équilibrage d'un moteur monocylindre

comment équilibrer un monocylindre ?

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Une petite recherche pour équilibrer le dernier moteur qui tourne vraiment rapidement mais vibre un peu trop ...
Il est donc nécessaire d'équilibrer l'arbre manivelle.

Il existe 2 sortes d'équilibrage :
. l'équilibrage statique, le plus facile à obtenir
. l'équilibrage dynamique, plus aléatoire

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équilibrage statique : 1ère méthode

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En faisant tourner le vilebrequin, le maneton doit prendre une position indifférente.
Pour les mesures de masse j'ai utilisé une balance de précision (0.1 g) mais parfois il est nécessaire de passer par le calcul de la masse considérée.
Pour le laiton, choix d'une valeur moyenne de 8 grammes / cm3.

Si on calcule, on aura A = 1.76 g ; B = 5 g.
C et D sur la balance donnent 10 g.


Il faut donc que le montage tourne sans revenir à la même position . Hors, ici, la bielle se retrouve toujours à la verticale dirigée vers le bas !

Il est nécessaire de faire en sorte que B = A + C + D = 11.76 g
Or on se trouve avec B bien inférieur : 5 < 11.76

Pour équilibrer, il faut ajouter à B un contre-poids de 6.76 g.
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Pour les essais en rotation on peut se servir du montage du moteur :
socle et paliers avec leurs roulements.

contrepoids

Ajouter ce contrepoids à la manivelle n'est, pour ce moteur, pas facile par manque d'espace. 
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Il faudrait que son volume soir de 6.76 / 8 = 0.845 cm3 et l'épaisseur devrait être de 5.4 mm.
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Alors, une autre solution : installer un volant comme en E (premier croquis) qui aura du "balourd" grâce à des trous percés dans la partie à alléger.
Quel diamètre pour ces trous ? en prenant un rond de laiton de 20 de diamètre sur 10 de longueur.
. 3 trous = 6076 g de laiton à enlever.
. 6,76 g / 8 donne un volume total des trous de 0.845 cm 3
. pour chaque trou, un volume de 0.845 / 3 = 0.2816 cm 3.

. volume d'un cylindre = Surface du trou x L
. S trou = 3,14 x D² / 4 et S = 0.218 / 1 = 0.218 cm²
. 0.218 = 3014 x D² / 4 et D² =  0.218 / 3014 x 4
. D² = 0.3587 et D du trou = 0.6 cm = 6 mm

Il suffit donc de percer 3 trous de diamètre 6 pour alléger la partie haute de 6,76 g. 
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repérage de précision
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toutes les pièces
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y'a plus qu'à faire tourner
Il faut bien entendu que ce volant soit bloqué avec son balourd (demi rond sans trous) face au balourd du plateau.


essai

Il se fait entourant le volant lentement à la main.
On voit que ce n'est pas parfait, il aurait peut-être fallu passer au foret de 6,1 ...que je n'ai pas et on risque de dépasser le milieu du rond.
Autre solution : placer du côté du balourd quelques vis ...

Cependant les essais réalisés montent une très grande amélioration dans le fonctionnement.
Voir les vidéos pour ce moteur sur cet
moteur rapide de 1.5 cm3

équilibrage dynamique


Une formule trouvée sur la Web :

contre-poids = maneton + tête de bielle + (piston + tête de bielle)
                                                                                                    2


Une tête de bielle fait environ 1 g et on obtient :
. contrepoids = 1,76 + 1 + (10 + 1) / 2 = 8,26 g

Pour obtenir cet équilibrage dynamique, il faudrait donc ajouté au contre poids réalisé : 8.26 - 6,76 = 1.5 g

Là aussi, si on veut tenter l'expérience, on peut ajouter quelques vis sur le volant qui sert de conte-poids ...

documentation

Un lien à consulter :

http://www.motos-anglaises.com/technique/moteur/vilebrequin/equilibrage.html?reload_coolmenus

.

Une autre manière d'opérer :

que j'ai testé mais qui est plus difficile à mettre en action. Un dessin trouvé sur :

http://gitanetesti.soforums.com/t1467-Equilibrage-vilbrequin.htm
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équilibrage statique : 2ème méthode

La place va manquer sur un autre monocylindre mais on peut imaginer une autre manière de procéder pour réaliser le "balourd" : on va déséquilibrer le volant, non par perçage mais en enlevant de la matière au volant.
Avec un volant de plus grand diamètre, les perçages pourraient être utilisés.
Cliquez pour agrandir l'imageComme dans la première méthode, on estimera que 1 m3 de laiton = 8 grammes.



On calcule le volume de A en tenant compte du maneton : 0.36 cm3 soit 2.9 gr
puis de B' : 0.324 cm3 soit 2,6 gr
On pèse C : 11 gr
Equilibrage statique si : A = C = B' + B et B = A + C - B' et B' = 11.3 gr

La balourd B doit donc avoir une masse de 11.3 gr sur 1/2 rond , soir 22, 6 gr sur un disque complet.
Si on part d'un rond de 21 mm de diamètre, ce disque a une surface de 3.46 cm². Il doit avoir une masse de 22.6 gr soit un volume de 22.6 / 8 = 2.825 cm3.

L'épaisseur du disque sera de 2.825 / 3,46 = 0.81 cm, soit 8 mm
Et pour obtenir le balourd de 11.3 gr, il suffit d'enlever la moitié du disque.

Les résultats donnés tiennent compte des cotes  pour ce moteur, à voir dans cet
album
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suppression d'un1/2 disque
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calage pour perçage
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volant avec "balourd"
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serrage : "balourd"  aligné
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Montage avec roulements pour essai : on retournera le châssis pour les effectuer.

Cela ne tourne pas aussi bien que dans le premier cas, mais lors des essais qui suivront, plus aucun écrou ou vis ne se desserrera !

album terminé

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