Gearing up for tomorrow. Français. Une société du Groupe Schaeffler

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1 Gearing up for tomorrow Français Une société du Groupe Schaeffler

2 A votre service! C est bien vous qui êtes au centre de nos préoccupations, avec vos projets, avec votre conception de ce que sera demain le monde de l automobile. Plus de 8000 collaborateurs du groupe LuK sont à votre service, des équipes compétentes attachées à réaliser vos projets, œuvrant pour que LuK puisse toujours vous apporter une solution adaptée, qui prend une juste place dans votre véhicule. Basée à Bühl en Forêt Noire, la société LuK est aujourd hui présente dans le monde entier. Sur toute la surface du globe, une voiture neuve sur quatre quitte la chaîne de montage équipée d un embrayage LuK. Mais les produits LuK équipent également les engins utilitaires, les bus et les tracteurs. Nos 16 sites de production sont répartis dans 8 pays différents, à savoir l Allemagne, le Brésil, la Grande-Bretagne, l Inde, l Afrique du Sud, la Hongrie, le Mexique et les USA, si bien que nous ne sommes jamais bien loin de vous. La technique de la transmission est aujourd hui à la pointe de l innovation dans le domaine de l automobile. Avec votre compétence et notre savoir faire spécifique, nous pouvons ensemble développer de nouveaux concepts destinés à rendre l automobile toujours plus confortable, sûre et économique. A titre d exemple, nous mentionnerons les composants LuK de CVT et les développements LuK de boîtes de vitesses à double embrayages. est aujourd hui. Le plaisir de conduire dépend de la manière dont la puissance est transmise à la route. Et nous voulons, vous et nous, des automobilistes qui aiment conduire. Les applications hydrauliques de LuK répondent également à des impératifs de confort, de sécurité et d économie, sans oublier le plaisir de conduire. Nos pompes d assistance sont là pour renforcer l action de la direction assistée, également et surtout sur les véhicules utilitaires lourds. Nos pompes de suspension active transmettent l énergie nécessaire aux systèmes anti-roulis. Nos pompes tandem développent une juste pression d injection pour des moteurs économes et assurent l alimentation du servo-frein. De quoi aurez-vous besoin demain? Nous sommes là pour vous l apporter! Dr.-Ing. Peter Gutzmer Président du Comité de Direction du Groupe LuK La technique de la transmission a pour l essentiel contribué à faire de l automobile l objet de fascination qu elle 2

3 Sommaire Double volant amortisseur 4 Embrayages 6 Systèmes de Commande d embrayage, Produits pour l agriculture 8 La famille LuK XSG : boîtes de vitesses robotisées 10 Continuously Variable Transmission 12 Convertisseur de couple, Amortisseur de vilebrequin, Alterno-démarreur à entraînement par courroie 14 Pompes pour directions assistées, suspensions actives et boîtes automatiques, Climatisation au CO 2 16 Pompes à vide et pompes tandem 18 Prix et distinctions, qualité, environnement, recyclage 20 Recherche et développement 22 3

4 Le double volant amortisseur LuK (DVA) Fini les vibrations du moteur, pour un vrai plaisir de conduire. Les moteurs modernes tournent à des régimes extrêmement bas. Par ailleurs, la tendance est à des couples moteurs de plus en plus élevés. Les carrosseries optimisées en soufflerie sont de plus en plus silencieuses. De nouvelles méthodes de calcul permettent de réduire le poids des véhicules et les structures légères augmentent le rendement des moteurs. L adjonction d une cinquième ou d une sixième vitesse contribue également à réduire la consommation. Les huiles fluides facilitent la précision du changement de vitesse. cinématique, qui se traduisent par de désagréables bruits de grenaille au niveau de la boîte de vitesses et des bourdonnements de caisse. Les automobilistes d aujourd hui, devenus exigeants en matière de confort, n acceptent plus de tels désagréments sonores. C est pourquoi l embrayage est devenu d autant plus important en tant qu élément susceptible d assurer, en plus d un bon accouplement et désaccouplement du moteur et de la boîte, une filtration efficace des vibrations. D un point de vue physique, la solution est simple : il faut augmenter l inertie de la boîte de vitesses, sans augmenter la masse à mettre en prise. On obtient ainsi le confort recherché en amortissant les vibrations de torsion du moteur. Et on soulage du même coup la boîte de vitesses. Bref: les sources de bruits se multiplient, et l amortissement naturel diminue. On a cependant conservé le principe du moteur à pistons, dont les combustions périodiques génèrent des vibrations de torsion dans la chaîne Le nom lui-même est tout un programme LuK est le premier fabricant en Europe à être parvenu à mettre au point et à proposer en grande série un double volant amortisseur permettant l application même de ce principe physique. Le nom parle de lui-même: la masse du volant moteur traditionnel a été scin- Embrayage conventionnel Volant avec embrayage Friction avec amortisseur de vibration Double volant amortisseur Masse primaire Masse secondaire avec embrayage Moteur Boîte de Vitesse Acyclisme en régime [t/mn] Temp Moteur Boîte de Vitesse Acyclisme en régime [t/mn] Temps Amortisseur de Torsion Friction rigide Moteur Boîte de Vitesse Mesure d acyclisme en tirage 4

