Les servopresses améliorent l'assemblage des moteurs diesel

Les servopresses sont utilisées pour assembler des composants tels que des billes en acier, des sièges et des guides de soupape, des joints, des trémies d'admission et des ouvertures de sortie. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Kistler Instrument Corp.

Outre les modules de presse standard, Kistler a également fourni un module d'assemblage personnalisé avec une course extra-longue : 1 000 millimètres contre la longueur standard de 400 millimètres. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Kistler Instrument Corp.

Liu montre à ses collègues de Yuchai comment gérer le système de surveillance de processus maXYmos NC. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Kistler Instrument Corp.

Le système d'assemblage NCFH se compose d'une servo-presse (à gauche), d'un module d'affichage (au centre) et du module de commande maXYmos NC (à droite). Photo publiée avec l'aimable autorisation de Kistler Instrument Corp.

Yuchai assemble des moteurs diesel économes en carburant et à faibles émissions pour camions, bus et autres véhicules utilitaires. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Guangxi Yuchai Machinery Co. Ltd.

Les gaz d'échappement des moteurs diesel sont une source majeure de pollution de l'air. Les oxydes d'azote (NOx), les particules (PM) et d'autres polluants provenant des gaz d'échappement diesel sont connus pour nuire à la santé humaine, provoquant des cancers, des lésions cardiaques et pulmonaires et une altération du fonctionnement mental.

En conséquence, l'Europe, les États-Unis, le Japon et la Chine prennent tous des mesures pour atténuer le problème, en édictant des réglementations visant à rendre les moteurs diesel plus efficaces et moins polluants. Ces réglementations ont été promulguées en une série de niveaux ou d'étapes au fil des ans, chaque niveau devenant plus strict.

La Chine, par exemple, a récemment introduit sa norme d'émissions Stage VI. Basée sur la norme Stage VI de l'Union européenne, la norme chinoise est mise en œuvre en deux étapes. L'étape VI-a est entrée en vigueur le 1er juillet 2020. L'étape VI-b, qui établit des objectifs de réduction de CO2, de PM et de NOx par des pourcentages à deux chiffres, entre en vigueur le 1er juillet 2023.

À long terme, la norme devrait réduire considérablement la pollution de l'air, en particulier dans les mégapoles chinoises. Mais se conformer à la norme nécessitera des changements majeurs dans la manière dont les moteurs et les véhicules diesel sont conçus, fabriqués et exploités.

Guangxi Yuchai Machinery Co. Ltd. est un fabricant qui s'occupe de ce problème. Basé à Yulin, en Chine, Yuchai assemble des moteurs diesel économes en carburant et à faibles émissions pour camions, bus et autres véhicules utilitaires. Fondée en 1951, la société exploite sept autres usines à travers la Chine. Avec plus de 15 000 employés, Yuchai affiche un chiffre d'affaires annuel de 5,7 milliards de dollars. En tant que l'un des leaders chinois du marché et de la technologie des moteurs, Yuchai adopte des technologies de pointe et collabore avec des universités du monde entier, notamment l'Université Brunel à Londres, l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle en Allemagne et l'Université Jiao Tong de Shanghai en Chine. Voir l'écriture sur le mur , en 2016, Yuchai a commencé à construire la première de deux nouvelles lignes de production à son siège social de Yulin spécifiquement pour fabriquer des moteurs diesel économes en carburant et à faibles émissions. Le 8 janvier 2018, Yuchai est devenu le premier fabricant du pays à produire des moteurs diesel conformes à la phase VI. En 2019, la deuxième ligne de production est entrée en service.

Les nouvelles lignes disposent d'équipements de production à la pointe de la technologie. Dès le premier jour, les systèmes d'assemblage électromécaniques de Kistler Instrument Corp. ont été déployés pour les processus d'ajustement serré, un choix basé sur leur combinaison de précision, d'efficacité énergétique et de surveillance des processus en temps réel.

"Nous avions l'habitude d'utiliser des systèmes hydrauliques et pneumatiques à ajustement serré. Ils fonctionnent bien, mais ils consomment beaucoup d'énergie et, surtout, ils sont très bruyants", explique M. Liu, responsable de la sécurité opérationnelle de l'exploitation Yulin de Yuchai. "Grâce à Kistler, nous avons pu opter pour une meilleure alternative. Désormais, tout est beaucoup plus propre et silencieux, et l'ensemble du processus est beaucoup plus ordonné."

L'exploitation Yulin de Yuchai est un environnement de production fermé équipé d'un grand nombre de systèmes de climatisation, donc limiter le niveau de bruit n'est pas une mince affaire. La nouvelle approche présente également des avantages en termes d'installation des stations individuelles et de maintenance : « Les systèmes de Kistler sont plus compacts et plus flexibles, et ils sont plus simples à mettre en service, ce qui facilite également les travaux de maintenance réguliers », déclare M. Liu, qui est responsable de l'équipement technique, de la maintenance et du dépannage de l'usine.

Sur les six séries de systèmes d'assemblage électromécaniques proposés par Kistler, Yuchai en utilise deux : le NCFN et le NCFH. Le NCFN est destiné aux applications nécessitant une force de 5 à 300 kilonewtons. Le NCFH est équipé d'un moteur à arbre creux pour des processus hautement dynamiques et des temps de cycle courts. Sa force de sortie varie de 1 à 60 kilonewtons. Les deux séries disposent d'un contrôle de force intégré et d'une vitesse et d'une précision de mesure élevées. Et, les deux sont équipés d'une compensation de déviation active. En conjonction avec le système de surveillance de processus maXYmos Numeric Control de Kistler, ces systèmes peuvent être intégrés efficacement dans des lignes de production hautement automatisées via Ethernet.

De nombreux modules NCFN et NCFH de Kistler sont déployés pour les processus d'assemblage à plusieurs stations sur les deux lignes. Ils sont utilisés pour assembler des composants tels que des billes en acier, des sièges et guides de soupapes, des joints, des trémies d'admission et des ouvertures de sortie. L'assemblage par emmanchement des composants du moteur est désormais entièrement réalisé avec un contrôle force-déplacement.

"Un simple test n'est parfois pas suffisant pour détecter d'éventuels défauts et optimiser la qualité du processus", explique M. Liu. "Grâce aux systèmes de Kistler, nous pouvons désormais répondre aux défis qui peuvent survenir dans de nombreux domaines : tolérances des pièces, instabilité de la machine, erreurs de processus et autres facteurs cachés qui ont un impact négatif sur la fiabilité des processus. Cela signifie que nous pouvons atteindre et maintenir une qualité très élevée dans notre processus d'ajustement à la presse."

Outre les modules de presse standard, Kistler a également fourni à Yuchai un module d'assemblage personnalisé qu'aucun autre fabricant de moteurs chinois ne possède. Cette variante du module NCFN a une course extra-longue : 1 000 millimètres par rapport à la longueur standard de 400 millimètres.

"Grâce à cette solution sur mesure, nous avons pu optimiser durablement notre production", déclare M. Liu. "Kistler a fait preuve d'une flexibilité et d'une compréhension technique exceptionnelles tout au long du processus. Les systèmes de Kistler sont simples à utiliser et extrêmement fiables."