez la clé. La combinaison de l’engrenage Bendix et du démarreur fait tourner le volant, faisant tourner le vilebrequin et commençant le cycle de compression nécessaire au démarrage du moteur. Après le démarrage du moteur, l’engrenage Bendix se retire pour laisser le volant tourner librement.
Lissage de la vitesse du moteur
Une fois que le moteur a démarré, le vilebrequin convertit le mouvement de haut en bas des pistons en mouvement rotatif. Néanmoins, ce mouvement est saccadé car la puissance n’est générée que deux fois (pour un moteur à quatre cylindres) ou quatre fois (pour un moteur à huit cylindres) au cours d’une révolution du moteur. La masse du volant d’inertie applique une inertie pour maintenir le vilebrequin du moteur en rotation entre chacun de ces tirs de pistons, de sorte que la vitesse de rotation du vilebrequin est maintenue constante et que le moteur fonctionne en douceur.
Equilibrage du moteur
Les pistons étant décalés par rapport au centre du vilebrequin, le moteur vibre et oscille par conséquent car chaque piston tire à un angle différent. Le poids important du volant d’inertie supprime ce mouvement latéral, ce qui contribue à stabiliser et à équilibrer le moteur sur ses supports et à réduire les vibrations dans tout le véhicule.
Réduction des contraintes de la chaîne cinématique
En stabilisant le mouvement du moteur et en lissant sa vitesse, le volant d’inertie limite l’usure des autres composants de la chaîne cinématique. Bien que les arbres du moteur et de la transmission soient parallèles entre eux, les fixations entre l’essieu et la transmission ne le sont pas ; l’arbre de transmission utilise des joints universels qui changent constamment d’angle lorsqu’ils tournent. Les volants d’inertie aident à réduire l’usure de ces joints.
Manipulation du poids
Le poids du volant d’inertie est l’un des ajustements que les constructeurs de moteurs personnalisés utilisent pour adapter les performances de leur moteur à des fins spécifiques.
- Les volants d’inertie plus lourds permettent aux moteurs de travailler sous des charges qui pourraient provoquer l’enlisement du moteur ; ainsi, les voitures tirant constamment de lourdes remorques devraient bénéficier d’un volant d’inertie plus grand.
- Les moteurs qui fonctionnent à des vitesses élevées – comme les moteurs de voitures de course – bénéficient d’un volant d’inertie plus léger pour une meilleure accélération à la vitesse ; ce qui peut rendre plus difficile de maintenir le moteur au ralenti en douceur et plus difficile d’accélérer à partir d’un arrêt complet. Pour cette raison, les coureurs ont besoin que leurs équipes de puits les poussent pour aider à démarrer leurs voitures.
Top 5 Bad Flywheel Symptoms
Burning Smell
Cette odeur est générée lorsque l’embrayage est mal utilisé, que ce soit à cause d’un mauvais volant ou d’un conducteur inexpérimenté. Les garnitures des embrayages sont composées de matériaux destinés à réduire le bruit de l’embrayage pendant son fonctionnement. Les garnitures de l’embrayage produisent beaucoup de chaleur en raison du frottement dû à une mauvaise utilisation, ce qui a pour effet de glacer la surface à cause de la chaleur. La conséquence est une forte odeur âcre et piquante qui peut devenir assez perceptible.
Bruits d’embrayage
Au lieu de s’engager en douceur, l’embrayage » saute » le long du volant moteur. L’embrayage s’accroche et se relâche de manière répétée, ce qui donne l’impression d’un bégaiement ou d’une vibration lorsque l’embrayage est relâché. Bien que ce phénomène puisse se produire sur n’importe quelle vitesse, il est plus fréquent lors du démarrage à partir d’un arrêt complet. Si un volant d’inertie déformé en est parfois la cause, le claquement d’embrayage peut être difficile à diagnostiquer car le plateau de pression, le disque d’embrayage ou la butée de débrayage sont souvent en cause, que les pièces soient usées, cassées, déformées ou contaminées par de l’huile en raison d’une fuite du moteur ou de la transmission.
L’embrayage patine
Souvent, lorsque vous essayez de changer de vitesse en conduisant, les vitesses peuvent patiner. Cela se produit généralement lorsque vous pouvez dire qu’aucune puissance n’est transférée aux roues. C’est souvent le résultat direct d’un embrayage usé. Le glissement de l’embrayage finit par entraîner l’usure du volant moteur. Vous pouvez commencer à entendre des bruits de grincement provenant du plateau de pression et finalement, le volant d’inertie les autres pièces de l’ensemble d’embrayage surchaufferont et les feront se déformer ou même se fissurer.
L’embrayage qui traîne
C’est le contraire d’un embrayage qui glisse. Au lieu de débrayer, l’embrayage ne veut tout simplement pas se libérer complètement. Vous ressentirez différents niveaux de grincement des rapports lorsque vous changez de vitesse ou même l’échec complet de mettre la voiture en première vitesse lorsque vous démarrez à partir d’un arrêt.
Le frottement de l’embrayage n’est pas une défaillance du volant lui-même en fait. Il s’agit du roulement ou de la douille dans le volant ou l’ensemble du vilebrequin.
Vibrations de la pédale d’embrayage
En parallèle, il peut y avoir des vibrations provenant de la pédale d’embrayage ou du plancher de votre véhicule chaque fois que vous actionnez l’embrayage. Ces vibrations indiquent que les supports à ressort du volant d’inertie sont défectueux. Comme vous le savez peut-être, le mécanisme à ressort réduit normalement les vibrations qui sont générées par l’embrayage en cours d’utilisation.