Moins de microns = moteurs plus écologiques

Dans le cadre de leurs efforts continus pour améliorer l’efficacité et réduire l’empreinte carbone de leurs moteurs à combustion fossile, les constructeurs automobiles réduisent les tolérances des composants rotatifs tels que les arbres à cames et les vilebrequins de quelques microns.

« Au fil des ans, les tolérances dimensionnelles géométriques critiques pour les arbres à cames et les vilebrequins ont été considérablement réduites afin d’améliorer la durée de vie des moteurs, de réduire la consommation de carburant et de diminuer les émissions », explique Addison D. Cole, PDG d’Adcole Corporation. « Au cours des 25 dernières années, les tolérances de circularité des vilebrequins ont été réduites de huit microns à trois microns. Les voitures écologiques de demain seront équipées de petits moteurs haute performance à très faibles émissions. En conséquence, les tolérances de production seront encore resserrées, ce qui devrait conduire les fabricants de composants de moteurs à adopter la technologie Adcole. »

Plus de 500 constructeurs automobiles et équipementiers utilisent les salles d’inspection automatisées d’Adcole pour le contrôle qualité des arbres à cames et des vilebrequins. Fondée en 1957, la société possède des sites de production dans le Massachusetts et en Floride, ainsi que des bureaux dans le monde entier. Près de 60 % de l’activité de la société provient des équipementiers automobiles et des fabricants d’équipements agricoles et de construction, de moteurs hors-bord et d’autres petits moteurs. Les 40 % restants de l’activité d’Adcole proviennent de l’industrie aérospatiale.

« Les équipements Adcole ont donné à ses clients un avantage technique en termes de précision et de compatibilité avec d’autres appareils de mesure Adcole », a déclaré M. Cole lors d’une précédente interview avec Automotive Industries. « Nos plus gros clients utilisent les appareils de mesure Adcole dans leurs laboratoires de développement de groupes motopropulseurs, leurs ateliers d’usine ou leurs chaînes de production. Les entreprises savent que leurs coûts de production sont faibles, mais que leurs utilisateurs finaux obtiennent un produit de qualité. »

L’entreprise possède plus d’un demi-siècle d’expérience dans la conception et la fabrication de machines spécialisées pour la mesure des composants de moteurs. Elle fabrique également des capteurs numériques d’angle solaire pour les satellites spatiaux, principalement pour les industries aérospatiales américaine, européenne et japonaise. Adcole compte parmi ses clients General Motors, Ford, BMW, VW, Chrysler, Toyota, Fiat, Nissan, Renault, Hyundai, Volvo, Suzuki, Caterpillar, Daimler, BMW, Honda, Cummins, FAW, Tata, MAN, John Deere, SAIC, FAW, Dong Feng et ThyssenKrupp.

L’un des principaux produits d’Adcole pour l’industrie automobile est le calibre d’inspection à grande vitesse ADCOLE 1310 pour arbres à cames. Il s’agit d’une machine de fin de ligne qui mesure jusqu’à 200 pièces par heure pour détecter les marques de montée et de broutage. Cette jauge entièrement automatique utilise des têtes de mesure individuelles pour chaque lobe de came et chaque suiveur de came, avec une résolution de 0,1 micron, prenant un point de données tous les 1/10 de degré ou 3600 points de données par tour.

Début 2011, Adcole a annoncé le lancement prochain du mesureur de vilebrequin Adcole modèle 1200-10, destiné aux fabricants de moteurs diesel, marins et de locomotives pour des vilebrequins d’une longueur maximale de 4,5 mètres. Il convient également aux applications dans les champs pétrolifères et la production d’électricité. Le produit est équipé d’un arbre à roulement à billes exclusif avec un faux-rond inférieur à 0,25 μm pour mesurer des vilebrequins d’une longueur maximale de 4,5 mètres, avec un diamètre de balancement de 560 mm et un poids de 2,050 kg.

