279 S - Chaîne cinématique des D6N.pdf

CHAINE CINEMATIQUE

TRACTEUR SUR CHAÎNES D6N

Chaîne cinématique du tracteur sur chaînes D 6 N

Centre de perfectionnement Centre de Perfectionnement Francis Monnoyeur FRANCIS MONNOYEUR

Codification 279 S 279 S

Ce document est la propriété de BERGERAT MONNOYEUR et ne peut être communiqué sans son autorisation.

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TRACTEUR SUR CHAÎNES D6N

TABLE DES MATIERES

Préface

3

La gamme

4

Présentation

5

Chaîne cinématique

6

Moteur

7

Convertisseur

8

Poste de conduite

10

Boite de vitesses

11

Direction différentielle

16

Frein

21

Commande finale

22

Train de roulement

23

Rédigé par : Vérifié par : Jean GRUSON Marc de taevernier Jean-Noël CHAUSSEE Centre de Perfectionnement Francis Monnoyeur Référence document : CPFM 279

Approuvé par : Francis MONNOYEUR

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Préface

Ce document traite la chaîne cinématique du tracteur sur chaînes D6 N. Il a été réalisé par des étudiants de la session 2005 du lycée Claude LEHEC à St HILAIRE du HARCOUËT (50) lors de leur projet technique pour valider leur B.T.S.. Deux avantages ont découlé de ce partenariat fructueux : - Tout d'abord, les élèves ont dû se familiariser avec la documentation et à la technologie d'une gamme de produits CATERPILLAR représentée dans le domaine du terrassement. Pour cela, ils devaient traduire la documentation (d'origine Américaine) et respecter le cahier des charges imposé par le CPFM. - Enfin, le fruit de ce travail s'intègre totalement aux besoins de formation de Bergerat Monnoyeur et peut être directement exploité par les techniciens de maintenance. Toutes les données se trouvant dans ce dossier sont tirées de S.I.S. et s’il y a un manque veuillez vous y référer.

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La gamme

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Présentation

5

1

3

6 2

1

2 8 4 7 6

6

5

3

1 Moteur thermique

5 Direction différentielle

2 Convertisseur

6 Commande finale

3 Boîte de vitesses

7 Pompe d’équipement

4 Couple conique

8 Pompe de transmission

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Présentation

Moteur

Moteur

Convertisseur Moteur hydraulique

Couple conique

Convertisseur

Moteur hydraulique

Double différentiel

Couple conique

Boite de vitesses

Double différentiel

Boite de vitesses

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Moteur

Le bouteur D6N est équipé d’un moteur 3126B HEUI Cat. Les moteurs à gestion électronique Caterpillar sont conformes aux prescriptions antipollution en vigueur dans le monde entier, notamment la réglementation européenne de niveau II. Avec le circuit de carburant HEUI (Hydraulique Electronique Unité d’Injection), la pression d’injection est indépendante du régime moteur et cela permet un haut rendement énergétique pour de faibles niveaux polluants. Les moteurs 3126B Caterpillar sont équipés d’un réchauffeur d’air d’admission commandé électroniquement. Ce dispositif réchauffe l’air se trouvant dans le collecteur d’admission, facilitant ainsi le démarrage et réduisant les émissions de fumées blanchâtres lors des démarrages par temps froid. Avant le démarrage, la machine active automatiquement le réchauffeur d’air d’admission si nécessaire. La parfaite adaptation entre le turbocompresseur et le refroidisseur d’admission air-air permet de développer une puissance supérieure tout en stabilisant le nombre de tours par minute et en maintenant à bas niveau les températures d’échappement. Le système d’injection directe augmente la quantité de carburant injectée dès que le régime moteur chute en dessous du régime nominal du fait de la charge appliquée. Il en résulte une puissance supérieure à la puissance nominale. La combinaison entre une meilleure réserve de couple et une puissance maximale augmente la nervosité de la machine, permet un effort de traction supérieur et des cycles de refoulement plus rapides. Le moteur atteint sa puissance au volant maximale de 127 KW (172.5 CV) à 1600 tr/min, au moment où le cycle de refoulement nécessite justement de la puissance. Avec cette nouvelle génération de moteur l’espacement des vidanges moteur à été allongée et est passée à 500 heures.