5 L harmonie pour le bien-être Il est encore possible d améliorer l efficacité de la filtration en optimisant l amortisseur à ressorts en arc, et ce par diverses mesures à déterminer en fonction du véhicule. On peut citer par exemple le recours à des caractéristiques à raideurs multiples ou à des graisses spécialement conçues pour le frottement. L utilisation d une friction d embrayage avec un amortisseur adapté est particulièrement efficace sur les véhicules à propulsion arrière. dée en deux. Une des deux parties est toujours associée au moteur. L autre partie en revanche augmente l inertie de la boîte de vitesses. Les deux masses désaccouplées sont reliées par un système ressort-amortissement. La fonction d embrayagedébrayage est assurée par une friction sans amortisseur de torsion située entre la masse secondaire et la boîte de vitesses. Effet secondaire appréciable: en raison de la faible masse à synchroniser, les vitesses passent plus facilement et les synchros s usent moins vite. En introduisant un élément ressort souple entre les masses désaccouplées, on peut augmenter la qualité de la filtration au niveau de la boîte. Il est également possible d agir favorablement sur la résonance du système, dont le passage est inévitable lorsqu on lance ou qu on coupe le moteur. L amortisseur graissé avec ressorts en arc qu utilise LuK permet une grande souplesse en raideur, pour un encombrement optimal. L amortissement qu il génère dépend en outre directement du couple effectif. Si des vibrations plus importantes apparaissent dans la plage de résonance, l amortisseur avec ressorts en arc réagit automatiquement par un effet d amortissement renforcé. Cependant, dans le cas de faibles vibrations, qui se présentent le plus couramment en mode de fonctionnement normal, le système ne génère qu un faible amortissement, même en cas de couples élevés; ceci est idéal, car un amortissement trop élevé ne ferait alors que dégrader la qualité de la filtration. Le DVA de LuK apporte ainsi un plus grand confort au quotidien. Le DVA de LuK les avantages: apporte un excellent confort de conduite absorbe les vibrations supprime les bruits permet une conduite en douceur à bas régime apporte des économies de carburant soulage le vilebrequin et la boîte de vitesses 5

6 Embrayages LuK 6 La tendance persistante à des moteurs aux couples élevés et à des exigences de plus en plus grandes en matière de confort, impose le recours à des embrayages capables d une part de transmettre des efforts et des couples très importants, et requérant d autre part des efforts de commande aussi faibles que possible. La puissance s exprime sur la route, pas sur la pédale. Embrayages à diaphragme L invention de l embrayage à diaphragme et sa première réalisation en grande série par LuK représenta en ce sens une avancée décisive. Le diaphragme intégré au mécanisme génère l effort de pression nécessaire sur les garnitures. Avec les becs de diaphragme, il constitue le levier par lequel l embrayage est actionné. Embrayages «SAC» à compensation automatique d usure Les embrayages étant sujets à l usure, LuK, a le premier parmi les fabricants d embrayages fait porter tous ses efforts sur un système de compensation d usure qui a pu être produit en série dès L embrayage «SAC» à compensation automatique d usure agit en provoquant la rotation d un anneau à rampes par l intermédiaire La garantie d un embrayage-débrayage de haute précision, une technologie éprouvée dans le monde entier. effort [N] SAC I SAC II SAC II pour B.V. Robotisée embrayage conventionnel course [mm] d un capteur d effort (diaphragme). Ce mécanisme permet non seulement de réduire sensiblement les efforts de commande, mais aussi de multiplier par environ 1,5 la durée de vie d un embrayage, et ce sans évolution significative de l effort de commande. La compensation automatique d usure du système «SAC», assurée par un diaphragme-capteur (d effort) et l anneau de compensation en acier embouti, agit avec une précision tout à fait remarquable. Le confort de la commande d embrayage supposant non seulement des efforts de commande réduits mais également une caractéristique d effort de commande au profil harmonieux, le système «SAC» propose un certain nombre de solutions permettant d optimiser le profil de cette caractéristique en fonction du véhicule. On peut citer par exemple le ressort supplémentaire de compensation, qui permet d obtenir des caractéristiques d effort plus plates, répondant ainsi à une demande très fréquente. La version «SAC II», de conception plus récente, propose une nouvelle optimisation du système: la fonction capteur n est plus assurée par un second diaphragme, mais par des languettes-capteurs prolongeant le diaphragme principal et des languettes de rappel à caractéristiques dégressives disposées tangentiellement. Frictions d embrayage LuK La friction d embrayage est au centre du système de liaison de l embrayage. C est elle qui, avec le mécanisme, assure la liaison du moteur avec la chaîne cinématique, ainsi que l interruption de cette liaison.

7 La perfection, notre point fort Le centrage conique développé par LuK compense un éventuel désaxage entre le moteur et la boîte de vitesses, et assure même en roue libre un amortissement très précis. Frictions d embrayage sans amortisseur de torsion Les frictions d embrayage sans amortisseur de torsion trouvent actuellement leur application avec l un des systèmes d amortissement de torsion les plus performants, à savoir le double volant amortisseur (DVA). Chaque friction d embrayage LuK se caractérise par une suspension progressive des garnitures qui, pour répondre aux exigences de confort du client, permet une montée en couple en douceur au démarrage et un profil de courbe d effort de pédale le plus ergonomique possible. Les processus de combustion périodiques du moteur génèrent des acyclismes provoquant à leur tour des bruits et de l usure au niveau de la boîte de vitesses. Afin de réduire ces variations de régime, il est indispensable que la friction soit aussi élément d amortissement. Frictions d embrayage avec amortisseur de torsion La friction d embrayage avec amortisseur de torsion est la solution la plus économique et la moins encombrante pour les problèmes de vibrations de torsions dans la chaîne cinématique. Frictions d embrayage avec moyeu compensateur de décalage axial Les tolérances du moteur et de la boîte de vitesses génèrent un décalage axial entre le vilebrequin et la boîte, et ce particulièrement dans le cas d arbres primaires dépourvus de roulement pilote. Les frictions rigides utilisées pour les DVA peuvent alors éventuellement contribuer à la production de bruits en roue libre et à une usure plus importante des garnitures. Pour résoudre ce problème, LuK a conçu une friction capable de compenser ce décalage axial grâce à un déplacement radial de son moyeu en roue libre et à faible charge. La compensation d éventuels efforts radiaux permet ainsi au DVA d assurer pleinement sa fonction en roue libre, même en cas de décalage axial. Les embrayages LuK les avantages: apportent un excellent confort de commande garantissent une longue durée de vie permettent des économies de carburant et la réduction des émissions de gaz d'échappement en facilitant le fonctionnement à bas régime. proposent des solutions économiques et peu encombrantes grâce à des fonctionnalités parfaitement intégrées. sont insensibles à la pollution et à la corrosion compensent le décalage axial entre le moteur et la boîte de vitesses grâce à des frictions à moyeu mobile. 7

