Lors de la Bauma 2019, nous avons annoncé le lancement d’une nouvelle boite de vitesse, qui devrait permettre de réduire l'usure au démarrage et aux manœuvres des grues mobiles : TraXon DynamicPerform. Depuis, la nouvelle boite a été testée et perfectionnée de manière intensive. Elle est désormais prête pour la production de série. Elle sera dans un premier temps montée sur la nouvelle LTM 1110-5.2, puis nous l'installerons progressivement - en commençant par d'autres grues à 5 essieux - sur nos grues mobiles de trois à cinq essieux. Martin Dony, ingénieur dans le développement et la construction de châssis porteur, explique ce qu'est exactement DynamicPerform et quels sont les avantages pratiques de cette nouvelle boite.

En fait, DynamicPerform n'est pas simplement une nouvelle boîte de vitesses, mais le nouveau module d'embrayage de la boîte de vitesses TraXon de ZF. Son grand avantage en une phrase : elle offre un démarrage et des manœuvres au centimètre près, presque sans usure ni surchauffe.

Avant d'expliquer comment cela fonctionne exactement, je voudrais revenir sur l’historique des boîtes de vitesses des grues mobiles Liebherr. Jusqu'à il y a une vingtaine d'années, toutes nos grues mobiles étaient équipées de boîtes de vitesses automatiques de différentes tailles, en fonction du poids du véhicule. Grâce au convertisseur de couple intégré, les phases d'embrayage étaient sans usure. Cependant, le poids et le prix élevés, ainsi que la forte consommation de carburant associés aux faibles vitesses dues au petit nombre de rapports, se sont avérés être des inconvénients.

Avec la LTM 1100/2, nous avons introduit en 1999 la première boîte de vitesses automatisée de la nouvelle famille de boîtes de vitesses AS-Tronic de ZF sur les grues mobiles Liebherr. La commande électronique de la boîte de vitesses permettait d'effectuer des embrayages et des changements de vitesse automatiques sans intervention du conducteur. Les 12 ou 16 rapports permettaient de faire fonctionner le moteur diesel dans la plage de régime optimale tout en améliorant le passage des vitesses, ce qui se traduisait par une conduite plus économique et moins gourmande en carburant.

La tâche principale de l'embrayage entre le moteur diesel et la boîte de vitesses est d’adapter la vitesse de rotation entre le moteur et la vitesse nécessaire en sortie de boite. Au moment du démarrage, le moteur diesel tourne d'abord un peu plus vite que le régime dit « ralenti ». La partie de la chaîne cinématique située en aval (boîte de vitesses, arbres de transmission, boîte de transfert, essieux et roues) est à l'arrêt. Si l'embrayage est lentement refermé, les forces de friction du disque d’embrayage transmettent le couple moteur diesel à la boite de vitesse et mettent en mouvement le reste de la chaîne cinématique. Mais comme la boite de vitesse ne tourne pas encore à la même vitesse que le moteur, une grande partie de l'énergie d'entraînement est transformée en énergie thermique en raison du frottement. La vitesse de rotation de la boite de vitesse augmente peu à peu et la vitesse du véhicule continue d'augmenter. La chaleur générée par la friction augmente jusqu'au point dit d'accouplement. Point, à partir duquel la vitesse de rotation de la boite de vitesse s'est alignée sur celle du moteur.

Dans un embrayage à sec, l'énergie thermique est absorbée par le diaphragme (volant moteur) et la garniture d'embrayage. Le disque ne se refroidit que lentement en raison du faible transfert de chaleur entre l'acier et l'air. Si le disque dans sa garniture est souvent soumis à une chaleur importante, il s'use alors plus rapidement.

DynamicPerform est toutefois basé sur le principe d'un embrayage multidisques dont la caractéristique typique est la disposition parallèle de plusieurs garnitures de friction. Cela permet aux disques à lamelles d'absorber davantage d'énergie thermique. Mais le refroidissement des disques par un flux d'huile permet également d'évacuer plus rapidement la chaleur. L'huile de l'embrayage transmet l'énergie au circuit de refroidissement du moteur diesel dans un échangeur de chaleur huile-eau et est ensuite évacuée par le système de refroidissement.

Le nouveau module d'embrayage dispose d'une unité de commande intégrée pour le système de refroidissement de l'huile. Pour cela, ZF a développé, côté logiciel, ses propres modèles de température pour les exigences particulières de la grue mobile et les a testés de manière approfondie en collaboration avec Liebherr. Des capteurs de pression et de température permettent de surveiller l'état de l'accouplement et d'activer des fonctions de protection dans des situations critiques. Des essais en chambre froide jusqu'à moins 40 degrés confirment que DynamicPerform fonctionne de manière fiable même à des températures extrêmement basses.