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Convertisseur

Le convertisseur de couple différentiel du D6N répond efficacement aux changements des conditions de charge en permettant une multiplication du couple et donc un accroissement de la puissance de traction par l’intermédiaire d’un train planétaire. Il protège également les organes de la chaîne cinématique en évitant les chocs provoqués par les applications de refoulement intensif. Le convertisseur de couple est parfaitement adapté aux organes de la transmission pour vous faire bénéficier de performances exceptionnelles.

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Convertisseur

C

Moteur

P

T

R

P

Transmission

Fonctionnement sous charge faible. Sous faible charge, il n'y a pas de glissement du convertisseur, l'ensemble turbine-couronne tourne à la vitesse du planétaire. Tout le système tourne à la vitesse du moteur. Fonctionnement sous forte charge. Sous forte charge, il y a glissement du convertisseur. La vitesse de rotation de la couronne est plus faible que la vitesse du planétaire. La différence de vitesse entre le planétaire et la couronne provoque une rotation des satellites donc une modification du mouvement du porte satellites. La transmission charge le moteur qui peut utiliser sa réserve de couple.

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Arrière

Neutre

Virage à gauche

Poste de conduite

Interrupteur pour monter les vitesses

Avant

Virage à droite

Interrupteur pour descendre les vitesses

Le système de commande à poignée permet de contrôler confortablement, d’une seule main, la direction, le sens de marche et la translation. La poignée de commande comporte des boutons-poussoirs ergonomiques pour passer à la vitesse supérieure ou inférieure. Poussez la poignée vers l’avant pour faire tourner le tracteur à gauche et tirez-la vers l’arrière pour aller à droite. Plus on déplace la poignée, plus le virage est serré. Pour changer le sens de marche de la machine, le conducteur fait tourner la poignée dans le sens horaire, pour aller vers l’avant, ou dans le sens anti-horaire pour la marche arrière. La position point mort se trouve entre les deux.

Commande à poignée

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TRACTEUR SUR CHAÎNES D6N Boite de vitesses

La transmission power-shift à trains planétaires comporte trois vitesses en marche avant et autant en marche arrière. Elle fait appel à des embrayages multidisques à serrage hydraulique surdimensionnés, de grande capacité, refroidis par huile. Les trains planétaires répartissent les charges et les contraintes sur plusieurs engrenages et contribuent ainsi à prolonger la durée de service de la transmission. Le changement des vitesses avec contrôle automatique de puissance régule le régime moteur lors des inversions de sens de marche, ce qui permet d’obtenir une marche plus douce et une plus longue durée de service des organes. L’ensemble transmission et couple conique est de conception modulaire et coulisse aisément dans le carter arrière de la machine, même si le ripper est installé. Les embrayages sont refroidis et lubrifiés par huile sous pression pour une longue durée de service.

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TRACTEUR SUR CHAÎNES D6N Boite de vitesses

1

2

3

4

5

Tableau des vitesses

Neutre Vitesses

1

Marche avant 2

3

1

Marche arrière 2

3

embrayages 1 2 3 4 5

Embrayages alimentés pour chaque vitesse

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TRACTEUR SUR CHAÎNES D6N Boite de vitesses

Chaîne cinématique complète

Arbre moteur Arbre de sortie vers différentiels

Au neutre

Arbre moteur Arbre de sortie vers différentiels

L’embrayage 3 est en prise, donc la couronne C3 est bloquée tout comme l’arbre de sortie qui lui est bloqué par la machine en arrêt. Entre la couronne C3 et l’arbre de sortie, le satellite S3 est bloqué donc le porte-satellites P.S. aussi. Le mouvement entre par l’arbre moteur. Comme le porte-satellites P.S. est bloqué, le mouvement est transmis à la couronne C2 et au porte satellite P.S.1 par l’intermédiaire du satellite S2 et S1. La couronne C2 et le porte-satellites P.S.1 étant libres, ils tournent sur eux-mêmes donc aucun mouvement n’est transmis.