8 Systèmes de Commande d embrayage LuK, Produits LuK pour l agriculture Une technologie parfaitement adaptée à son environnement. Systèmes de Commande d embrayage LuK Une avance technologique grâce à la maîtrise des systèmes Pour ce qui est du confort de conduite, l automobiliste attend de l ensemble «système de commande/embrayage» un excellent comportement à la libération de l embrayage, un effort pédale et une caractéristique de course de pédale permettant un actionnement facile et confortable, un fonctionnement silencieux et sans vibrations, une bonne dosabilité au démarrage du véhicule ainsi que lors des changements de vitesses. L ensemble du système, depuis la pédale jusqu à l embrayage, doit s adapter à tous les modes de service et fonctionner en harmonie parfaite avec les autres composants du véhicule. La prise en compte de l ensemble de la chaîne des fonctionnalités implique la mise en cohérence de toutes les fonctionnalités du système d embrayage. En actionnant la pédale d embrayage, le conducteur perçoit subjectivement la réaction de l ensemble du système d embrayage. Une conception respectant les critères de confort et de dosabilité suppose la mise au point des composants du système d embrayage en terme de frottement, de rigidité et de rapports de démultiplication. Cylindre-émetteur LuK fournit des émetteurs hydrauliques entièrement plastique, de diamètres différents et avec divers profils de raccordement (baïonnette, flasque). En combinant judicieusement les matériaux du piston et du joint d étanchéité, sans oublier les lubrifiants utilisés, on parvient à obtenir un fonctionnement parfaitement silencieux de ces composants lors de l actionnement. Technologie des conduites LuK propose également la mise au point de conduite hydraulique d embrayage ainsi que la livraison des pièces. En plus des conduites en acier/caoutchouc et des conduites en plastique actuellement disponibles en série, le développement de nouvelles technologies, mené en collaboration avec des partenaires compétents, est engagé. Filtre anti-vibratile et limiteur de couple Des outils performants permettent l analyse et la modélisation des problèmes dynamiques pour l élaboration de solutions appropriées. Parmi les développements ainsi réalisés, le filtre anti-vibratile qui permet en particulier d amortir sans perte de course supplémentaire les vibrations à basses fréquences et de supprimer ainsi les vibrations à la pédale. Lors d un démarrage intempestif par exemple lorsque le pied dérape de la pédale d embrayage, l embrayage se ferme brusquement, provoquant ainsi une sollicitation brutale de la chaîne cinématique. Un remède efficace à ce phénomène consiste à réduire la vitesse d embrayage au moyen d un limiteur de couple. Il s agit en l occurrence d un clapet mobile installé dans la colonne de fluide et qui produit son effet uniquement en phase d embrayage. Butée annulaire hydraulique (CSC) Les butées annulaires hydrauliques intègrent différentes fonctionnalités en une seule unité compacte qui se monte facilement sur la boîte de vitesses. Une exploitation optimale des potentialités de la matière plastique en terme de design permet d intégrer au mieux ces fonctionnalités (principe de purge, filtre anti-vibratile). Afin de réduire l impact des frottements sur l effort de commande à la pédale, LuK a conçu un lubrifiant principalement utilisé au niveau du cylindre-récepteur, et dont les propriétés restent constantes dans la durée. Cylindre-récepteur d embrayage Les récepteurs semi-hydrauliques (butée non intégrée) ont connu un développement similaire dans le domaine plastique à celui des vérinsémetteurs. L intégration de fonctionnalités supplémentaires se réalise tout aussi aisément que pour les butées annulaires. 8 Les systèmes de débrayage LuK les avantages: bénéficient d une parfaite maîtrise globale de la technologie automobile sont conçus à partir d une prise en compte de l ensemble du système embrayage-commande réduisent efficacement les vibrations, les bruits et les frottements proposent des solutions innovantes en matière plastique

9 La bonne pièce au bon endroit pour l entraînement des organes auxiliaires de la chaine cinématique. LuK fournit des embrayages de diamètre 225 à 360 mm pour des puissances allant de 20 à 180 kw. Produits LuK pour l agriculture L avantage d une compétence tout terrain Les agriculteurs du monde entier travaillent pour que l humanité puisse se nourrir. L industrie des machines agricoles leur fournit les outils fiables et performants nécessaires à leur mission. En tant que partenaire de longue date des constructeurs de machines agricoles, LuK contribue largement à la réussite de cette mission. Le tracteur est l outil indispensable de l agriculteur. De simple mécanique de trait qu il était à ses débuts, il est devenu au terme de cent ans d histoire l outil de travail universel : engin de traction pour les travaux des champs, véhicule de transport, motrice et support d une quantité d autres machines, producteur d énergie mécanique, électrique et hydraulique. L usage qu on en fait varie d un utilisateur à l autre, d un pays à l autre, d un continent à l autre. La connaissance des contraintes liées à ces différents contextes, le développement rigoureux de produits adéquats et de sites de productions appropriés sur les cinq continents, ont fait de LuK le leader mondial des embrayages pour engins agricoles. Embrayages secs Les embrayages secs, qu il s agisse de versions, simple, double ou multiple (embrayage prise de force par exemple), sont utilisés aussi bien pour l avancement du véhicule que Les produits LuK pour engins agricoles les avantages: bénéficient du savoir-faire d une grande marque Amortisseurs de torsion pour la liaison moteur boîte de vitesses Les processus de combustion du moteur génèrent des variations de régime et de couple provoquant à leur tour de la bruyance et de l usure au niveau de la boîte de vitesses. Les amortisseurs de torsion ont pour fonction de réduire ces variations. LuK propose des amortisseurs de torsion à ressorts de compression linéaires ou en arc, en version ouverte fonctionnant à sec, ou couverte avec lubrifiant. Ils trouvent ainsi des applications pour l entraînement direct et auxiliaire de la chaîne cinématique pour des couples allant de 100 à 2000 Nm. Systèmes de commande LuK propose également aux utilisateurs d engins agricoles des systèmes de commande à principe mécanique ou hydraulique, utilisables avec des embrayages simples ou doubles. Les machines agricoles peuvent en outre bénéficier des apports technologiques d autres produits LuK. proposent des solutions sur mesure s adaptent aux machines de toutes puissances sont présents dans le monde entier 9

