Un bateau en activité est remotorisé avec un nouveau moteur diesel, l'ancienne boîte de vitesses est boulonnée car elle tourne toujours librement, et la saison suivante, le pack d'embrayage glisse sous la charge et le joint de sortie laisse échapper de l'huile. Le moteur va bien. La boîte de vitesses a été dimensionnée il y a des années pour une hélice différente, une courbe de couple différente et un cycle de service différent, et personne ne l'a recalculé.
Voici donc d'abord la conclusion : une boîte de vitesses pour le service maritime est un composant correspondant, et non une boîte d'engrenages autonome. Il doit répondre à trois choses à la fois : le couple d’entrée délivré par le moteur, la courbe d’hélice exigée par la coque et l’interface mécanique qui relie les deux. Faites correspondre ces trois éléments et l'unité fonctionnera pendant plusieurs milliers d'heures. Si vous manquez l'un d'entre eux, vous remplacerez les disques d'embrayage, les joints et les roulements bien avant que le moteur ne montre d'usure.
Ce que fait une boîte de vitesses marine derrière le moteur
Une transmission marine installée derrière un moteur diesel effectue trois tâches, et chacune a une conséquence directe pour la sélection.
- Il réduit le régime moteur à une vitesse d'hélice que la roue peut utiliser efficacement, souvent trois à cinq fois inférieure sur une coque à déplacement.
- Il fournit le point mort et la marche arrière, de sorte qu'un moteur peut faire avancer ou reculer l'arbre lors de l'accostage, des manœuvres ou du maintien de la station.
- Il transporte la poussée de l'hélice dans la coque via une butée et amortit les vibrations de torsion provenant du moteur.
- Il maintient le moteur à une charge confortable tandis que l'hélice délivre une poussée à une vitesse qui contrôle la vitesse de pointe et la cavitation.
Sur une carène planante légère, un ratio proche de 1:1 peut suffire. Sur un bateau à forte cylindrée, le même moteur peut avoir besoin d'un rapport 3:1 ou plus. Le rapport détermine où se situe le moteur sur sa courbe de puissance à une vitesse de bateau donnée, et cela détermine à son tour la température des gaz d'échappement, la consommation de carburant et la charge que l'embrayage doit supporter.
Rapport de réduction, vitesse de l'arbre et type de coque
Le rapport correspond simplement au régime nominal du moteur divisé par la vitesse de l'arbre. Un moteur évalué à 1 800 tr/min faisant tourner un arbre à 450 tr/min nécessite une réduction de 4 : 1. Le tableau ci-dessous montre les plages qui apparaissent le plus souvent pour les types de navires courants.
| Type de navire | Vitesse d'arbre typique | Rapport de réduction typique | Qu'est-ce qui motive le choix |
|---|---|---|---|
| Petit bateau planant, 6 à 10 m | 1500 à 2500 tr/min | 1,0:1 à 1,5:1 | Régime moteur élevé, petite roue, réduction minimale |
| Croiseur à déplacement, 10 à 14 m | 800 à 1400 tr/min | 1,5:1 à 2,5:1 | Le confort et la consommation de carburant comptent plus que la vitesse de pointe |
| Bateau de pêche, 15 à 25 m | 350 à 700 tr/min | 2,5:1 à 4,5:1 | Grande roue, déplacement important, cycles de service longs |
| Bateau de travail, remorqueur ou drague | 200 à 400 tr/min | 4,5:1 à 6:1 | La capacité de traction et de poussée des bornes domine |
| Moteur à vitesse lente, couplé directement | 90 à 250 tr/min | Direct ou 1:1 à 2:1 | Moins d’étapes, l’accès au service devient critique |
Deux nombres comptent autant que le rapport lui-même. Le premier est le couple nominal d'entrée continu, qui doit dépasser le couple moteur au réglage du régulateur, avec un facteur de service reflétant le service. La seconde est la courbe de l'hélice. Une roue trop grande pour le rapport surcharge à la fois le moteur et l'embrayage, et les dommages apparaissent généralement dans l'embrayage avant d'apparaître ailleurs.