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TRACTEUR SUR CHAÎNES D6N Boite de vitesses

En 1ere avant

Arbre moteur Arbre de sortie vers différentiels Le mouvement entre par l’arbre moteur. L’embrayage (2) étant en prise, la couronne C2 est bloquée donc le porte-satellites P.S. va se mettre à tourner dans le même sens que l’arbre moteur par l’intermédiaire des satellites S2. L’embrayage (5) étant activé, l’arbre de sortie et la couronne C4 sont en prise et donc liés entre eux. De ce fait le satellite S4 est lui aussi bloqué. Comme le porte-satellites P.S. tourne, il va transmette le mouvement au satellite S4 qui va transmette le mouvement à l’ensemble bloqué couronne C4 et arbre de sortie dans le même sens que le porte-satellites P.S. donc dans le même sens que l’arbre moteur.

En 1ere arrière

Arbre moteur Arbre de sortie vers différentiels

Le mouvement entre par l’arbre moteur. L’embrayage (1) étant en prise, le porte satellite P.S.1 est bloqué donc le porte-satellites P.S. va se mettre à tourner dans le sens opposé de l’arbre moteur par l’intermédiaire des satellites S1. L’embrayage (5) étant activé, l’arbre de sortie va tourner dans le sens opposé de l’arbre moteur.

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TRACTEUR SUR CHAÎNES D6N Boite de vitesses

La 2eme en avant ou arrière

Arbre moteur Arbre de sortie vers différentiels L’embrayage (4) est en prise donc la couronne C4 est bloquée. Comme le mouvement provient du porte-satellites P.S. selon le sens de fonctionnement choisi, l’arbre de sortie va tourner dans le même sens que le porte-satellites P.S. par l’intermédiaire du satellite S4.

En 3eme avant ou arrière

Arbre moteur Arbre de sortie vers différentiels L’embrayage (3) est en prise donc la couronne C3 est bloquée. Comme le mouvement provient du porte-satellites P.S. selon le sens de fonctionnement choisi, l’arbre de sortie va tourner dans le même sens que le porte-satellites P.S. par l’intermédiaire du satellite S4.

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Direction différentielle

Comme la plupart des différentiels, le différentiel de direction reçoit la puissance à partir de la boite. Mais il bénéficie également d’un autre apport de puissance, celui du moteur hydraulique qui sert à accélérer une chaîne et à ralentir l’autre. Avec ce système, la puissance est transmise aux deux chaînes sans interruption. Il n’y a donc pas de perte de puissance due au patinage des embrayages de direction et de freins qui sont exposés à l’usure. Lorsque la machine se déplace en ligne droite, le moteur hydraulique ne fonctionne pas, toute la puissance du moteur diesel étant disponible pour la transmission et l’équipement. Ainsi le conducteur garde une parfaite maîtrise dans les virages et dispose de toute la puissance motrice des deux chaînes.

Chaîne cinématique de la direction différentielle

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Direction différentielle

1) Couple conique

10) pignon conique du moteur hydraulique

2) train planétaire du moteur hydraulique

11) arbre du moteur hydraulique de direction

3) satellite entrée « Boite de Vitesse »

12) arbre intermédiaire commun aux planétaires

4) couronne du porte-satellites entrée B V

13) planétaire d’équilibrage

5) planétaire de l’arbre intermédiaire

14) satellite du train d’équilibrage

6) planétaire de l’arbre intermédiaire

15) porte-satellites vers commande finale droite

7) satellite du train planétaire de direction

16) couronne fixe d’équilibrage

8) porte-satellites vers commande finale gauche 17) arbre de sortie droite 9) Couronne du train planétaire de direction

