×

Select global Site Language
Deutschland & Global Deutsch | English | Español | Français
UK English
USA English
中华人民共和国China 中國 | English
South Africa English
France Français
India English
América Latina Español
Middle East English
Produits notés
Contact
Vous avez des questions ? Volontiers !
Toiles tissées techniques:
solidweave@gkd.de

Toiles tissées pour bandes de process:
weaveinmotion@gkd.de

Mailles pour l'architecture:
creativeweave@gkd.de

Ou bien utilisez notre:
formulaire de contact

Étude de cas

Un fournisseur Premium table sur la mise en commun de compétences

Des filtres EGR basse pression pour le moteur Diesel six cylindres, produits de la coopération entre GKD et ElringKlinger

Près de la moitié des voitures neuves immatriculées en Allemagne ont un moteur Diesel. Les filtres à particules et les catalyseurs d’oxydation ainsi que les systèmes de recirculation des gaz d’échappement et la réduction catalytique sélective jouent un rôle déterminant dans le succès du Diesel, car ils garantissent une combustion du carburant économique et propre. La recirculation des gaz d’échappement basse pression (EGR-BP) est capitale pour pouvoir respecter les valeurs limites pour les émissions d’oxydes d’azote (NOx). Cette technologie nécessite des filtres spéciaux, comme les filtres en maille volumétrique multicouche de GKD – GEBR. KUFFERATH AG, qui protègent le moteur et le turbo contre les particules nocives côté air épuré. BMW également a choisi pour son moteur Diesel 6 cylindres haut de gamme ce filtre produit sur mesure par GKD et l’équipementier ElringKlinger AG dans le cadre d’une coopération stratégique. Les deux leaders technologiques incontestés sur le marché mondial ont developpé pour ce moteur un produit qui réunit le filtre et un joint spécial dans un seul élément prêt à monter. Les deux partenaires envisagent leur avenir commun avec optimisme, à juste titre car, outre un grand nombre d’applications des filtres EGR-BP, de nouveaux domaines de mise en œuvre se dessinent.

La concurrence croissante et des normes antipollution de plus en plus contraignantes représentent un défi majeur pour l’industrie automobile. Afin de pouvoir s’imposer sur le marché, les moteurs modernes doivent être à la fois agiles, puissants, propres et économiques. Or, plus un moteur est grand et puissant, plus il est difficile de concilier toutes ces exigences. Downsizing : pour diminuer la consommation de carburant et les émissions, il faut réduire la taille des moteurs. Une puissance plus élevée avec une plus petite cylindrée, c’est la recette des moteurs turbo, et c’est la raison pour laquelle elle est mise en pratique depuis longtemps dans les moteurs Diesel. Pour respecter les valeurs limites d’émission prescrites – 80 mg/km pour les NOx depuis l’introduction de la norme Euro 6, baisse de la moyenne des émissions de CO2 de 130 g/km actuellement à 95 g/km d’ici 2021 – la recirculation des gaz d’échappement basse pression est considérée comme une technologie clé, en particulier en cas de fortes nuisances. Les gaz d’échappement sont prélevés en aval du filtre à particules et redirigés vers le moteur avec l’air d’admission en amont du turbocompresseur. Cela exige de minimiser le plus possible la chute de pression dans le système de recirculation des gaz d’échappement, afin d’éviter une augmentation de la consommation de carburant. Des filtres basse pression sont indispensables pour protéger les composants côté air épuré du filtre à particules contre les dommages causés par les particules provenant de la combustion ou de filtres en céramique situés en amont. Avec le tissage volumétrique, GKD répond aux deux exigences – une chute de pression minimale et une rétention maximale de particules – avec une efficacité incomparable. Du fait de son tissage 3D spécifique, la toile est nettement plus épaisse que, par exemple, les toiles à mailles carrées. La maille volumétrique a un volume plus élevé de 70 pour cent pour une quantité de matériau à peu près identique, la chute de pression est nettement plus basse et la rétention de particules est plus étendue et élevée.

Protection fiable des composants
Ce filtre EGR, qui intègre un élément filtrant haute performance et un joint spécial développé par ElringKlinger AG, est utilisé dans un moteur modulaire de BMW. Le filtre est intégré sur la plate-forme existante au moteur de la BMW série 5 et des X5 et X6. Déjà pour un modèle précédent, les ingénieurs de BMW ont fait confiance au tissage volumétrique de GKD. Sa capacité comme filtre de surveillance placé avant le turbo prédestinait littéralement le tissage 3D Volumetric Mesh à une application dans le moteur six cylindres également. Le filtre EGR est le premier produit développé et réalisé entièrement en partenariat par GKD et ElringKlinger, de la demande du client jusqu’à la production en série. Le spécialiste des joints, qui travaille avec presque tous les grands motoristes et constructeurs automobiles du monde, s’est chargé ici de la direction du projet pour l’ensemble du module. En sa qualité d’acteur mondial dans l’industrie automobile, il dispose de l’expérience nécessaire de la coopération avec les OEM et il possède les certifications requises. Pour sa part, GKD, leader dans le domaine de la technologie des éléments filtrants tissés et du tissage volumétrique, complète les compétences de son partenaire au niveau de l’étude, de l’ingénierie et de la fabrication de filtres haute performance. Le système de filtration et de joints développé par ce partenariat pour le moteur Diesel six cylindres garantit pour un débit massique spécifique de plus de 80 kg/h une chute de pression inférieure à six millibars. Toutes les particules de plus de 200 µm sont filtrées fiablement avant la ligne EGR basse pression. Avec une résistance durable à des températures d’au moins 800 °C, aux condensats acides et aux sollicitations thermomécaniques pour tous les états de service, ce système haute performance présente la robustesse et la longévité exigées.