10 La famille LuK XSG: boîtes de vitesses robotisées Quand le plaisir de conduire devient automatique. Sans débrayer ni changer de vitesses. Compte tenu de la densité croissante du trafic, le conducteur désire de plus en plus être débarrassé des activités routinières. Les boîtes de vitesses automatisées et les boîtes à double embrayage constituent aujourd hui des alternatives aux solutions conventionnelles et offrent des avantages intéressants au niveau de la consommation et de la dynamique du véhicule. Ces variantes d embrayages sont appelées famille XSG (X Shift Gearbox). LuK développe des composants utilisés pour la famille XSG. Des équipements d avenir peu encombrants et robustes, couvrant toutes les applications, sont donc disponibles. Composants LuK ASG (Automated Shift Gearbox) Des composants pour la boîte de vitesses automatisée connue sous l appellation LuK ASG constituent la base technique de la famille XSG : trois moteurs électriques exécutent directement sur la boîte les mouvements qui autrement sont générés par le conducteur au travers de la pédale d embrayage et du levier de vitesses. La boîte elle-même reste inchangée, la réalisation est compacte. Une boîte équipée de composants LuK ASG peut être commandée au choix de manière manuelle ou automatique en tout confort. Dans le mode manuel, le changement de vitesse est déclenché de manière électronique par une impulsion sur le levier de vitesses ou d autres organes de commande. Dans le mode automatique, les points de changement de vitesse sont fixés par l unité de commande en fonction de la situation de roulage. Le mode de fonctionnement peut être changé à tout moment. Selon l agrément de conduite recherché, le conducteur garde la maîtrise des changements de rapports. La commande de boîte LuK ASG est soit intégrée à la boîte de vitesses, soit reliée à la commande externe de la boîte. L embrayage est actionné par un moteur électrique capable de positionner et de maintenir l embrayage en toute position de la plage de déplacement. Grâce à un embrayage à rappel automatique (LuK SAC), l actionnement de l embrayage est dynamique et efficace. Les composants LuK ASG permettent de réduire la consommation de carburant grâce à des caractéristiques de changement de vitesse optimisées par rapport aux boîtes manuelles. L économie ainsi réalisée peut être supérieure à 10% dans le cadre d un cycle de consommation européen. Le poids des composants est réduit. gement de vitesse extrêmement confortable, comparable à un convertisseur automatique. La consommation de carburant est cependant tout aussi faible qu avec la ASG. Deux commandes d embrayage séparées LuK PSG assurent une grande précision de manœuvre du double embrayage. Suivant l application, le double embrayage peut être sec ou à bain d huile. L actionnement est assuré au choix par des moteurs électriques ou par une commande électrohydraulique. Composants LuK ESG (Electric Shift Gearbox) En partant de la PSG, les composants LuK ESG permettent de réaliser un concept hybride dans lequel un alternato-démarreur est couplé à l un des arbres d entrée de la boîte. Les avantages de la ESG résident dans des fonctions comme le démarrage et 10 Composants LuK PSG (Paralell Shift Gearbox) La PSG est une boîte à double embrayage qui se compose de deux transmissions dévolues aux vitesses paires et aux vitesses impaires, et d un double embrayage. Pendant le changement de vitesse, le couple est transmis de manière continue d un embrayage à l autre. Il en résulte un chan-

11 Pour apprécier la route en toute décontraction Moteurs sans balais: Les applications à haute dynamique exigent des moteurs réunissant encombrement réduit, puissance élevée et faible inertie. Les moteurs sans balais possèdent ces caractéristiques, doublées d une excellente fiabilité. l arrêt moteur, la récupération de l énergie de freinage et le fonctionnement électrique avec une réalisation compacte. Même le climatiseur peut fonctionner à l aide du moteur électrique lorsque le moteur à explosion est arrêté. Suivant l application, la ESG peut être optimisée de manière à obtenir une réduction de la consommation de carburant de 20% par rapport à la boîte à commande manuelle. Points forts techniques des composants LuK XSG Active Interlock: Cette nouvelle commande de boîte de vitesses sépare les pièces mécaniques responsables de l engagement et du désengagement des vitesses. Lorsqu une vitesse est engagée et que l embrayage est encore fermé, le doigt de commande peut déjà être amené dans le couloir suivant. Là, d une unique rotation, l ancienne vitesse est déclenchée et la nouvelle enclenchée. Le verrouillage des vitesses entre elles est assuré en permanence. Les temps de manœuvre sont alors quasi indépendants du rapport à engager. Ainsi, avec les boîtes automatisées, un changement fréquent sur plusieurs vitesses avec Active Interlock est presque aussi rapide qu un changement simple sans changement de couloir. L actuateur de boîte LuK ASG avec Active Interlock réduit les temps de manœuvre sans inconvénients au niveau du confort et de l usure. L Active Interlock de l actuateur de boîte LuK PSG offre la possibilité de n utiliser pour l actionnement de la boîte qu une unique unité de commande avec deux moteurs électriques pour les deux boîtes partielles. Des moteurs sans balais conçus et optimisés en vue de leur utilisation avec des boîtes de vitesses sont développés spécialement pour les applications dans les composants de la famille LuK XSG. Commandes modulaires: Les composants LuK pour la famille XSG peuvent être utilisés pour différentes fonctions. La commande d embrayage hydrostatique peut, par exemple, être employée pour la ASG et la PSG, et dans le cas de la PSG pour les doubles embrayages secs ou humides. L unité de base de la commande de boîte avec arbre de commande central peut également être utilisée pour la ASG et la PSG. Seules les doigts de passage et l arbre de commande proprement dit sont spécifiques de la boîte de vitesses. Développement du logiciel: LuK fournit avec les composants des modules logiciels de commande allant jusqu au système complet. Le comportement de l ensemble du système peut être adapté par le constructeur automobile via une interface logicielle en fonction de l application donnée. Avantages de la famille LuK XSG : Pas de pédale d'embrayage Mode automatique confortable Mode manuel sportif Economie de carburant Soulagement du conducteur Faible poids Souplesse de conception de l'habitacle par shiftby-wire Les points forts du logiciel sont l antipatinage et l antibroutage. Ces deux fonctions assurent un grand confort de conduite avec la commande d embrayage LuK. 11

