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#Actualités du secteur
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Le lien fonctionnel dans les moteurs hybrides
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Les roues libres RINGSPANN régulent l'interaction dynamique entre les moteurs
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Lorsque les fabricants de grues mobiles, de machines de construction ou de transporteurs lourds développent leurs moteurs, les roues libres de RINGSPANN sont souvent impliquées. Ces véhicules spéciaux sont souvent entraînés par de puissants systèmes hybrides composés de moteurs diesel et électriques. Les embrayages à roue libre de la série FKh, par exemple, sont responsables de la répartition des tâches entre les deux. La raison en est que, sans technologie de commande complexe, cette solution d'embrayage hydrodynamique permet à la fois d'obtenir de grandes différences de vitesse entre les moteurs et d'embrayer et de débrayer alternativement différents moteurs d'une même chaîne cinématique.
Bad Homburg, mars 2020. - Les solutions de propulsion hybride sont de plus en plus populaires dans les secteurs hors route et des poids lourds de la construction de véhicules internationaux. Elles sont aujourd'hui utilisées dans les grues mobiles et les transporteurs de charges lourdes ainsi que dans de nombreux véhicules de terrassement, de construction routière et de chantier. Généralement, ces moteurs hybrides associent des moteurs diesel modernes à de puissants moteurs électriques (asynchrones), de sorte que les roues des engins mobiles peuvent être entraînées soit par l'une des unités, soit par les deux en duo. Mais l'utilisateur doit maintenant pouvoir compter sur cette interaction de partage du travail entre le moteur à combustion et le système d'entraînement électronique fonctionnant de manière fiable et efficace sur une longue période. C'est pourquoi de nombreux concepteurs d'entraînements hybrides utilisent les embrayages à roue libre de RINGSPANN. Les roues libres de la série FKh ont particulièrement fait leurs preuves en tant que médiateurs dynamiques entre les forces de rotation des systèmes. "Ces roues libres complètes prêtes à monter pour un montage boulonné à l'avant s'avèrent souvent être la solution idéale pour la gestion sûre et simple des vitesses élevées dans les moteurs hybrides avec une conception optimisée dans l'espace. Ceci est principalement dû à leur soulèvement hydrodynamique des cames, qui convient parfaitement pour passer de la phase roue libre à la phase motrice dans les entraînements multimoteurs où les vitesses sont les mêmes dans les deux modes de fonctionnement", explique Thomas Heubach, responsable de la division des roues libres chez RINGSPANN.
Accouplement et désaccouplement sans impulsion extérieure
Les embrayages à roue libre de la série FKh de RINGSPANN sont des composants nécessitant peu d'entretien et dotés de roulements à billes qui peuvent être utilisés pour embrayer et débrayer les différents moteurs des systèmes d'entraînement hybrides. Ce type de roue libre peut être utilisé comme un embrayage compact entre des moteurs électriques et des moteurs à combustion dans des chaînes de traction communes (ou parallèles). L'embrayage est engagé avec la transmission du couple en mode d'entraînement de la roue libre, tandis que le désengagement avec interruption du couple s'effectue en mode roue libre. Ces deux opérations peuvent être effectuées sans aucune technologie de contrôle ou de régulation supplémentaire, car la fonctionnalité d'un embrayage à roue libre FKh repose uniquement sur des principes mécaniques et hydrodynamiques. Les roues libres sont toujours installées entre les deux sources d'entraînement du système hybride de telle manière que l'entraînement en mode de conduite s'effectue par l'intermédiaire de la bague intérieure, tandis que la bague extérieure de roue libre débraye en mode de roue libre.
