L’angle de vilebrequin fait référence à la position du vilebrequin d’un moteur par rapport au piston lorsqu’il se déplace à l’intérieur de la paroi du cylindre. Mesuré en degrés, l’angle de vilebrequin pour un piston qui est au point mort haut (PMH) de sa course de compression est de zéro degré d’angle de vilebrequin (CAD). Cet angle est essentiel pour déterminer le calage de l’allumage, la séquence d’ouverture et de fermeture des soupapes et l’alimentation en carburant dans les applications d’injection de carburant. Bien qu’il ne soit pas critique pour le propriétaire ou le mécanicien automobile moyen, l’angle du vilebrequin est crucial dans les équations et formules mathématiques utilisées pour déterminer la vitesse du piston, la vitesse maximale du piston et d’autres données de piston et de bielle dans les moteurs de course.
De nombreux mécaniciens comprennent la relation entre le piston et sa position PMH dans la paroi du cylindre en ce qui concerne le calage de l’allumage. Régler le calage de l’allumage pour tirer la bougie d’allumage quelques degrés avant ou après le PMH peut être un outil précieux pour obtenir les meilleures performances d’un moteur à combustion interne. Cependant, la plupart des mécaniciens amateurs ne comprennent pas quelle est la relation de l’angle de vilebrequin sur les performances d’un moteur à une vitesse donnée, ni comment cette information peut être utilisée pour ajuster la puissance du moteur.
L’un des facteurs les plus critiques à l’intérieur de tout moteur à combustion est la vitesse du piston. Cela détermine la capacité – ainsi que le temps – qu’il faut à un moteur pour aspirer un mélange frais de carburant et d’air, purger les gaz d’échappement d’un cylindre et comprimer le mélange de carburant et d’air pour la combustion. Avec cette connaissance, les taux d’ouverture et de fermeture appropriés de la vanne peuvent être pris en compte ainsi que la conception du lobe de la came pour tirer le meilleur parti de cette période critique. Cette information sur l’angle de vilebrequin est particulièrement critique sur les moteurs de course les plus récents.
Les moteurs de course, ainsi nommés en raison des dimensions modifiées de la course du piston, sont conçus pour tirer parti de l’angle de vilebrequin optimal. Ils utilisent une vitesse de piston améliorée pour vider et remplir les chambres de combustion. La dynamique améliorée de l’angle de vilebrequin agit comme un compresseur primitif, utilisant la partie la plus rapide de la course du piston pour remplir les cylindres de carburant et d’air. Inversement, l’angle aide à déterminer le moment approprié pour ouvrir les soupapes d’échappement afin d’utiliser au mieux la course motrice tout en restant capable d’évacuer les gaz d’échappement usés du cylindre. Comprendre l’angle de vilebrequin permet à un constructeur de moteur personnalisé de concevoir un moteur en utilisant la longueur de bielle et la hauteur d’axe de piston optimales sur un vilebrequin avec les dimensions de course appropriées pour obtenir le maximum de puissance et de couple.