Solutions de transmission de puissance pour véhicules agricoles autonomes.
La promesse d’une augmentation de la productivité agraire grâce aux véhicules agricoles autonomes fait rapidement développer cette technologie.
Alors que de nombreux OEM testent ou mettent sur le marché des véhicules autonomes, de nouvelles solutions de transmission sont nécessaires pour optimiser la performance de mise en œuvre des nombreuses classes de nouveaux véhicules.
Altra Industrial Motion Corp., expert mondial en transmission de puissance, offre un ensemble de solutions innovantes étudiées pour répondre aux exigences spécifiques de chaque véhicule.
Grâce au guidage par laser ou par GPS, les véhicules sont maintenant capables d’effectuer des tâches de culture et de récolte de façon autonome. La technologie de robotique en essaim par exemple, qui permet à plusieurs robots de fonctionner collectivement par le biais d’interactions, assure le fonctionnement efficace de véhicules autonomes, même dans les plus grandes exploitations agricoles. Cependant, avec l’émergence de la technologie autonome, de multiples transmissions sont actuellement nécessaires pour couvrir la gamme de véhicules proposés par chaque OEM. Ces OEM doivent spécifier des composants de transmission de puissance spécialisés, afin de répondre aux nouvelles exigences résultant de la complexité de ces véhicules du futur.
Petits véhicules électriques autonomes
Une tendance qui s’accentue dans le secteur agricole est celle du recours à de petits véhicules électriques standardisés sur lesquels peuvent être embarqués une variété d’outils. Cela permet à un seul robot d’effectuer efficacement de multiples tâches. Selon les batteries, ces véhicules peuvent généralement travailler sur le terrain jusqu’à 6 heures durant.
La garantie d’efficacité énergétique est un critère clé de la viabilité du véhicule, aussi il est extrêmement important de réduire la consommation des systèmes embarqués. Généralement, pour rester ouvert, un frein électromagnétique a besoin d’être constamment sous tension. En optimisant le fonctionnement du système de freinage, il est donc possible de réaliser d’importantes économies d’énergie.
Warner Electric, une marque leader d’Altra Industrial Motion Corp., a développé une solution pour faire face aux exigences de puissance des freins électromagnétiques avec son frein par impulsion SSPB. Ce frein est idéal en conditions sévères d’arrêt, que ce soit pour éviter des obstacles ou changer l’outil embarqué. Fournisseur mondial de freins électromagnétiques, Warner Electric a intégré une efficacité énergétique accrue dans le SSPB.
Le SSPB diffère des autres freins électromagnétiques par le fait qu’il s’ouvre et se ferme chaque fois qu’il reçoit une impulsion de courant. Cela se traduit par une importante réduction de l’énergie consommée par le système de freinage, permettant aux véhicules électriques ayant une capacité limitée de stockage des batteries de maximiser leur autonomie sur le terrain.
Véhicules autonomes au diesel
Étant donné les limitations de la technologie des batteries, au-delà d’une certaine taille et de puissance utile du véhicule, son électrification complète est contre-productive. Pour faire rouler sur le terrain un tracteur de 250 ch pendant 8 heures, il faudrait une batterie pesant environ 15 tonnes – ce qui annulerait tout avantage d’efficacité ou de fonctionnalité que l’électrification complète pourrait éventuellement apporter.
Cela signifie que les moteurs à combustion resteront dans les engins agricoles des plus grandes exploitations pendant encore un bon bout de temps. Pour un véhicule autonome, cela fait ressortir l’importance de sa capacité à gérer la performance du moteur. La puissance fournie par le moteur doit être constamment gérée afin de s’adapter aux changements de terrain, de flux de récolte et des conditions de sol, tout en veillant au rendement énergétique global. Pour rationaliser ces données provenant d’un vaste réseau de capteurs, la puissance embarquée de traitement des informations à envoyer au système de gestion du moteur doit être considérable. Des solutions techniques sont nécessaires pour assurer le fonctionnement prévisible du moteur et réduire la puissance de traitement requise pour exploiter le véhicule.
La gestion des moteurs est une spécialité de Jacobs Vehicle Systems, une autre grande marque d’Altra Industrial Motion Corp. Déjà bien établie dans les véhicules commerciaux routiers, Jacobs Vehicle Systems travaille directement avec les constructeurs OEM des moteurs afin d’incorporer sans difficulté des technologies de frein moteur, d’actionnement variable de soupapes et de désactivation des cylindres dès la conception des moteurs.
L’actionnement variable des soupapes autorise le contrôle précis de leur mouvement et permet une mise au point optimale du moteur. Cela contribue à réduire la consommation de carburant, optimise les taux de compression, améliore la réponse transitoire, réduit les émissions et fondamentalement, assure le comportement prévisible du moteur, essentiel pour les véhicules autonomes mus par un moteur à combustion.
En envisageant de telles technologies à l’étape de conception du moteur, les constructeurs OEM de moteurs assurent la répétabilité et la prévisibilité du comportement du moteur, deux critères requis par les plus récents véhicules autonomes.
Véhicules autonomes hybrides au diesel / électriques
La transmission hybride constitue le juste milieu entre l’électrification complète et l’énergie diesel. Les OEM agricoles cherchent à renforcer la protection de l’environnement dans les cas où l’hybridation convient aux exigences de taille et de puissance utile du véhicule.
En revanche, les pièces capables de répondre aux exigences des deux transmissions doivent faire preuve de souplesse. Heureusement Stromag, leader en matière de composants industriels de transmission et marque d’Altra Industrial Motion Corp., offre sa gamme de combinaisons d’embrayages hydrauliques ou électromagnétiques « deux-en-un », d’accouplements flexibles ou d’accouplements amortissants. Commercialisé prêt pour un assemblage immédiat (« plug and play ») : pour les chaînes de transmission hybride, le « deux-en-un » est monté entre le moteur à combustion et le moteur électrique. En embrayant ou en débrayant, le véhicule peut fonctionner selon besoin sous propulsion diesel ou électrique.
Comme les véhicules autonomes hybrides contiennent des batteries, la limitation de la consommation énergétique globale est un autre facteur important. En réduisant les besoins énergétiques des systèmes auxiliaires tels que le climatiseur et les pompes hydrauliques, des gains d’efficacité peuvent être réalisés. Warner Electric offre un large éventail d’embrayages électromagnétiques qui offrent précisément cette fonctionnalité d’activation / de désactivation – garantissant l’utilisation la plus efficace possible de la puissance disponible.
Photo 1 : La promesse d’une augmentation de la productivité agraire grâce aux véhicules agricoles autonomes fait rapidement développer cette technologie.
