Kawasaki lance un système hydraulique « intelligent »

Kawasaki Precision Machinery (UK) Ltd. propose une gamme complète de moteurs à pistons radiaux et axiaux, de pompes à pistons axiaux, ainsi que de vannes et de contrôleurs hydrauliques. L'entreprise complète cette gamme avec des versions « Smart » de moteur et de pompe, ainsi qu'une toute nouvelle combinaison moteur-pompe électrique, présentée au salon Bauma 2025 le mois dernier.

Le moteur intelligent Staffa est doté d'un contrôle de cylindrée à variation continue. (Photo : Becky Schultz)

Le produit phare de Kawasaki est le moteur à pistons radiaux Staffa, fabriqué dans son usine de Plymouth, au Royaume-Uni. Au salon Bauma, Kawasaki a présenté le Staffa Smart Motor, un nouveau produit qui, selon Kawasaki, allie la durabilité d'un moteur hydraulique à la précision de contrôle d'un moteur électrique.

Le moteur intelligent Staffa dispose d'un contrôle de cylindrée variable en continu, de la cylindrée maximale à 10 % de la cylindrée maximale (réglages de cylindrée maximale et minimale sélectionnables). Le système de contrôle intégré au moteur fonctionne indépendamment des conditions de fonctionnement du moteur afin de garantir un fonctionnement fluide et stable sur toute la plage pression-vitesse.

« Nous mesurons directement le déplacement du moteur », explique Gareth Totman, ingénieur d'application senior chez Kawasaki Precision Machinery (UK) Ltd. « Nous mesurons également la vitesse et la position. » Des capteurs de pression sont également utilisés pour mesurer la pression.

« Tout est [communiqué] via un réseau CAN. On peut donc interroger le contrôleur pour obtenir des signaux : on lui demande la cylindrée, la vitesse. On peut aussi lui donner des instructions… pour atteindre une cylindrée ou une vitesse spécifique », explique Totman.

La communication électronique avec le moteur permet un accès facile aux données de vitesse, de couple, de puissance à l'arbre et de cylindrée, le tout en temps réel. « Par exemple, si vous disposiez d'un banc d'essai équipé d'un couplemètre coûteux, vous pourriez utiliser ce système… et obtenir le couple directement depuis le moteur », explique Totman, éliminant ainsi le recours à un composant coûteux.

Les données peuvent également servir à contrôler le moteur, par exemple pour le régler afin qu'il maintienne un couple spécifique. Le contrôle de la cylindrée et d'autres modifications peuvent être effectués lorsque le moteur est sous charge et fonctionne en mode moteur ou pompage.

Pompe intelligente

Kawasaki a également présenté sa pompe intelligente, basée sur la pompe à pistons axiaux K3VLS existante. Dotée d'un contrôleur électronique avancé, elle offre précision, efficacité et intégration transparente aux engins de chantier mobiles, a indiqué l'entreprise.

Pompe intelligente Kawasaki avec contrôleur électronique avancé. (Photo : Becky Schultz)

« Nous avons ajouté un capteur d'angle de rotation sans contact. Il y a également un port pour capteur de pression ; l'utilisateur final peut choisir le capteur de pression qu'il souhaite. Nous avons également un nouveau régulateur et un contrôleur de pompe propriétaires », a déclaré Totman.

« Très similaire au Smart Motor, ce contrôleur permet désormais d'émuler tout autre type de régulation : coupure de pression, limitation de couple, changement de vitesse, contrôle de cylindrée. Vous pouvez sélectionner ces options dans l'interface utilisateur du contrôleur Smart Motor, puis définir les paramètres de fonctionnement de la pompe », a-t-il expliqué. « Si vous sélectionnez une limitation de couple, par exemple, vous pouvez indiquer "Je veux un contrôle de limite de couple et 200 Nm" et le système se charge du reste. »

La pompe intelligente se connecte facilement aux systèmes de contrôle des machines, ce qui, selon Kawasaki, réduit le temps de développement. Elle offre un contrôle multimode, des paramètres personnalisables et une conception intelligente avec une butée virtuelle à cylindrée minimale et un régulateur solénoïde à clapet pour améliorer le rendement volumétrique.

Dans un premier temps, le type de contrôle Smart Pump sera introduit pour la pompe à pistons axiaux K3VLS85, puis sera étendu à l'ensemble des gammes de pompes K3VLS et K3VL.

Essieu K

Totman a décrit le K-Axle comme une « technologie d'avenir ». « C'est nouveau pour nous, mais c'est aussi une technologie d'avenir pour l'industrie. Il s'agit d'une combinaison pompe-moteur », a-t-il déclaré.

Moteur électrique et pompe haute vitesse Kawasaki K-Axle. (Photo : Becky Schultz)

Cette toute nouvelle unité de moteur électrique et de pompe à grande vitesse pour engins de chantier est conçue pour offrir des performances élevées (puissance nominale de 105 kW ; puissance maximale de 150 kW) dans une unité simple ou tandem évolutive de 50 cm3 à des vitesses allant jusqu'à 5 000 tr/min.

« Le cœur du moteur est essentiellement un moteur électrique automobile, mais nous avons collaboré avec un partenaire pour l'onduleur intégré et la chemise de refroidissement », a expliqué Totman. « La pompe elle-même est toute nouvelle. C'est une pompe à cylindrée variable de 50 cm³. »

L'essieu K sera initialement conçu pour remplacer le groupe motopropulseur existant d'une pelle diesel d'environ 20 tonnes. « Il est très compact, mais il fonctionne également à des vitesses très élevées : il atteint jusqu'à 5 000 tr/min, un régime très élevé compte tenu du régime actuel d'un moteur diesel classique à 1 800 tr/min », a déclaré Totman.

La technologie de contrôle avancée optimise la vitesse de fonctionnement et l'angle de rotation de la pompe pour garantir que l'ensemble de l'unité fonctionne dans la plage la plus efficace, a-t-il ajouté.

Le K-Axle est conçu pour un montage horizontal ou vertical pour une installation flexible. Il sera disponible en version simple avec un moteur légèrement plus petit ou en configuration double. Selon Totman, « L'idée est que si le débit requis pour le système est plus important, il suffit de multiplier les unités plutôt que d'augmenter la taille. »