Dispositions à deux arbres, arbres intermédiaires et planétaires
Réducteurs à deux arbres
Les arbres d'entrée et de sortie sont parallèles avec une paire d'engrenages en prise permanente. La marche avant et arrière sont obtenues en engageant l'un des deux embrayages sur le même arbre, ce qui maintient la disposition courte et le nombre de pièces faible. Ces unités conviennent à des ratios modérés et sont courantes sur les petites embarcations de pêche et de plaisance.
Boîtes de vitesses à arbre intermédiaire
Un arbre intermédiaire porte les inverseurs, de sorte que le mécanisme sélecteur déplace un embrayage à cône ou multidisque plutôt que l'ensemble du train d'engrenages. Il s'agit de la configuration classique pour les coques à déplacement moyen, et le réglage du sélecteur est la pièce qui dérive le plus souvent hors tolérance en service.
Unités planétaires et à déplacement hydraulique
Une densité de puissance plus élevée provient de trains planétaires dotés d'embrayages à application hydraulique, d'une pompe à huile et d'un corps de soupape. Ils se déplacent en douceur sous charge et tolèrent des marches arrière fréquentes, c'est pourquoi ils sont largement utilisés sur les remorqueurs, les ferries et les navires qui manœuvrent toute la journée.
L'interface mécanique compte autant que la note
La boîte de vitesses doit se boulonner sur le carter de volant moteur et récupérer le volant à travers une plaque amortisseuse. Les tailles des boîtiers suivent la plage SAE, alors vérifiez le numéro estampé ou moulé sur le boîtier plutôt que de mesurer à l'œil nu. Vérifiez ensuite la cannelure de l'amortisseur, la rigidité de l'amortisseur et le sens de rotation, car une unité construite pour une rotation opposée entraînera l'hélice dans le mauvais sens et affamera la pompe à huile sur certains modèles.
L’état du moteur alimente directement cette interface. Une culasse qui ne ferme plus uniformément ou des sièges de soupape qui se sont retirés modifient la pression du cylindre et le couple délivré, et l'excitation de torsion qui en résulte atterrit sur le disque d'amortisseur et l'embrayage. Compréhension à quoi sert une culasse Cela explique pourquoi un haut de gamme fatigué et un embrayage qui patine apparaissent souvent au cours de la même saison.
Sur les moteurs populaires à régime moyen et élevé, des culasses de remplacement sont disponibles pour les principales familles marines, y compris les unités construites autour des moteurs diesel marins MAN.
DONGFANG Culasse | Pièces de rechange compatibles avec les moteurs diesel marins MAN Modèles compatibles : L16/24, L23/30, L23/30H, L28/32A, S26MC, L31, L35MC, S35MC, L50MC-C I. Présentation du produit Les culasses DONGFANG sont des remplacements compatibles tiers... Voir le produit → Il en va de même pour les moteurs plus légers à grande vitesse utilisés dans les embarcations de pêche et côtières, où les versions marines Daihatsu sont largement entretenues dans la région.
DONGFANG Culasse | Pièces de rechange compatibles avec Daihatsu Marine Diesel En Modèles compatibles : DL-20, DL-22, DL-26, DL-28, DL-32, 5DK-20, 6DK-20, DK-28, DS-26, PS-26H (D), DC-17, DE-18. Voir le produit → Les moteurs auxiliaires et de propulsion plus petits suivent la même logique, et le remplacement des culasses marines Yanmar est couramment demandé parallèlement aux travaux de boîte de vitesses.