Co-ingénierie réussie
Sur cette base, ElringKlinger AG a conçu un joint adapté à la géométrie prédéterminée du compartiment moteur. Outre la définition du type de joint, des réflexions intenses avec GKD sur l’optimisation de la contrepression, la géométrie optimale du filtre et sa faisabilité ont été nécessaires. GKD a calculé pour la situation concrète la chute de pression, le seuil de rétention et la stabilité du tissage volumétrique. En étroite collaboration avec GKD, ElringKlinger a étudié la manière dont l’élément filtrant pouvait être intégré au joint et sa géométrie afin de pouvoir le produire en série. Car pour tous les états de service, une grande étanchéité doit être garantie – à froid comme en pleine charge, compte tenu des sollicitations thermodynamiques de – 40 °C à + 820 °C et des fréquences dues aux vibrations du moteur et aux vibrations propres du composant. L’élément de base du joint est un support en acier inoxydable résistant aux températures élevées munie d’un revêtement supportant également les températures élevées. Ces deux matériaux sont en outre extrêmement résistants aux produits chimiques, de telle sorte qu’ils ne sont pas attaqués par les condensats acides d’un pH de 2 qui se forment lors du refroidissement du système d’échappement et de la transformation des oxydes d’azote par réduction catalytique sélective (SCR). Leurs propriétés sont comparables à celles du tissage volumétrique. Pour tenir compte de la géométrie spécifique des brides et de l’architecture du futur moteur Diesel six cylindres en ligne de BMW, ElringKlinger a développé une solution reliant dans un seul composant la maille Volumetric mesh et le joint. Cela est possible avec des outils développés spécialement. Le joint prêt à monter remplit deux fonctions essentielles réunies dans un seul élément : étanchéité et filtration. L’OEM fait ainsi l’économie du travail d’assemblage des composants individuels. En outre, les manipulations sont simplifiées et cela présente pour lui des avantages significatifs sur le plan logistique et technique.

Des synergies fortes
Au bout du compte, la réalisation de ce premier projet commun, de son lancement jusqu’à la production en série, a duré 24 mois. Les deux partenaires ont participé activement à l’ensemble du processus de développement chez l’OEM. Avec ce dernier, le spécialiste des joints a déterminé, par exemple, la conception et l’épaisseur optimales des matériaux, les forces de serrage ou les écartements, mais aussi les autres aspects, tels que la longévité après les premiers essais. Il était épaulé par GKD pour toutes les questions concernant l’élément filtrant. Après l’approbation définitive du dessin et du modèle par le client, la fabrication des éléments filtrants a été lancée. Avec des procédés de contrôle détaillés tels que des mesures par sphère et des mesures de perméabilité, des simulations CFD, des essais de traction et des analyses de la propreté, le spécialiste des toiles techniques garantit une qualité maximale constante du filtre. Au bout d’un peu moins de trois ans de coopération étroite à tous les stades du projet, GKD et ElringKlinger tirent des conclusions positives de ce partenariat stratégique décidé au début de 2014. La mutualisation de leurs compétences de leader dans leur branche, les joints pour l’un et les filtres pour l’autre, a permis de combiner parfaitement les avantages qualitatifs de leurs technologies et de leurs produits respectifs et de développer cette solution intégrée haut de gamme pour BMW. En même temps, elle promet une avance significative sur la concurrence, car elle apporte à un haut niveau technique des réponses interdisciplinaires à des questions pressantes de l’industrie automobile. Les partenaires travaillent d’ores et déjà à des applications de l’EGR-BP combinant l’étanchéité et la filtration dans un seul composant pour les moteurs à essence. Ils veulent aussi mobiliser les synergies dans d’autres domaines – par exemple la production en série de plaques pour boîtes automatiques avec des filtres intégrés de GKD.

Autres sujets

×

Veuillez vous connecter pour voir des contenus supplémentaires

Si vous n'avez pas encore d'accès au GKD-InfoCenter, veuillez ouvrir un compte utilisateur. En raison du nouveau site Internet, nous prions les clients ayant déjà un compte de se réinscrire ici.

S'inscrire
Vous avez oublié votre mot de passe ?