12 La boîte à variation continue «CVT» de LuK (Continuously Variable Transmission) Le progrès en douceur grâce à une transmission sans à-coup. LuK a été le premier en 1999 à présenter et à produire en série des composants de CVT pour des couples de 300 Nm et au-delà. Combinés avec des moteurs puissants, ces composants redéfinissent à eux seuls les notions de dynamique et de confort, et ce pour d excellents chiffres de consommation. Le principe de la CVT Pour les variations continues de type CVT adaptées aux besoins des véhicules, le changement en continu des rapports de transmission est obtenue par la modification de l écart axial entre les poulies coniques sur l arbre. Entre les deux poulies coniques, la chaîne peut passer sur des rayons différents. La transmission de l effort s effectue simplement par frottement entre deux surfaces d acier lubrifiées. Les solutions Luk une avancée décisive Le capteur hydro-mécanique à double caractéristique Si la pression entre les poulies coniques et la chaîne CVT est insuffisante, cette dernière patine. Une pression trop forte surcharge les composants et réduit l efficacité du système en raison d importantes pertes par frottement. LuK a conçu un capteur de couple hydro-mécanique à double caractéristique qui régule la pression en fonction de la situation de roulage. Le couple est transmis au système par un plateau à rampes, lequel transmet à son tour le flux d effort, par l intermédiaire de billes, à un piston-capteur qui se déplace axialement et s oppose à la pression exercée par l huile. L huile expulsée par la pompe passe par une canalisation de dérivation dont la résistance à l écoulement se modifie par translation du piston-capteur, si bien que l équilibre entre l effort axial des rampes à billes et la force de pression est assuré en permanence. En cas d un pic de couple intempestif, le capteur peut jouer un court instant un rôle de pompe et réagir par une augmentation conséquente du niveau de pression en fournissant jusqu à plus de 30L/min en flux d alimentation. Le système LuK à double piston Le système d ajustement du variateur subit de très fortes sollicitations. La nécessité d un ajustement fréquent et très rapide impose sur les systèmes CVT conventionnels l utilisation de pompes dissipant une forte puissance. Dans le cas du système LuK à double piston, le volume d huile nécessaire au fonctionnement du cylindre d ajustement est réduit d un tiers par rapport au système traditionnel, par une juste répartition des surfaces de transmission de couple et de variation. L huile à haute pression est transmise directement, donc sans dépense d énergie supplémentaire, d un train de poulie à l autre. Ceci permet de réduire sensiblement les dimensions de la pompe, ce qui améliore le rendement global de la boîte de vitesses ainsi que la performance du véhicule et permet du même coup des économies de carburant. La chaîne CVT LuK Jusqu à maintenant, les systèmes à variation continue connus n étaient pas capables de transmettre des couples supérieurs à 200 Nm de façon Poulie primaire avec le système LuK à double piston Poulie secondaire avec le système LuK à double piston 12

13 Pour redécouvrir une vraie dynamique de roulage pour le refroidissement et la lubrification. Réalisé en version compacte, prévu pour des pressions supérieures à 60 bars, équipé d un système d activation de conception récente, il représente une solution idéale pour la boîte de vitesses. fiable et sur une longue durée. LuK a donc développé une chaîne articulée à éléments d appui capable de transmettre des couples allant jusqu à 400 Nm. Elle est constituée de mailles de tailles différentes, reliées entre elles par les axes d articulations. Cette chaîne permet d étendre l ouverture de la boîte tout en assurant une bonne transmission des couples élevés. La diminution des pertes internes garantit un bon rendement de la boîte de vitesses. Combinée aux poulies coniques à face convexe, la chaîne assure une excellente dynamique d ajustement. Elle est en outre insensible au désaxage. L optimisation de l agencement des mailles de la chaîne, réalisée par ordinateur, a permis d obtenir un très bon comportement acoustique. Un système hydraulique compact LuK fournit également le système hydraulique compact avec pompe à raccordement direct, qui assure toutes les fonctions requises pour la boîte de vitesses. Il s agit en particulier de l alimentation en huile pour la mise sous pression et l ajustement du variateur, pour le décollage, ainsi que La CVT de LuK (Continuously Variable Transmission) procure un grand confort de conduite permet des changements de rapports sans à-coup réduit la consommation de carburant requiert moins de composants que la boîte automatique étagée assure une excellente dynamique de roulage présente l avantage d un encombrement minime du fait d une construction compacte 13