18) arbre de sortie gauche

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Direction différentielle

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En ligne droite, le couple conique transmet le mouvement au double différentiel qui le réparti entre commandes finales droite et gauche à travers les freins. Le mouvement provenant de la boîte de vitesses arrive au train planétaire d’entraînement (2) par l’intermédiaire du couple conique (1). Les satellites (3) du train planétaire d’entraînement répartissent le mouvement entre la couronne entrée B.V. (4) et le planétaire de l’arbre intermédiaire (5). La couronne (4) du train d’entraînement est solidaire du porte-satellites d’entraînement de commande finale gauche (8) qui transmet le mouvement à l’arbre de sortie (18). Le planétaire de l’arbre intermédiaire (5) entraîne le planétaire du train d’équilibrage (13), (rattrapeur de vitesse) par l’intermédiaire de l’arbre commun. Le mouvement est transmis depuis le planétaire d’équilibrage(13) au porte satellites vers commande finale droite (15) par les satellites du train d’équilibrage (14). Le porte-satellites (15) entraîne l’arbre de sortie droite (17). En ligne droite, le moteur de direction (11) n’est pas alimenté. La couronne (9) du train planétaire de direction est bloquée par le pignon conique du moteur hydraulique (11).

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Direction différentielle

Pendant un virage, il y a combinaison des mouvements : en agissant sur la couronne du train planétaire de direction (9), le moteur hydraulique de direction ralentit le porte-satellites vers la commande finale gauche (8), ce qui augmente la vitesse de rotation du planétaire de l’arbre intermédiaire (6). La vitesse de la chaîne droite augmente d’autant que celle de la gauche diminue. Par contre, la vitesse moyenne de translation reste inchangée. Exemple : En virage à gauche, la vitesse de la chaîne gauche va diminuer jusqu’à 1 km/h pendant que la vitesse de la chaîne droite augmente jusqu’à 3km/h ; ce qui conserve au tracteur sa vitesse moyenne de 2km/h. Quand le moteur hydraulique tourne en sens inverse, la vitesse de la chaîne gauche augmente d’autant que la droite ralentit.

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Direction différentielle

La contre rotation est réalisée lorsque la boîte de vitesses est au neutre. La mise en service du moteur hydraulique fait tourner la couronne du train planétaire de direction (9). Le porte-satellites vers la commande finale gauche (8) entraîne la couronne du portesatellites du train d’entraînement (4). Le porte-satellites de transmission étant fixe, le planétaire de l’arbre intermédiaire (5) est entraîné en sens inverse. Les deux arbres de sortie droite et gauche tournent à la même vitesse mais en sens opposé. Si les conditions d'adhérence sont identiques sur les deux bandes de roulement, le tracteur tourne autour d'un axe situé au centre du tracteur.

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Frein

Châssis

Arbre intermédiaire

Frein

Train planétaire de transmission

Train planétaire de direction Piston

Rondelle Belleville

Commande finale

Le frein est multidisques en montage négatif. Il faut amener une pression constante pour déverrouiller le frein. Le verrouillage du frein s’effectue par l’effort des rondelles Belleville

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TRACTEUR SUR CHAÎNES D6N Commande finale

En position élevée, les commandes finales sont à l’abri des chocs engendrés par le sol et les équipements, d’où une plus grande longévité de la chaîne cinématique.

2

3

10

4

5 6 1

7 9

1) 2) 3) 4) 5)

8

arbre de sortie droite secteur denté satellite axe du satellite Planétaire

6) porte satellite 7) couronne 8) barbotin 9) joint Duo-Cône 10) châssis

Le mouvement entre par l’arbre de sortie droite 1 puis est transmis au porte-satellites 6 par l’intermédiaire du satellite 3 car la couronne 7 est fixe. Ensuite le mouvement est transmis à la chaîne par l’intermédiaire des secteurs dentés.

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ancien

Train de roulement

Nouveau

Le nouveau train de roulement se nomme SystemOne™ . Ce système permet d’augmenter la durée de vie du train et réduit son coût d’entretien.

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