Dans l’environnement commercial actuel, les équipements de fabrication sont constamment poussés à leurs limites, avec l’attente de fonctionner en continu pour maintenir les opérations sans interruption.
Les propriétaires d’équipements sont de plus en plus conscients du coût total de possession, ce qui a conduit à une demande de machines nécessitant peu d’entretien et présentant une grande fiabilité, une grande précision, des temps de cycle courts et une faible consommation d’énergie.
Dans une étude réalisée en collaboration avec Schoen + Sandt Machinery, l'un des principaux fabricants allemands de presses hydrauliques, l'impact sur l'efficacité énergétique d'un fluide hydraulique à indice de viscosité (VI) élevé a entraîné des gains allant jusqu'à 10 % de consommation en kilowattheures (kWh) en moins.
Ces spécialistes des machines hydrauliques ne se limitent pas à la conception et à la fabrication de coupeurs hydrauliques et de systèmes de contrôle haut de gamme, mais vont également plus loin pour aider à réaliser des économies continues grâce à une consommation d'énergie plus faible, un rendement plus élevé grâce à une précision de machine accrue et une fiabilité de machine avec une durée de vie prolongée.
La viscosité a un impact majeur sur l'efficacité et la consommation d'énergie
Sur le marché actuel des machines de découpe hydrauliques, l'efficacité énergétique est devenue presque aussi importante que l'innovation technique. Le fluide hydraulique transmet la puissance, ce qui en fait l'un des composants clés d'un système hydraulique. L'utilisation d'un fluide hydraulique monograde entraîne un mauvais transfert de chaleur, des pertes de transmission de puissance, une réactivité réduite aux commandes et un stress oxydatif dans le système hydraulique.
Lorsque le fluide hydraulique est froid, il est épais et sa viscosité est élevée. Cette augmentation de la viscosité crée des niveaux de frottement élevés. Cependant, le fluide hydraulique chaud devient fluide et sa viscosité réduite peut entraîner des fuites d'écoulement et des dommages dus à l'usure. Dans les deux cas, les performances en pâtissent. Ce type de fluide hydraulique dans lequel la viscosité varie fortement en fonction de la température est appelé fluide monograde.
Les températures élevées sont l'ennemi d'une viscosité stable. Lorsque la température augmente, le fluide se dilue, créant dans certains cas un contact métal sur métal. Ce fluide à faible viscosité provoquera une usure accrue, entraînant des réparations coûteuses et des temps d'arrêt des machines.
Les fluides hydrauliques spécialement formulés pour maintenir un niveau optimal de viscosité sur de larges plages de températures sont appelés multigrades. Les fluides multigrades protègent les machines en équilibrant l'efficacité hydromécanique et volumétrique de l'équipement.
Laissez-le couler
Sans équilibre, les systèmes hydrauliques peuvent être confrontés au dilemme des pertes hydromécaniques avec un fluide à viscosité élevée et des pertes de puissance volumétrique avec un fluide à viscosité trop faible. D'une part, l'efficacité mécanique du système hydraulique bénéficierait d'un fluide très fluide et s'écoulant facilement.
Cependant, un fluide trop fin produit une faible efficacité volumétrique, car les fuites internes consomment une grande partie de l'énergie de la pompe et le fluide assure une mauvaise lubrification.
En revanche, un fluide épais est bon pour l'efficacité volumétrique, car la perte due aux fuites internes de la pompe est minime. Cependant, ce fluide épais serait difficile à écouler et entraînerait des frottements hydrodynamiques et des pertes par barattage dans le système. Le choix du fluide idéal est un compromis.
Mission et machines
Les essais de fluides ont été réalisés sur une presse hydraulique 6005BA avec une force de coupe de 1 250 kilonewtons (kN). Ces presses à découper hydrauliques à poutres rétractables sont des presses à poinçonner polyvalentes pour les petites et moyennes tailles de lots pour le traitement de matériaux en feuilles et en rouleaux.
Pour l'essai, la puissance en kW, la pression de la pompe en bar, la température de l'huile et la température ambiante ont été les paramètres mesurés pour déterminer l'influence de la viscosité sur les performances de la machine.
Dans cette étude de cas, le fabricant d'équipement d'origine (OEM) a comparé deux fluides hydrauliques multigrades à une huile de référence monograde. L'huile de référence était un fluide classique, avec un grade de viscosité commun ISO 46 et une viscosité qui n'était pas formulée pour résister aux variations de température de fonctionnement.
La première huile d'essai, le fluide A, était identique au fluide de référence, à l'exception du fait qu'elle avait été formulée pour stabiliser la viscosité sur une plage de températures. La deuxième huile d'essai, le fluide B, avait un indice de viscosité ISO de 32 et était un fluide hydraulique plus fin, également capable de stabiliser la viscosité sur une plage de températures.
La formule du succès
Le fluide multigrade A n'a pas montré d'avantages significatifs par rapport au fluide monograde de référence conventionnel. Cela peut s'expliquer par l'influence de la perte mécanique sur l'efficacité globale du système hydraulique qui est bien supérieure au gain d'efficacité volumique.
Le choix du fluide contribue à améliorer la fiabilité et la productivité tout en réduisant les temps d'arrêt des équipements et le coût total de possession. Par conséquent, la viscosité du fluide a un impact majeur sur l'efficacité du système.
Le fluide multigrade B a montré des gains d'efficacité allant jusqu'à 10 % par rapport au fluide monograde de référence conventionnel. Lorsqu'un système hydraulique est exposé à la chaleur et à la pression, un fluide à viscosité optimisée tel que le fluide B transporte plus d'énergie de pompe en raison d'une viscosité plus élevée et de pertes par fuite moindres. À des températures normales, il s'écoule mieux et crée moins de résistance à la pompe.
Une attention particulière portée à la fiabilité et à l’efficacité des ressources
Prouvées en laboratoire et corroborées par les propres tests d'équipement du fabricant d'équipement d'origine et sur le terrain par les utilisateurs finaux, les performances et les économies peuvent être prédites en toute confiance en utilisant un fluide hydraulique ISO 32 formulé pour résister et stabiliser la viscosité sur une large plage de températures.
Des gains d’efficacité de 4 à 11 pour cent ont été régulièrement mesurés par rapport aux fluides de référence monogrades, ainsi que des avantages supplémentaires tels qu’une température d’huile plus basse, une protection de l’équipement et des intervalles de vidange plus longs.
Les avantages ne manquent pas. Il est désormais possible d'accroître la fiabilité, de prolonger la durée de vie des équipements, de réduire le coût total de possession, d'allonger les intervalles de vidange d'huile et de devenir un pionnier en matière d'efficacité énergétique.