14 Convertisseur de couple, amortisseur de vilebrequin, alterno-démarreur à entraînement par courroie Des systèmes robustes pour aller toujours plus loin en consommant de moins en moins. 14 Convertisseur de couple LuK Optimiser pour gagner Le convertisseur de couple est utilisé depuis des décennies pour la phase de démarrage ou comme organe de transmission sur les boîtes automatiques. Des études démontrent qu à l avenir, pour peu que l on poursuive sérieusement l optimisation du système existant constitué par le convertisseur et la boîte, le convertisseur de couple n est pas appelé à disparaître totalement au profit de concepts alternatifs. Minimiser le glissement Parce que le convertisseur de couple peut uniquement transmettre un couple par glissement, son fonctionnement s accompagne toujours d une perte de puissance. La solution idéale consisterait à utiliser les avantages du convertisseur en phase de démarrage et à refermer immédiatement après l embrayage de pontage. Pour éviter les bruits et les vibrations, LuK propose des amortisseurs de torsion haute performance, spécialement conçus et produits par millions d unités, qui minimisent les vibrations grâce à un système d amortissement adapté et des constantes de raideur rigoureusement calculées. L utilisation d un amortisseur de torsion bi-mode LuK qui supprime notamment certains états vibratoires spécifiques sur les systèmes d entraînement classiques, permet, contrairement aux amortisseurs conventionnels, un pontage anticipé sans perte de confort. Fonctionnement régulé à glissement minimal Le fonctionnement régulé à glissement minimal est un autre moyen d éviter les vibrations. Pour le réaliser, LuK propose des innovations technologiques en matière de refroidissement des garnitures de frictions, lesquelles se distinguent nettement de celles des concurrents par leur longévité et leur très grande capacité de refroidissement. Ces technologies permettent la réalisation de constructions plus simples tout en utilisant des garnitures standard bon marché. Elles ont en outre l avantage de prolonger la durée de vie de l huile de boîte de vitesse, avantage appréciable à une époque où les boîtes subissent des sollicitations de plus en plus fortes. Pour ce qui est de l optimisation des systèmes anti-vibratoires, LuK, grâce à des décennies d expérience dans le domaine de la chaîne cinématique, peut s appuyer sur des techniques de simulation très précises, qui par ailleurs permettent de raccourcir sensiblement les temps de réalisation des projets. Optimisation du circuit hydraulique Pour l optimisation du circuit hydraulique, LuK a recours à des simulations 3D qui permettent de prévoir très tôt et avec précision les comportements du système. C est grâce à ces prévisions qu il est par ailleurs possible de réduire l encombrement et le moment d inertie tout en maintenant le niveau d efficacité du circuit, ou de réaliser à encombrement égal un convertisseur à moindre consommation en carburant que ses concurrents du marché. C est ainsi que LuK propose pour les boîtes automatiques un système de convertisseur innovant et flexible, qui est la démonstration même des progrès que peuvent encore réaliser des systèmes apparemment sans perspective de développement quand on sait tirer profit des innovations. Amortisseur torsionnel intégré au vilebrequin Réduction des vibrations de torsion du vilebrequin Le fonctionnement d un moteur à explosion produit des forces de gaz et d inertie qui excitent à leur tour la fréquence propre du vilebrequin. Il s ensuit des torsions très fortes entre les deux extrémités du vilebrequin, susceptibles de provoquer des bruits et des ruptures de torsion du vilebrequin. Afin de réduire l effort subi par le vilebrequin, on a habituellement recours Les convertisseurs de couples LuK les avantages: se distinguent par un très bon rendement hydrodynamique permettent un pontage anticipé grâce à des amortisseurs de conception nouvelle rendent possible l utilisation d amortisseurs de torsion bi-mode proposent une technologie innovante de refroidissement pour des garnitures plus performantes

15 Etendez votre rayon d action aujourd hui à des amortisseurs de vibrations de torsion intégrés à la poulie d entraînement des organes secondaires, à l extrémité libre du vilebrequin. Pour certains moteurs parmi ceux des nouvelles générations, il est prévu d abandonner pour les organes secondaires le mode d entraînement par courroie et d avoir recours à d autres solutions, ce qui ne rend pas l amortisseur torsionnel superflu pour autant. LuK a eu l idée d intégrer l amortisseur au maneton du vilebrequin, ce qui en réduit considérablement l encombrement et limite du même coup les couples d inertie des masses vibratoires. Une réduction suffisante des vibrations de torsion n est réalisable qu au moyen de ressorts de pression en acier qui, du fait de leur grande capacité d absorption de puissance, admettent de fortes amplitudes oscillatoires. L amortisseur torsionnel intégré au vilebrequin les avantages: soulage le vilebrequin améliore le comportement acoustique du moteur présente l avantage d un encombrement réduit permet de réduire la masse du moteur Alterno-démarreur à entraînement par courroie (RSG) Quand la circulation intermittente («stop-and-go») devient économique L utilisation d un alterno-démarreur apporte un appréciable confort de fonctionnement sur un véhicule à moteur à explosion. Le moteur est coupé lorsque le véhicule est à l arrêt et ne se remet en marche que lorsque la pédale d accélérateur est de nouveau actionnée. Ce système d alternance marche-arrêt permet de réduire la consommation de carburant d environ 5% en circulation urbaine, à quelques écarts près selon les moteurs utilisés. La simplicité de sa conception permet de proposer l alternodémarreur avec un entraînement par courroie (RSG), et donc d utiliser des composants connus et éprouvés. Le système s adapte en outre à toutes les boîtes de vitesses sans qu il soit nécessaire de modifier en quoi que ce soit la chaîne cinématique. La démultiplication réalisée par la courroie (2,5...3) n est cependant pas suffisante pour assurer le démarrage des moteurs diesel ou des gros moteurs à essence, notamment à basses températures. C est pourquoi LuK a développé un mécanisme de transmission compact à deux étages, qui réalise une démultiplication supérieure (p.ex ). Ce mécanisme est L alterno-démarreur à entraînement par courroie (RSG) les avantages : réduit la consommation de carburant grâce au système d alternance marche-arrêt («start-stop») ne nécessite pas de moyens importants en développement propose une solution économique pour l ensemble du système ne représente aucun poids supplémentaire est d un encombrement réduit assure l isolation vibratoire des organes secondaires grâce à son système de roue libre permet l entraînement des organes secondaires lorsque le moteur est coupé intégré à la poulie de courroie de vilebrequin et assure, en plus de la démultiplication nécessaire au démarrage, une efficace isolation vibratoire des organes secondaires, grâce à un système de roue libre. Il peut également, par l intermédiaire d un simple actionneur, être mis au point mort pour servir à l entraînement d organes secondaires lorsque le moteur est coupé. 15

