Refroidissement optimal du moteur grâce à une gestion efficace du flux d’air

Les embrayages de ventilateurs sont installés en standard sur de nombreux tracteurs et machines agricoles et assurent la gestion de la température dans le système de refroidissement. Ils fournissent un flux d’air optimal dans le compartiment moteur ainsi que l’apport d’air de refroidissement nécessaire.

L’article suivant donne des connaissances de base sur les embrayages de ventilateurs ainsi que des conseils utiles pour contrôler leur état et effectuer leur remplacement.

Ventilateurs

Les ventilateurs sont des composants importants du système de refroidissement, qui commandent le flux d’air et, par conséquent, la chaleur dans le véhicule. Selon le modèle, ils sont utilisés dans différents secteurs d’application.

La vitesse à laquelle l’air est transmis au bloc moteur ainsi que la quantité d’air dépendent de facteurs tels que la qualité du matériau, le nombre et la taille des ailettes du ventilateur ainsi que la conception. Grâce aux avancées innovantes réalisées par des fabricants tels que BorgWarner en matière de conception des ailettes, le rendement des ventilateurs et le potentiel de flux d’air sont sans cesse optimisés.

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Embrayages de ventilateurs

Les embrayages de ventilateur (visco-coupleur) régulent le refroidissement du moteur par la vitesse du ventilateur. La vitesse du ventilateur dépend de la surcharge du moteur. Lorsque celle-ci est faible, le courant d’air évacue suffisamment la chaleur du radiateur et du moteur. En cas de charge plus élevée et de vitesse réduite du véhicule (par exemple en côte), il existe un risque d’accumulation de chaleur.

Dans ce cas, le ventilateur est activé pour répondre au besoin accru de refroidissement et faire circuler l’air à travers le radiateur. La vitesse du ventilateur est limitée au strict nécessaire, ce qui permet de supprimer le bruit du ventilateur et d’économiser du carburant. Les embrayages de ventilateurs peuvent être répartis en embrayages de ventilateurs bimétalliques et électriques.

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Fonctionnement des embrayages de ventilateurs

Figure de gauche : En cas de flux d’air froid, la soupape reste fermée. Le ventilateur s’arrête et n’est entraîné que par le couple d’inertie résiduel. Ainsi, l’huile reste dans la réserve d’huile et le rotor tourne.

Figure de droite : En présence d’un flux d’air chaud, le ressort bimétallique ou l’électroaimant ouvre la soupape, permettant à l’huile de s’écouler dans l’espace entre le rotor et le boîtier. Le rotor accélère la vitesse de rotation du boîtier et du ventilateur (= entraînement), ce qui augmente la performance de refroidissement.

Figure :
a) Réserve d’huile, b) Rotor, c) Flux d’air, d) Soupape, e) Ressort bimétallique/électroaimant

Embrayages de ventilateurs bimétalliques

Les embrayages de ventilateurs à commande bimétallique sont pilotés par la température de l’air rejeté par le radiateur et fonctionnent en aval de celui-ci. La bande bimétallique se déforme lorsqu’elle chauffe et engage l’embrayage suite aux températures plus élevées pour que le ventilateur tourne.

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Embrayages de ventilateurs électriques

À la différence des embrayages de ventilateurs bimétalliques, les embrayages de ventilateurs à commande électromagnétique sont pilotés par l’ordinateur de bord. Celui-ci reçoit des signaux de la régulation du moteur sur les températures de l’eau de refroidissement, de l’air de charge, des gaz d’échappement et de l’huile moteur.

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Avantages en comparaison avec les ventilateurs ordinaires

Possibilité de régler la vitesse de rotation du ventilateur
Suppression du bruit du ventilateur
Économie de carburant
Le moteur tourne plus rapidement dans la plage de température idéale

Utilisation des embrayages de ventilateurs dans la technique agricole

Le type de véhicule détermine si un embrayage de ventilateur bimétallique ou électrique est installé :

Les tracteurs de petite et moyenne taille sont majoritairement équipés d’embrayages de ventilateurs bimétalliques.
Le recours aux embrayages de ventilateurs électriques se limite aux grands tracteurs et aux machines de travail automotrices.

Causes des pannes et des défaillances

En cas de défaillance, l’embrayage de ventilateur commute normalement (s’il y a encore suffisamment d’huile dans l’embrayage) en mode de secours ou en assemblage de force maximal.

Causes des défaillances des embrayages de ventilateurs :

Pièces défectueuses sur le moteur
Déséquilibre
Vibration de pièces montées
Encrassement ou endommagement du ressort bimétallique
Corps étrangers dans le flux d’air
Fuite ou perte d'huile de l’embrayage
Défaillance électrique

Contrôle et remplacement d’embrayages de ventilateurs

Les embrayages de ventilateurs sont des systèmes fermés, ne doivent pas être ouverts et ne peuvent donc pas être réparés. En cas de défaillance, l’ensemble du système de ventilation doit être remplacé.

Avant de procéder au remplacement, les composants suivants doivent être vérifiés :