13 mai 2021

Les embrayages pneumatiques à ventilateur font partie de l’équipement standard des poids lourds nord-américains depuis la déréglementation du secteur au début des années 1980. Mais une nouvelle vague de technologies de refroidissement du moteur est arrivée, avec des implications qui vont bien au-delà de la simple régulation des températures.

Les entraînements du ventilateur à vitesse variable communiquent directement avec l’ECU du moteur pour réguler la vitesse du ventilateur, en fournissant la quantité précise de refroidissement requise – et seulement lorsque c’est nécessaire. Cette technologie, qui utilise de l’huile visqueuse entre deux plaques rainurées à l’intérieur de l’entraînement du ventilateur pour augmenter et diminuer la friction et donc la vitesse du ventilateur, est maintenant standard sur le nouveau modèle 579 de Peterbilt et le Kenworth Next Gen T680, et sera probablement la principale forme de technologie de refroidissement du moteur introduite dans les 10 à 20 prochaines années.

La question est de savoir pourquoi.

Plus de puissance pour les roues

La principale raison de ce changement est la performance.

En d’autres termes, les entraînements pneumatiques sont soit tout, soit rien. Les embrayages ventilateurs tout ou rien utilisés dans de nombreuses applications long-courriers sont tout simplement tout ou rien. Les embrayages à ventilateur à deux vitesses, qui modulent légèrement mais sont toujours contrôlés pneumatiquement, sont soit éteints, soit allumés en mode « haute vitesse », soit en mode « basse vitesse ».

Les entraînements à vitesse variable, quant à eux, fournissent la vitesse exacte du ventilateur requise. Selon les « lois du ventilateur » standard – équations qui déterminent les effets de la variation de la vitesse de l’air, du diamètre du ventilateur et de la densité de l’air dans le système – la puissance consommée par le ventilateur augmente avec le cube de la vitesse d’entrée. En d’autres termes, si un moteur utilise deux fois la vitesse du ventilateur, il consomme huit fois plus d’énergie.

Les entraînements du ventilateur à vitesse variable font bien plus que refroidir le moteur

Le respect de la vitesse exacte du ventilateur est donc crucial pour l’économie de carburant.

Baisser le volume

Le bruit émis par le système de refroidissement suit une courbe très similaire à celle de la puissance du ventilateur. Nous avons tous entendu le bruit abrasif d’un ventilateur à pleine puissance dans un camion ou un tracteur.

Par ailleurs, l’urbanisation s’accélérant dans le monde entier, des réglementations plus strictes en matière de bruit sont adoptées. Ainsi, lorsqu’une machine a besoin d’être refroidie, au lieu de faire tourner le ventilateur à sa vitesse maximale et de générer beaucoup de bruit, un entraînement du ventilateur à vitesse variable lui permet de fonctionner à des pourcentages variables de la vitesse maximale,

Cela ne signifie pas pour autant qu’un ventilateur fonctionnant à 40 % de sa vitesse est 40 % plus silencieux. Si l’on se réfère aux lois sur les ventilateurs, on constate qu’il est beaucoup plus silencieux qu’un ventilateur tournant à 100 % de sa vitesse.

Se mettre au vert

À l’heure actuelle, vous êtes peut-être capable de réciter en dormant les différents niveaux et étapes des réglementations des États-Unis, du California Air Resources Board et de l’Union européenne en matière d’émissions. Ce qu’elles ont en commun, c’est qu’elles sont de plus en plus strictes.

Il est donc nécessaire d’atteindre la bonne température du moteur le plus rapidement possible.

Imaginez que vous conduisez sur une route et que vous essayez de maintenir votre vitesse en appuyant à fond sur l’accélérateur ou sur le frein. Ce serait évidemment beaucoup plus difficile que d’appuyer doucement sur l’accélérateur et les freins. L’utilisation d’un entraînement du ventilateur à vitesse variable est analogue à cette dernière solution ; la modulation de la vitesse réduit les contraintes et l’utilisation parasite du moteur.

Cela signifie une réduction des émissions et des économies de carburant d’un seul coup.

Vaincre le froid

La sagesse populaire voudrait que les systèmes de refroidissement du moteur soient plus importants dans les climats chauds, n’est-ce pas ?

C’est faux.

Même à des températures très basses – pensez à une exploitation forestière au Canada au cœur de l’hiver – les moteurs à combustion interne doivent rejeter la chaleur. Mais s’ils fonctionnent avec le ventilateur à fond, cela entraîne immédiatement un refroidissement excessif.

Comprendre les entraînements du ventilateur à vitesse variable

Les conséquences sont nombreuses. Elles comprennent un réchauffement plus lent de la cabine et une sollicitation accrue d’un moteur déjà poussé à ses limites par des températures extrêmement basses.

Les variateurs de vitesse évitent de soumettre le moteur à ce type de cycles thermiques non optimaux. Deux d’entre eux en particulier, les séries LCX et RCX de Horton, conservent un fluide visqueux dans le réservoir lorsque le moteur est arrêté, ce qui permet au véhicule d’atteindre une température optimale plus rapidement lors du démarrage par temps froid.

Augmentation de l’adoption

Il y a donc plusieurs raisons pour lesquelles la viscocoupleuse est la voie de l’avenir – techniquement, c’est plutôt le présent – pour les camions nord-américains. C’est une technologie utilisée en Europe depuis une vingtaine d’années et, jusqu’à ce que l’électrification pénètre complètement l’industrie (ce qui pourrait prendre des décennies), nous verrons de plus en plus d’entraînements à vitesse variable dans la production des équipementiers et dans le monde des pièces détachées du marché secondaire.

Un dernier avantage concerne les pièces détachées. La plupart des variateurs de vitesse sont préassemblés et ne nécessitent aucun entretien. Dans la plupart des cas, les réparations sont donc aussi simples que l’installation d’un nouveau variateur.

Vous pouvez en savoir plus sur les entraînements du ventilateur à vitesse variable à l’adresse suivante hortonww.com/viscous. Vous pouvez également visionner un récent webinaire au cours duquel les experts en refroidissement du moteur de Horton ont discuté de cette technologie.