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Comment les ventilateurs axiaux red茅finissent les performances des engins tout-terrain

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07 juin 2024
Les priorit茅s de conception des machines mobiles et des groupes 茅lectrog猫nes tout-terrain d'aujourd'hui sont claires.

Les nouvelles machines doivent 茅mettre des niveaux r茅duits de CO2, ainsi que d鈥檃utres gaz nocifs et particules.
L鈥檈fficacit茅, la durabilit茅 et une disponibilit茅 accrue tout au long de leur dur茅e de vie sont essentielles.
De plus, les utilisateurs finaux et les r茅gulateurs exigent que ces machines soient plus silencieuses, ce qui n鈥檈st pas chose facile, 茅tant donn茅 la condition pr茅alable de performances 茅quivalentes ou sup茅rieures.
狈茅补苍尘辞颈苍蝉, , et les d茅partements de R&D voient leurs budgets gonfler, car les fabricants s'assurent que les nouveaux mod猫les apportent des am茅liorations vendables.
Qu鈥檈st-ce qui rend les moteurs cool ?
Dans le domaine de la construction, les ventilateurs doivent refroidir les moteurs 脿 usage intensif qui fonctionnent dans des cycles de service intensifs, souvent dans des climats difficiles.
Il n鈥檈st pas 茅tonnant que les constructeurs accordent d茅sormais plus d鈥檌mportance que jamais au refroidissement efficace de ces moteurs.
Patrick Bold est le directeur produit pour les turbines et les embrayages chez Multi-Wing, l'entreprise bas茅e au Danemark qui con莽oit et fabrique des ventilateurs axiaux destin茅s 脿 锚tre utilis茅s dans de nombreux secteurs, notamment la construction et la production d'茅lectricit茅.

芦 Nous avons r茅cemment constat茅 une attention accrue port茅e 脿 l'augmentation des temp茅ratures ambiantes limites, ou LAT, des 茅quipements 禄, explique-t-il. 芦 La LAT est la temp茅rature ambiante maximale autoris茅e 脿 laquelle le syst猫me de refroidissement du moteur peut fonctionner sans panne ni surchauffe.
Avec les r茅glementations sur les 茅missions et l'utilisation de machines dans des climats plus rudes, il est n茅cessaire d'avoir un meilleur refroidissement de ces machines, pour garantir qu'elles soient op茅rationnelles 脿 tout moment.
芦 Pour r茅pondre aux exigences de refroidissement des r茅glementations sur les 茅missions, il faut un radiateur plus 茅pais, des refroidisseurs auxiliaires avec une plus grande r茅sistance et un d茅bit d'air plus 茅lev茅.
Tout cela indique que le ventilateur doit travailler davantage, tout en minimisant le bruit, car les fabricants sont 茅galement invit茅s 脿 r茅duire les 茅missions sonores des machines.
Ces exigences exigeantes n茅cessitent des ventilateurs capables de fournir bien plus qu'un flux d'air impressionnant ; ils doivent augmenter l'efficacit茅 d'une machine d'une mani猫re qui n'茅tait pas envisag茅e auparavant.
Lorsqu'il d茅crit le d茅veloppement de tels ventilateurs, Nicolas Geiger, responsable du d茅veloppement mondial des turbines de refroidissement des moteurs chez Multi-Wing, d茅clare : 芦 Une grande partie se r茅sume 脿 comprendre le ventilateur comme faisant partie d'un syst猫me.
芦 On peut faire tous les tests qu'on veut dans des conditions de laboratoire, mais si on ne prend pas en compte la fa莽on dont la machine est configur茅e 鈥� et quelles sont ses limites actuelles 鈥� il est tr猫s difficile de l'optimiser avec un ventilateur. 禄
Geiger d茅crit l鈥檜tilisation r茅cente de la technologie d鈥檌mpression 3D, qui peut d茅montrer le potentiel des derni猫res conceptions de ventilateurs.

芦 Nous pouvons d茅sormais imprimer en 3D des prototypes fonctionnels pour nos clients, qui peuvent 锚tre plac茅s directement dans une excavatrice, par exemple. C鈥櫭﹖ait presque impensable il y a encore quelques ann茅es 禄, explique-t-il.
La dynamique des fluides en action
Alors que Geiger souligne l鈥檌mportance de travailler directement avec les machines pour garantir une conception optimale des ventilateurs, il reconna卯t 茅galement les avantages de l鈥檜tilisation des derni猫res technologies pour faciliter le processus.
芦 Une grande partie de ce que nous faisons 禄, dit-il, 芦 tourne autour de la dynamique des fluides, que nous testons avec la simulation de dynamique des fluides num茅rique CFD.
Nous pouvons optimiser les profils pour g茅n茅rer le moins de turbulences possible, .
Plus l'air est pur, plus vous pouvez r茅duire le bruit 鈥� mais c'est difficile 脿 r茅aliser lorsque l'air est 脿 une pression aussi 茅lev茅e.
芦 Gr芒ce 脿 la CFD, nous sommes capables de r茅aliser des tests sur des milliers de mod猫les en quelques jours, et les tests eux-m锚mes sont de plus en plus pr茅cis, 脿 mesure que les logiciels s'am茅liorent et que les ordinateurs sont plus rapides. Nous pouvons aujourd'hui ex茅cuter des mod猫les qui 茅taient impossibles 脿 imaginer il y a deux ou trois ans 禄, explique Geiger.
Cela 茅tant dit, les r茅sultats d茅pendent toujours fondamentalement de la meilleure combinaison entre la physique et les connaissances des machines.
Regard vers l'avenir