16 Pompes LuK pour direction assistée, suspension active et boîtes automatiques Pour négocier tranquillement les virages les moins tranquilles. Chez les constructeurs automobiles, la tendance actuelle, conformément aux attentes des conducteurs, répond à des impératifs de confort, de plaisir de conduire, et d économie de carburant. C est ainsi qu on souhaite pouvoir diriger sa voiture sans effort et avec précision. De même, la suspension doit réagir fermement dans les virages et en cas de freinage, mais sans être exagérément dure par ailleurs. Il faut enfin que la boîte soit automatique et consomme peu d énergie. Les pompes d assistance LuK pour voitures particulières et poids lourds sont en mesure de fournir les mêmes prestations que les systèmes hydrauliques de direction assistée. Les pompes rotatives à ailettes sont mises au point et modifiées selon les besoins. La pompe spécialement économe LF30V 2 permet de réduire jusqu à 50% la consommation d énergie. Il est par ailleurs possible de réaliser des pompes tandems en combinant une pompe d assistance de direction avec d autres pompes (cf. p. 18). On peut également ajouter un élément supplémentaire à ailettes conçu en tant que pompe de pré-alimentation ou pompe à vide. Sur les suspensions actives avec système anti-tangage et anti-roulis, LuK propose une pompe radiale à piston capable au besoin d alimenter les jambes de suspension en huile avec une pression pouvant aller jusqu à Aspiration Refoulement 200 bars, garantissant ainsi une bonne tenue du véhicule dans les virages et en cas de freinage, et ce sans que la suspension elle-même en soit inconfortable pour autant. Les pompes rotatives à ailettes peuvent également fournir l huile de pression nécessaire à l ajustement et au pilotage des boîtes automatiques à transmission variable. Elles permettent ainsi d ajuster le rapport de transmission à chaque phase de conduite et donc d économiser de l énergie. Stator Rotor Palette Les pompes LuK pour direction assistée, suspension active et boîtes automatiques: pour leur rendement élevé parce qu'elles consomment peu d'énergie pour leurs dimensions compactes pour leur longévité pour leur bon comportement acoustique 16

17 Garder la tête froide pour rester en ligne La capacité réfrigérante des climatisations actuelles est limitée par le volume de compression. Il n est actuellement pas possible d augmenter ce volume du fait que la place disponible dans le compartiment moteur est insuffisante pour des compresseurs plus importants. Les climatisations au CO 2 requièrent à peu près 13% du volume de fluide d une climatisation au R134a, ce qui permet de réduire la taille des compresseurs. De plus, une climatisation au CO 2 refroidit l habitacle nettement plus rapidement que les systèmes actuels. La climatisation au CO 2 La climatisation des véhicules automobiles contribue dans une large mesure à la sensation de confort et à la sécurité passive du conducteur et de ses passagers. Des études ont montré qu à une température ambiante supérieure à 25 C la capacité de concentration diminue de manière significative. A l instar de la direction assistée, la climatisation est appelée dans les années qui viennent à faire la conquête des véhicules compacts. Les systèmes de climatisation embarqués utilisent exclusivement des fluides réfrigérants non-combustibles, ceci afin d éviter tout danger d explosion. Le R12 étant interdit depuis plus de 10 ans en raison de sa forte contribution à l effet de serre, on commence aujourd hui à envisager également Les compresseurs LuK au CO 2 pour une production de froid très efficace pour un excellent comportement d auto-ajustage pour réduire les pertes de puissance de 50% par rapport aux l interdiction du R134a. C est ainsi qu on en est venu à redécouvrir pour la climatisation des véhicules un des plus anciens produits réfrigérants connus: le CO 2. En dehors de ces critères d ordre écologique, le CO 2 s est petit à petit imposé pour les avantages qu il présente sur le plan technique, puisqu une climatisation au CO 2, du fait de son rendement élevé, permet en moyenne sur une année une économie de carburant de l ordre de 20%, comparativement aux climatisations actuelles. compresseurs au R134a pour sécuriser l ensemble du système haute pression pour leur très bon rendement isentropique (>75%) parce qu ils supportent des pressions maximales et des températures élevées parce qu ils se transforment facilement en pompes à chaleur Etant donné qu il est tout à fait possible d inverser le processus, ce système, contrairement aux climatisations actuelles, peut faire fonction de pompe à chaleur et servir à réchauffer très rapidement l habitacle du véhicule. On peut ainsi remplacer Developpé en collaboration de Sanden Corporation avantageusement le chauffage électrique d appoint que l on trouve habituellement sur les véhicules diesel à injection directe. Fort de son savoir-faire en technologie des pompes, LuK s est spécialisé dans le développement des compresseurs de fluide réfrigérant. Il est à prévoir qu au plus tard en 2007 les avantages évidents du CO 2 vont l imposer sur le marché au détriment des autres systèmes. Nous préparons actuellement l industrialisation de la première application en série. 17

18 Pompes à vides et pompes tandem de LuK La forme et l endurance. Compte tenu des multiples spécifications imposées aujourd hui aux organes secondaires par les moteurs qui les entraînent, LuK a résolument misé depuis le début sur le principe de la pompe rotative à palettes, laquelle subsiste actuellement comme le seul système de pompe à s être imposé dans le monde entier. Pompes à vide Le développement rigoureux du principe de la pompe à palettes a permis à LuK de sortir en 1995 la première série au monde de pompes à mono-palette. Ce type de pompe VAPEC S ne comprend que peu de composants et présente le double avantage d une construction compacte et légère, et d un rendement volumique élevé, pour un débit d huile et une puissance absorbée relativement faibles. Les pompes à vides sont fabriquées en différentes dimensions, à savoir 70, 140, 190, 230 et jusqu à 270 cm 3, couvrant ainsi en terme de débit d aspiration l ensemble des spécifications des véhicules actuels, de la petite voiture particulière à l utilitaire léger. La pompe VAPEC S permet notamment de gérer les débits importants qui requièrent habituellement, sur les gros véhicules, des systèmes d assistance de freinage de grand volume. Tandis que l utilisation des pompes à vide se limitait dans un premier temps aux moteurs diesel, LuK produit d ores et déjà des pompes à vide pour moteurs à essence avec système de réglage entièrement variable de l arbre à cames ou à injection directe. Pompes tandem LuK L excellent positionnement de LuK en tant que fabricant d autres organes secondaires tels que les pompes de direction assistée, les pompes à carburant, à huile, etc. (cf. également p. 16) Admission d air Sortie d huile et d air Avantages: Encombrement axial extrêmement compact: 26,5 mm (VAPEC 14 S) Sortie pour l air et l huile incorporée au diamètre du centrage: avantageux pour la conception de la culasse Ø 50 g7 Encombrement axial: VAPEC 14 S: 26,5 mm VAPEC 19 S: 35,0 mm VAPEC 23 S: 45,0 mm Admission d huile 26,5 Encombrement VAPEC S 18

