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125 ans d’automobile : la contribution de SKF à la lubrification des moteurs

La lubrification automobile s’est développée parallèlement à l’industrie automobile. SKF Lubrication Systems Germany compte à son actif 80 années d’expérience dans ce domaine.

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Résumé

Partout où il y a un véhicule se cache une solution de lubrification indispensable à son processus de fabrication. SKF a accumulé plus de 80 années d’expérience dans ce domaine. De la lubrification centralisée aux récents systèmes de lubrification pour petits moteurs diesels marins, l’entreprise continue de jouer le rôle de partenaire clé dans le développement de nouvelles solutions.

Contact commercial

Jan Ruiter, Jan.Ruiter@skf.com

L’article publié cette année dans le magazine du principal club automobile allemand (ADAC) ainsi que plusieurs publicités du constructeur Daimler ont mis un coup de projecteur sur les 125 ans de l’automobile, en rappelant notamment le voyage historique, en août 1888, de Bertha Benz accompagnée de ses fils de 14 et 15 ans, Eugen et Richard, de Mannheim à Pforzheim, en Allemagne, sur un tricycle motorisé. Le Benz Patent Motorwagen, comme il s’appelle, a été mis au point par son mari, Carl Benz, à Ladenburg, non loin d’Hockenheim, et fait l’objet d’un dépôt de brevet en 1886 auprès du bureau impérial des brevets sous l’appellation de « véhicule à moteur à essence ». Les historiens le considèrent comme la première automobile, à l’origine de l’avènement d’une nouvelle industrie source de milliers d’emplois.

Parallèlement au développement des véhicules à moteur, la lubrification automobile gagne en importance et les besoins dans ce domaine se multiplient.

Au début des années 1930, peu après la création de la SARL Willy Vogel Autozubehör en 1929 à Berlin, le système de lubrification centralisée simple pression pour automobiles fait son apparition sur le marché. Ce sera une remarquable réussite commerciale en Europe centrale.

Toutefois, au cours des décennies suivantes, les besoins en lubrification centralisée pour l’automobile déclinent face aux matériaux modernes, aux nouvelles technologies de roulements et de joints et aux lubrifiants haute performance. On continue cependant à utiliser des systèmes de lubrification centralisée dans les processus de fabrication automobile. Ils sont employés sur les machines de coupe, estampage, formage, perçage, plissage, rectification, assemblage, essai etc.. SKF est l’un des leaders du marché et le fournisseur préféré pour bon nombre de ces applications.

L’essor de l’automobile s’accompagne également d’une quête vers toujours plus de puissance. Le moteur à combustion interne à quatre temps essence avec allumage commandé fait son apparition en 1876, suivi en 1893 du moteur à combustion interne à deux temps diesel sans allumage commandé qui ouvre de nouvelles opportunités pour les applications motorisées fixes et mobiles comme les bateaux, locomotives, camions et voitures. L’essor industriel s’accélère alors brusquement.

Moteurs diesels
Rudolf Diesel est l’homme à l’origine du moteur diesel. Son gros moteur offre des avantages particulièrement intéressants en termes de fiabilité et de rendement. En 1897, MAN Augsburg, en Allemagne, lance le premier moteur industriel, un moteur monocylindre 20 ch (15 kW), de 250 mm d’alésage et 400 mm de course, offrant un rendement de 26,2 % (Fig. 1). Dans ce moteur, la lubrification était assurée par des graisseurs à gouttes.

Dans le domaine de la lubrification, Robert Bosch, déjà célèbre pour son brevet de magnéto d’allumage pour moteurs essence, établit la nécessité des systèmes de lubrification sous pression pour les moteurs diesels à deux temps. En 1909, il présente son graisseur mécanique breveté pour moteurs à combustion. Viennent ensuite les pompes doseuses d’huile installées directement sur les flasques, qui sont utilisées sur les moteurs diesels deux temps (à boule chaude) des tracteurs Lanz Bulldog et dans de nombreuses autres solutions de lubrification pour l’ingénierie mécanique générale.