脡tant donn茅 l鈥檌mportance accord茅e aux fabricants d鈥櫭﹒uipements pour produire des 茅quipements plus durables, il est facile de comprendre pourquoi les fabricants de ventilateurs doivent am茅liorer leur jeu.
Selon Geiger, 芦 la turbine 茅tait autrefois un produit catalogue. On me demandait si j'avais besoin d'un produit de cette pression et de ce diam猫tre. Qu'est-ce que j'avais ? On me le commandait et on l'envoyait, et je n'en entendais plus parler.
芦 Aujourd鈥檋ui, on nous demande de concevoir un ventilateur pour une machine qui sera sur le march茅 dans trois ans, potentiellement, et ce ventilateur doit fonctionner de mani猫re optimale dans des contraintes extr锚mement sp茅cifiques. 禄
Patrick Bold est du m锚me avis et ajoute que, dans les 茅quipements de construction lourds et 茅lectriques, le chemin du flux d'air est gravement obstru茅, un fait qui n茅cessite 茅galement un ventilateur plus efficace.
芦 Dans le pass茅 禄, dit-il, 芦 les profils des pales de ventilateur 茅taient tous relativement similaires, des produits pratiquement universels qui pouvaient 锚tre utilis茅s dans les applications de chauffage, de ventilation et de climatisation, ainsi que dans les applications de refroidissement des moteurs.
芦 Ces , avec des conditions d'admission d'air tr猫s m茅diocres et des radiateurs avec des car茅nages inad茅quats, qui ont des cibles commerciales au premier plan de leur conception. 禄
Il ne fait aucun doute que les fabricants d鈥檃ujourd鈥檋ui prennent conscience des avantages qu鈥檜n ventilateur hautement efficace peut apporter 脿 leurs 茅quipements en termes de performances et de r茅duction du bruit.

Bold utilise l鈥檌ndustrie de la production d鈥櫭﹍ectricit茅 en plein essor comme exemple : 芦 Chaque kilowatt que vous pouvez 茅conomiser en refroidissant le moteur est un kilowatt suppl茅mentaire dont vous disposez 脿 partir de cette machine, ce qui signifie que vous br没lez moins de carburant.
C鈥檈st un objectif tr猫s important dans l鈥檌ndustrie des groupes 茅lectrog猫nes : une quantit茅 minimale d鈥櫭﹏ergie pour refroidir le moteur. 禄
Conception pour la vie
Ainsi, un moteur refroidi de mani猫re optimale, qui entra卯ne une r茅duction de la consommation de carburant, offre un co没t total de possession plus faible, mais cela n'est vrai que tant que le ventilateur est op茅rationnel. Compte tenu de cela et de leurs exigences en mati猫re d'efficacit茅, les constructeurs s'attendent g茅n茅ralement 脿 ce que les ventilateurs durent aussi longtemps que le moteur qu'ils refroidissent.
芦 Ici, explique Bold, le poids de la turbine est tr猫s important du point de vue de la durabilit茅, car plus le poids de la turbine est 茅lev茅, plus les roulements et les courroies de la machine s'usent. De plus, les intervalles d'entretien seront allong茅s avec un ventilateur plus l茅ger. 禄
En d鈥檃utres termes, plus le poids de la roue est faible, plus le co没t total de possession de la machine est faible.
芦 Une grande partie de notre travail r茅cent a consist茅 脿 , et nous y sommes parvenus en utilisant le nombre minimum de lames.
L鈥櫭﹒uation est assez simple : moins de lames, moins de mati猫re, moins de bruit et moins de poids.

Nous avons optimis茅 la conception et la forme de la lame pour augmenter la surface de travail et maximiser les performances.
Nous avons atteint un point dans le secteur de la construction o霉 des gains suppl茅mentaires comme celui-ci peuvent valoir leur pesant d'or en termes de nouvelles affaires, mais Bold et Geiger soutiennent que ces nouveaux ventilateurs axiaux ont le potentiel de g茅n茅rer plus que des gains suppl茅mentaires.
Bold d茅clare : 芦 Les op茅rateurs remarqueront certainement la diff茅rence en termes d'茅missions sonores. Les moteurs 茅tant devenus plus silencieux, notamment gr芒ce aux filtres plac茅s derri猫re le moteur, vous constaterez que sur certaines machines, la majeure partie du bruit ne provient pas du moteur, mais du ventilateur.
Cela met donc le ventilateur au centre de certaines des derni猫res machines de haute technologie. 禄
Geiger est d'accord, mais ajoute : 芦 Contrairement aux produits de consommation, o霉 le faible bruit est une caract茅ristique de diff茅renciation, il existe d茅sormais des r茅glementations qui stipulent que si votre machine fait trop de bruit, vous ne pouvez pas l'utiliser, vous ne pouvez pas la vendre.
芦 Les machines bruyantes et inefficaces ne sont plus une option. 禄
Toutes les images sont une gracieuset茅 de Multi-Wing
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Cet article a 茅t茅 r茅dig茅 par le Content Studio de 必赢体育, en partenariat avec les experts produits de Multi-Wing
La collaboration entre les constructeurs et les experts en refroidissement des moteurs d猫s les premi猫res 茅tapes du processus de conception permet des avanc茅es significatives. Cela permet aux constructeurs d'optimiser la conception de leurs machines pour une gestion thermique efficace, am茅liorant ainsi les performances, la fiabilit茅 et la long茅vit茅. Contactez Multi-Wing pour discuter de votre application avec un ing茅nieur commercial exp茅riment茅. |
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