Le flux d'huile au lieu de la force centrifuge
Le principe hydrodynamique est la grande force de cette série de roues libres de RINGSPANN et la rend si attrayante pour une utilisation dans des moteurs multimoteurs à rotation rapide. Contrairement aux roues libres où les cames se soulèvent uniquement sous l'effet des forces centrifuges agissant lors de la rotation, le soulèvement des cames dans les embrayages à roue libre hydrodynamiques est obtenu par un flux d'huile. "C'est pourquoi, dans une roue libre FKh, la vitesse en marche peut être aussi élevée que la vitesse en roue libre", souligne Thomas Heubach, chef de division, et explique ce que cela signifie dans la pratique : "Il en résulte une durée de vie presque illimitée des cames qui, en fonctionnement en roue libre, flottent sur un film d'huile et sont ainsi séparées de la piste intérieure. Les dépenses d'entretien sont minimes et se limitent à une vidange d'huile occasionnelle. Ces systèmes sont donc également extrêmement fiables et bien supérieurs à d'autres dans lesquels aucun décollage centrifuge mécanique ne peut être utilisé"
RINGSPANN fournit les survireurs de la série FKh en six tailles standard, remplis d'huile et prêts au montage, pour des couples nominaux jusqu'à 14 000 Nm et des alésages de 35 mm à 95 mm. Les tailles FKh 94 ATR et FKh 106 ATR sont actuellement très demandées par les fabricants de moteurs hybrides pour les grues mobiles, les engins de chantier et les transporteurs lourds. Thomas Heubach, directeur de la division, estime également que "la technologie des moteurs hybrides possède encore un grand potentiel de développement dans la construction automobile et constitue un marché d'avenir en pleine croissance pour les embrayages à roue libre hydrodynamiques. Notamment parce qu'elle permet de réaliser des solutions qui ne nécessitent aucune électronique et sont donc très faciles à entretenir"
L'ensemble de la gamme de roues libres est disponible dans la boutique en ligne de l'entreprise (www.ringspann.de).
Les moteurs hybrides dans la construction navale
On trouve également dans la construction navale des exemples très illustratifs de l'utilisation d'embrayages à roue libre dans les systèmes d'entraînement hybrides. Dans les grands navires de charge et de passagers, l'utilisation d'embrayages à roue libre permet de passer de la propulsion diesel en mer au fonctionnement par moteur électrique dans les ports - silencieux, lent et respectueux de l'environnement. Alors que le moteur diesel fait le travail, l'entraînement électrique peut servir de générateur - dans ce cas, la roue libre accouple le train d'entraînement. Mais si le moteur électrique prend le relais et que le moteur diesel fait une pause, la roue libre désengage le groupe motopropulseur.
Comment fonctionne le soulèvement hydrodynamique des cames
Une roue libre hydrodynamique possède une chambre à huile avec une pompe, dont les tubes de Pitot sont reliés à la bague intérieure de la roue libre. Lorsque la bague extérieure tourne, un flux d'huile de 360° se forme dans la chambre à huile, dans laquelle les tubes de Pitot sont immergés. Dès que l'anneau extérieur dépasse l'anneau intérieur, les tubes pompent l'huile sous pression dans la chambre annulaire. De là, il s'écoule à grande vitesse par l'interstice de l'anneau dans les zones intermédiaires des cambrions. En fonction de la vitesse relative entre les bagues extérieure et intérieure, le flux d'huile ne s'écoule pas axialement dans les zones intermédiaires des cames, mais de manière oblique. Cela crée une force de réaction sur les cames. Cette force de réaction surmonte la force de contact des ressorts des cames, et les cames se soulèvent de la bague intérieure. Cette cinématique est soutenue par la cale de lubrification hydrodynamique. Si la vitesse relative entre les bagues extérieure et intérieure diminue, la force de soulèvement diminue également. Avant d'obtenir un fonctionnement synchrone, les cames sont amenées en toute sécurité sur la bague intérieure et sont prêtes à se bloquer. Cela garantit un transfert de couple immédiat une fois la vitesse synchrone atteinte. Le soulèvement hydrodynamique des cames permet un fonctionnement en roue libre pratiquement sans usure.
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