19 Quand la puissance compte... nous permet de trouver des solutions là où le montage d une monopompe à vide n est pas possible ou seulement à coût élevé. LuK propose dans ce cas des pompes tandem combinant une pompe à vide avec une pompe de direction assistée, une pompe à carburant ou tout autre organe secondaire. Citons par exemple la combinaison d une pompe à vide à mono-palette et d une pompe de pré-alimentation, conçue pour moteurs diesel à pompe injecteur. Les pompes à vide et pompes tandem de LuK les avantages: Performance d aspiration élevée pour couvrir les exigences des cahiers des charges actuels Faible puissance absorbée contribuant à réduire la consommation de carburant Construction robuste, de durée de vie élevée et de grande résistance aux démarrages à froid ainsi que de fonctionnement silencieux Dimensions extérieures très réduites même avec des débits importants Dimensions extérieures adaptables aux contraintes de montage Faible poids Faible débit d huile moteur 19

20 Aller plus loin. Aller plus loin ne veut pas dire rechercher l innovation et la qualité pour elles-mêmes, mais prendre en compte et ménager les ressources limitées de notre environnement. Aller plus loin consiste aussi à renouveler sans cesse, par l innovation et la qualité, l enthousiasme des automobilistes et leur fascination pour l objet automobile. Des coups de chapeaux qui motivent Il est toujours gratifiant et motivant d être reconnu par les clients, et nous apprécions particulièrement quand ceux-ci nous distinguent pour la qualité de nos produits et de notre service, notre compétence technologique, nos prix et l ensemble de nos prestations. Cette réussite tient sans nul doute à notre stratégie de recherche de la qualité, fondée sur l implication personnelle de chacun de nos collaborateurs. Le souci de la qualité La recherche de la qualité commence dès la phase initiale d un projet. A l aide de méthodes de planification éprouvées, nous évaluons en collaboration avec le client les spécifications du produit et les risques liés à sa construction et à son développement. Le processus décisionnel s appuie sur des calculs par éléments finis et des programmes-prototypes. Les stations de contrôle développées par nos soins sont le reflet de notre longue expérience et garantissent un niveau de qualité constant d un site de production à l autre. Nos collaborateurs chargés de la fabrication disposent de la compétence nécessaire pour valider eux-mêmes les procédés et les produits. Pour ce faire, ils ont recours à des référentiels de contrôle standardisés tels que la réglementation les impose. Une documentation volumineuse constitue la base d améliorations permanentes pouvant intervenir rapidement pour la plus grande satisfaction de nos clients. Science et conscience Le souci des collaborateurs de LuK ne concerne pas seulement la qualité, mais aussi le respect de l environnement. LuK a recours aux technologies 20

21 et aux processus les plus modernes pour mieux préserver les ressources naturelles, réduire la pollution sonore et les émissions gazeuses, ainsi que la production de déchets et d eaux usées. La charte écologique de LuK contribue à faire valoir à tous les niveaux de l entreprise un sens aigu de notre responsabilité vis à vis de l environnement. Cette approche est la nôtre dès les premières études relatives au développement d un produit. Il s agit de préserver le plus possible les ressources naturelles et de concevoir des produits qui pourront à terme être repris et recyclés. Tous les sites de production LuK ont la certification ISO Depuis 1976 déjà, les embrayages usagés des voitures particulières et des véhicules utilitaires sont recyclés, et depuis 2001 également les pompes de direction assistée. Un domaine dans lequel LuK fut un précurseur. Car... Nous sommes tous concernés 21

22 L enthousiasme des automobilistes est pour nous la meilleure des récompenses. Des idées pour l automobile de demain Le savoir est à la base de tout progrès technologique. À l origine de chaque innovation réalisée en série, il y a une idée. C est pourquoi LuK accorde une grande importance à la recherche et au développement, et y consacre un sixième de ses ressources humaines. Les clients sont au centre de nos préoccupations, avec leurs projets et leur vision de l automobile de demain. Nous mobilisons pour chacun de leurs projets une équipe spécialement et entièrement consacrée à la satisfaction de leurs attentes. Avec votre compétence et notre savoir faire spécifique, nous sommes amenés à être ensemble les initiateurs de nouveaux développements destinés à rendre l automobile toujours plus confortable, sûre et économique. La mission de LuK consiste également à proposer sans cesse à ses clients de nouvelles idées et de nouvelles pistes, susceptibles à leur tour d être à l origine de projets innovants. C est ainsi que nous avons pu, en collaboration avec nos clients, écrire quelques chapitres essentiels de l histoire de l automobile: à commencer par la première production en grande série d un embrayage à diaphragme, en passant par l invention du double volant amortisseur, jusqu à la réalisation des composants pour la première boîte à variation continue capable de transmettre des couples supérieurs à 300 Nm, voire 500 Nm grâce à un système de répartition de puissance. Et ce ne sont là que quelques exemples. Nous sommes résolus à tout mettre en œuvre pour rester à la pointe de l innovation et garantir à nos clients la réalisation de leurs projets à travers des solutions techniques répondant à toutes les exigences de robustesse et de solidité. Car la fascination de l automobiliste pour une technique vient pour l essentiel de son caractère innovant et de sa fiabilité. C est cette conjonction idéale qui le fidélise à une marque et le conforte dans la certitude d avoir choisi le bon produit. compte de l ensemble «embrayagecommande» nous a permis d élaborer des solutions techniques totalement nouvelles, ou bien dans le domaine de la transmission à variation continue (CVT). En l occurrence, ce n est pas tant notre connaissance des composants CVT qui a constitué la base de notre travail, que notre maîtrise des interactions entre le variateur à chaîne, le système d assistance au démarrage, le circuit hydraulique, l informatique et l ensemble du véhicule, ainsi que nos outils spécifiques de développement et de simulation. Il est essentiel, dans ce contexte, d avoir une approche complexe, synthétique et transversale de tous les domaines techniques et de mettre les savoirs en synergie. Penser en terme de systèmes, c est là notre grand principe, que ce soit dans le domaine des systèmes de débrayage, où la prise en 22