Grâce à l’utilisation d’un interféromètre laser associé à un suiveur de contact avec une course de 330 mm, cet appareil de mesure de précision peut mesurer 3 600 points de données sur des blocs pendulaires pour déterminer la circularité et la rectitude avec une précision de 0,5 μm. Équipée d’un écran tactile de 50 cm et d’un système d’exploitation Windows pour une utilisation facile et une grande flexibilité de sortie, la machine de mesure de vilebrequins Adcole modèle 1200-10 peut effectuer une mesure complète du vilebrequin en 15 minutes. Construite sur une base de caissons en acier de construction avec une grande plaque de surface de 60 cm d’épaisseur pesant 7 tonnes, cette machine robuste pèse 22 tonnes, selon la société.

Automotive Industries s’est entretenu avec J. Brooks Reece, vice-président d’Adcole Corporation, et lui a demandé de nous en dire plus sur certaines des caractéristiques uniques du modèle Adcole 1200-10.

Reece : Seule Adcole fabrique un vilebrequin aussi grand avec une précision inférieure au micron. Pour atteindre cette performance, Adcole a dû trouver des moyens de gérer le poids, la course et la longueur du composant. Plus précisément, la plaque de surface en granit est deux fois plus lourde que celle utilisée dans le calibre de 3,3 mètres. Le support de broche a été renforcé et la technique de montage sur le granit a été repensée.

Un moteur d’entraînement de broche a été développé pour contrôler le démarrage et l’arrêt de la rotation d’un composant aussi lourd. La poupée mobile est entièrement programmable à l’aide d’un joystick et comprend un écran vidéo permettant de s’assurer que le centre de la poupée mobile est correctement aligné. Pour plus de sécurité, un système pneumatique a été ajouté qui pousse l’air à travers la tête et les centres de la tête libre afin de détecter si la pièce est correctement chargée. Des modifications ont également été apportées à l’entraînement de l’arbre vertical et au système de mesure par interféromètre laser qui est la marque de fabrique du célèbre modèle 1200 d’Adcole.

AI : Comment décririez-vous Adcole en tant qu’innovateur ?

Reece : Nous avons toujours pensé que nos clients devaient disposer des jauges les plus précises possibles. Cela signifie que davantage de tolérances peuvent être réservées au processus. Par exemple, si une mesure représente 10 % ou plus des tolérances des composants, la production sera moins tolérante et le risque de rejet de bons composants sera plus élevé. Adcole produit les jauges les plus précises de sa catégorie, ce qui confère à nos clients un avantage stratégique.

AI : Parlez-nous du développement continu par Adcole de solutions de mesure avancées pour les vilebrequins et les arbres à cames.

Reece : Tous les grands constructeurs automobiles et fabricants de moteurs diesel de grande puissance font confiance à Adcole. Au fil des ans, nos clients nous ont demandé de développer des fonctions de mesure spéciales pour leurs dernières conceptions. Dans certains cas, nos clients nous ont demandé de développer une nouvelle machine à partir de zéro, sur la base de l . L’un de nos plus gros clients aux États-Unis nous a demandé de construire une machine de finition de surface capable d’effectuer automatiquement la séquence de mesure. Il s’agissait de la première machine automatique de mesure de la rugosité des vilebrequins pour l’industrie. Une autre caractéristique unique de cette machine était sa capacité à mesurer les tourillons principaux et secondaires dans chaque quadrant, ce qui est essentiel pour minimiser le bruit du moteur et augmenter sa durée de vie. Nos clients choisissent de plus en plus d’utiliser nos produits pour mesurer la forme et la rugosité des arbres à cames et des vilebrequins.

AI : Comment votre R&D et le développement de produits qui en découle reflètent-ils la demande croissante de solutions plus écologiques ?

Reece : Adcole mesure les composants rotatifs qui sont essentiels à la puissance du moteur et à la consommation de carburant. Par conséquent, ces mêmes composants ont une influence sur la propreté des émissions d’échappement. La production mondiale de véhicules devrait passer du niveau actuel de 75 millions de véhicules à 100 millions de véhicules au cours des cinq prochaines années. Alors que la Chine et l’Inde ajoutent chacune 100 millions de véhicules à leurs routes, des investissements seront réalisés dans les infrastructures routières et les ponts.

Au cours de cette phase d’expansion, l’attention du marché et des régulateurs se portera sur la consommation de carburant et les émissions. Comme par le passé, Adcool continuera à contribuer à l’amélioration des performances des moteurs et à la réduction des coûts de production.