Définition:
Le système bielle-manivelle est un système plan de solides articulés. Il permet de transformer, par l'intermédiaire d'une bielle, le mouvement de rotation continu d'une manivelle (également appelée vilebrequin) en mouvement de translation alternatif du coulisseau (à vitesse non constante).
On qualifie respectivement pour une bielle de "tête" et de "pied" les parties de cette bielle en liaison avec la manivelle d'une part et avec le coulisseau (qui est souvent un piston) d'autre part.
Parmi les nombreux mécanismes utilisant le principe cinématique de l'association bielle-manivelle, on trouve :
- les moteurs à combustion interne pour lesquels la translation du piston due à la combustion du carburant est transformée en rotation du vilebrequin,
- les compresseurs et les pompes au sein desquels le mouvement de rotation du moteur est transformé en mouvement de translation du ou des pistons qui vont comprimer le fluide.
Caractéristiques cinématiques:
Dans un système bielle-manivelle, à une vitesse constante de la manivelle correspond une vitesse de forme sinusoïdale du déplacement et de la vitesse.
Graphes correspondants aux données ci-dessous :
- R = 10 mm
- l = 25 mm
- w = 1 rad/s
- pour 1 tour de manivelle soit 6,28s
L'expression de l'accélération d'un point du coulisseau est trop complexe pour pouvoir être exploitée ici mais les effets d'inertie qu'elle engendre sont très importants et limitent la vitesse de rotation de la manivelle.
Fichier PDF du dessin d'ensemble:
Bielle manivelle
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Bielle manivelle