Fondée en 1836 à Mannheim, en Allemagne, l’entreprise Joseph Vögele AG développe et construit des aiguillages, wagons de transbordement, plaques tournantes et systèmes de triage pour applications ferroviaires. À partir de 1925, sa production inclut, entre autres, des pompes de lubrification centralisée pour applications ferroviaires. Lancée en 1928, l’asphalteuse Vögele prépare littéralement le terrain pour d’autres développements en matière de lubrification.

En 1959, Joseph Vögele élargit son portefeuille d’activités de lubrification centralisée en achetant les droits et les installations de production des systèmes de lubrification centralisée Robert Bosch.

Une nouvelle usine de pompes de lubrification Vögele est construite à Hockenheim-Talhaus en 1960. Les activités de développement s’y poursuivent, notamment en ce qui concerne les applications de lubrification des gros moteurs, parallèlement à d’autres segments industriels. L’usine continue sur sa lancée, même après son rachat par Willy Vogel AG (1999), puis par le Groupe SKF (2004). Des motoristes de renom comme Caterpillar, Deutz, MAN, MTU et Wärtsilä préfèrent les solutions SKF pour leurs moteurs haute performance. Ces solutions sont utilisées principalement pour la lubrification du siège de soupape d’admission (moteurs à quatre temps) et des cylindres (moteurs à deux temps).

Moteurs modernes diesels à crosse à deux temps
Près de 120 ans après l’invention de Rudolf Diesel, le rendement des gros moteurs diesels atteint aujourd’hui un maximum de 55 %. Des projets de recherche ont confirmé que l’exploitation de toutes les possibilités techniques actuellement offertes pourrait permettre d’augmenter encore ce chiffre jusqu’à 65  %. Dans le domaine du transport maritime, qui consomme environ 4 % de tous les combustibles fossiles, cette avancée représente des économies de ressources considérables et une réduction des émissions.

SKF Lubrication Systems apporte une contribution importante à ces avancées sous la forme de systèmes modernes d’injection d’huile en fonction de la charge pour la lubrification des cylindres. Ces systèmes reposent sur des technologies sophistiquées utilisant des capteurs placés sur le vilebrequin et des composants microélectroniques pour distribuer le lubrifiant de haute valeur et de haute qualité avec une précision de l’ordre de la milli­seconde dans les zones de contraintes du piston et de la chemise de cylindre identifiées par le système de commande électronique. Ces développements se traduisent par des baisses de la consommation d’huile atteignant 40 % !

La pompe de lubrification automatique CLU4 de SKF a été mise au point pour équiper des moteurs nouveaux et existants d’une puissance de 7 000 à 80 000 kW. Cette gamme de puissance couvre les gros moteurs diesels jusqu’à 1 mètre de diamètre de piston et 3,3 mètres de course et pesant jusqu’à 2 300 tonnes (Fig. 2).

Aujourd’hui, cette technologie est également disponible pour les petits moteurs mis au point récemment avec des pistons de 350-400 mm de diamètre sur la gamme de puissance de 4 000 à 9 000 kW. En février 2010, le service R&D de l’entreprise Wärtsilä à Winterthur, en Suisse, a émis un ordre de fabrication pour les systèmes de lubrification CLU5 (Fig. 3 et 4) récemment développés.

Avec ce nouveau développement de SKF, pas moins de trois impulsions de lubrification sont émises à la seconde avec un temps de dosage de trois millisecondes maximum au niveau de quatre points de lubrification par cylindre (Fig. 5). La solution SKF CLU5 inclut un graisseur automatique par cylindre, un système d’alimentation en huile pour chaque moteur et un kit de pièces standardisées. Le système a été mis sur le marché en juillet 2011.

80 années d’expérience
SKF Lubrication Systems Germany AG compte à son actif plus de 80 années d’expérience dans le domaine des gros moteurs diesels. SKF reste un partenaire de développement majeur pour les principaux constructeurs de moteurs.

Les solutions de lubrification pour gros moteurs permettent de réaliser des économies supplémentaires en termes d’huile lubrifiante, de coûts d’exploitation et d’émissions de CO2. Elles renforcent la sécurité de fonctionnement et augmentent la valeur pour le fabricant du moteur, les sociétés de classification maritime, les compagnies de navigation et les utilisateurs finaux, faisant de SKF un fournisseur privilégié – de la même manière que le réseau SKF Knowledge concrétise les souhaits des clients et contribue à un développement durable de manière efficace et rentable.