DONGFANG Culasse | Pièces de rechange compatibles avec Yanmar Marine Diesel Engi Modèles compatibles : NY160, N165, N180, EY180, N210, EY220, N260, EY260, N280A, N330, S165, S185, M200L, M220L, RAL170, MAL220, UAL200UT, T240, T260, Z280DT, Z280ET, MF2... Voir le produit → Embrayages, amortisseurs et ce qui échoue en premier
L'embrayage et le disque amortisseur absorbent tout ce que le moteur et l'hélice leur lancent, ce sont donc les pièces qui révèlent un décalage. Glissades sous charge, odeur de brûlé dans la salle des machines, huile noire sur la jauge et vibrations au ralenti au point mort sont les premiers signaux classiques. Vibration dans les points neutres de l'amortisseur plutôt que de l'embrayage, tout en glissant dans les points d'engrenage pour serrer la charge, la contamination de l'huile ou un refroidisseur sous-dimensionné pour un service continu.
La qualité du pétrole mérite plus d’attention qu’elle n’en reçoit habituellement. La plupart des boîtes de vitesses marines partagent l'huile avec un refroidisseur, et un refroidisseur partiellement bloqué augmente suffisamment la température pour glacer les plaques de friction lors d'un long passage. Si l'unité est conçue pour une qualité d'huile spécifique, l'utilisation d'une spécification différente modifie la qualité du changement de vitesse et la durée de vie de l'embrayage, en particulier sur les unités à commande hydraulique.
Symptômes et leurs causes habituelles
| Symptôme | Cause probable | Premier contrôle |
|---|---|---|
| Glisse lorsque l'alimentation est appliquée | Disques d'embrayage usés ou faible charge de serrage | Niveau d'huile, état de l'huile et débit du refroidisseur |
| Vibration au ralenti au point mort | Plaque d'amortisseur endommagée ou mauvais alignement | Ressorts amortisseurs, usure et alignement des cannelures |
| Pas d'engagement inversé | Usure du cône sélecteur ou course du câble | Course du levier et réglage du sélecteur |
| L'huile suinte au niveau de la bride de sortie | Joint usé avec faux-rond de l'arbre | État des joints, faux-rond de l'arbre et jeu des roulements |
| Surchauffe sur les longs passages | Refroidisseur sous-dimensionné ou côté eau brute bloqué | Propreté plus fraîche et débit d'eau brute |
Que demander avant de commander
Que vous achetiez une unité complète ou des pièces de rechange, une courte liste de contrôle élimine la plupart des risques liés à l'achat.
- Couple d'entrée nominal et rapport de réduction, écrits sur la commande plutôt que supposés.
- Sens de rotation, extrait de l'hélice et confirmé par rapport au moteur.
- Taille du boîtier SAE, modèle de boulon du volant et dimensions des cannelures de l'amortisseur.
- Taux de service, exprimé en heures continues ou intermittentes par jour.
- Besoin en refroidisseur, y compris les chiffres de débit d'huile et de rejet de chaleur.
- Type de bride de sortie, accouplement d'arbre et tout agencement de butée.
- Disponibilité de pièces de rechange pour disques d'embrayage, joints et roulements.
Il est également utile de comparer la nouvelle cote à l’ancienne plaque signalétique. Une boîte de vitesses qui était marginale à l'état neuf donne rarement une seconde vie à un bateau remotorisé, et la bonne décision à ce stade est une unité plus grande plutôt qu'un facteur de service plus élevé sur le papier. Si vous avez besoin de pièces côté moteur en même temps, le catalogue de pièces de rechange de remplacement de culasse est organisé par famille de moteurs afin que la pièce compatible correcte soit plus facile à identifier.
Considérez la boîte de vitesses comme faisant partie d'un système qui commence à la chambre de combustion et se termine à la pale de l'hélice. Décidez de la vitesse de l'arbre à partir de la coque et de la roue, dimensionnez le couple d'entrée à partir de la puissance moteur avec un facteur de service réaliste, puis confirmez le boîtier, la cannelure et la rotation avant que quoi que ce soit soit expédié. Cette séquence coûte une heure de vérification. Le sauter coûte une saison d'embrayages qui patinent, d'huile brûlée et de temps de chantier imprévus, et aucun travail sur le moteur ne compensera une transmission qui n'a jamais été adaptée à la charge derrière elle.
