Manœuvre dans le cadre d'une exploitation combinée durable

La technologie de roue libre de RINGSPANN simplifie la mise en œuvre des systèmes de propulsion hybride des navires

Bad Homburg, avril 2024. - À l'heure actuelle, ce sont surtout les exigences en matière de réduction significative des émissions d'oxyde d'azote et d'efficacité énergétique qui stimulent le développement des systèmes de propulsion hybrides dans la construction navale et la construction de yachts. Les concepteurs de nombreux intégrateurs de systèmes, propriétaires et chantiers navals poursuivent donc l'objectif de créer des systèmes de propulsion hybrides en série ou en parallèle à partir de la combinaison de générateurs diesel ou méthanol et de moteurs électriques. L'idée est également que les entraînements sont protégés, qu'ils fonctionnent toujours à une efficacité optimale et qu'ils peuvent être conçus plus petits et plus légers dès le départ. L'un des composants qui joue un rôle cinématique essentiel dans ce processus est la roue libre. En effet, c'est elle qui permet une interaction fiable, précise et, en fin de compte, facile à mettre en œuvre en termes de conception entre les différentes unités de puissance du système hybride. En y regardant de plus près, on constate même que l'utilisation de la bonne technologie de roue libre dans le groupe motopropulseur composé d'un moteur diesel et d'un moteur électrique permet de mettre en œuvre jusqu'à trois modes de fonctionnement différents : dans le premier cas, le moteur diesel est le système de propulsion principal, mais il fait tourner un moteur électrique en mode générateur via une roue libre, selon les besoins, pour charger les systèmes de stockage d'énergie électrique du navire et alimenter le système électrique de bord. Ce système présente de grands avantages pour les longues distances et les navigations constantes en eaux libres. Dans le deuxième cas, le moteur électrique soutient le moteur diesel via la roue libre, en fonction de la vitesse, afin d'obtenir plus de puissance. Dans le troisième cas, la roue libre sépare le moteur diesel de la chaîne cinématique et seul le moteur électrique fonctionne. Cette solution est particulièrement utile pour les manœuvres dans les ports, car les réglementations environnementales y sont strictes et le moteur diesel s'avère également moins efficace que lorsqu'il navigue en permanence en haute mer.

La technologie de la roue libre garantit efficacité et flexibilité

Les systèmes hybrides flexibles, dans lesquels les roues libres prennent en charge les trois modes de fonctionnement, sont utilisés, par exemple, dans les porte-conteneurs, les navires à passagers et les car-ferries. Mais les voiliers et catamarans modernes sont également équipés depuis longtemps de systèmes de propulsion hybrides, dans lesquels les roues libres permettent un fonctionnement économe en énergie et flexible. "Ici, par exemple, une roue libre est placée entre le moteur diesel et le groupe motopropulseur, de sorte qu'un moteur électrique peut être utilisé comme générateur tout en naviguant via l'hélice du navire. De cette manière, le système électrique du bord peut être rechargé - sans transporter le moteur diesel ou même l'endommager", explique Marco Sommer, concepteur de la roue libre chez RINGSPANN.

RINGSPANN est le leader mondial dans le domaine de la technologie des roues libres et équipe de nombreux constructeurs de navires et de bateaux renommés avec différents types de roues libres de sa vaste gamme. Actuellement, ce sont surtout les roues libres complètes des séries FB et FBE ainsi que des séries SF et SFB qui sont privilégiées par les concepteurs de technologie marine. "Sur demande, nous avons déjà réalisé de nombreuses solutions spéciales pour les systèmes de propulsion hybride des navires - par exemple, sur la base des roues libres de base éprouvées de notre série FBO", rapporte Marco Sommer.

Prêt à être installé et durée de vie optimisée

Les roues libres complètes de la série FB sont des roues libres à cames prêtes à être installées pour des couples nominaux allant jusqu'à 160 000 Nm, qui peuvent être utilisées pour les fonctions d'alimentation et de dépassement ainsi que pour les antidévireurs. Elles fonctionnent sur des roulements à billes, sont étanches et sont livrées par RINGSPANN remplies d'huile et prêtes à être installées. Comme ils sont disponibles en usine avec de nombreux diamètres d'alésage allant jusqu'à 300 mm, ils sont rapidement disponibles pour de nombreuses applications. Outre les versions standard, la série FB propose également trois autres types pour les applications nécessitant une durée de vie particulièrement longue. "Nous maximisons la durée de vie en utilisant des revêtements spéciaux pour les cames ou différents types de soulèvement des cames, qui réduisent considérablement l'usure des cames", explique Marco Sommer. Dans la variante FBE, les roues libres complètes sont également dotées d'un embrayage, de sorte qu'elles peuvent être installées dans la chaîne cinématique du système hybride sans effort de montage supplémentaire.

Les roues libres à cage des séries SF et SFB sont également des roues libres à cames, mais elles n'ont pas de roulements propres et sont installées de préférence entre les bagues intérieure et extérieure du client. Elles conviennent pour des couples nominaux allant jusqu'à 93 000 Nm et sont disponibles en version standard et en deux variantes pour les applications exigeant une durée de vie plus longue. RINGSPANN les fournit principalement pour les cas où la fonction d'un embrayage à roue libre ou d'un antidévireur doit être intégrée directement dans une boîte de vitesses. "Cela se produit toujours dans la conception des systèmes de propulsion hybride des navires, lorsque l'accouplement du moteur à combustion et du moteur électrique est résolu par l'intermédiaire d'un réducteur ; les entraînements sont donc disposés en parallèle et non en série. Grâce à l'installation dans la boîte de vitesses, la roue libre est également mieux protégée des influences environnementales", explique Marco Sommer.

Grâce à la haute qualité de ses roues libres, à la grande disponibilité de roues libres complètes, optimisées pour la durée de vie et prêtes à être installées - avec ou sans embrayage - et enfin à la possibilité de réaliser des solutions spéciales, RINGSPANN offre aux fabricants de systèmes d'entraînement hybrides pour la construction navale et la construction de bateaux une valeur ajoutée considérable. En même temps, il donne aux concepteurs la liberté dont ils ont besoin pour développer des concepts innovants et durables de technologie de propulsion pour une utilisation dans la navigation commerciale, professionnelle, sportive et navale. ms