La puissance des 3 : Cat lance son nouveau moteur C13D

Pour Cat, la refonte de son moteur diesel de 13 litres est un effort tous les trois décennies.

Ainsi, lorsque les ingénieurs de Caterpillar ont entrepris de développer le nouveau moteur C13D, ils ont été chargés de créer un moteur offrant la meilleure densité de puissance, le meilleur couple et le meilleur rendement énergétique de sa catégorie pour les applications hors route lourdes.

Le résultat est une nouvelle plate-forme capable de remplacer trois moteurs existants dans la gamme Cat. Le C13D fournit une puissance et un couple comparables à ceux des plates-formes actuelles de moteurs Cat de 13, 15 et simple turbo de 18 litres.

Caterpillar a dévoilé le nouveau C13D au stade Allegiant, domicile des Raiders de Las Vegas de la NFL, lors de la ConExpo en mars.

« Cela nous donne la possibilité de prendre cette plate-forme et de l'utiliser dans des applications où nos concurrents, ainsi que nos propres plates-formes, utilisent des moteurs beaucoup plus gros », a déclaré Mark Stratton, vice-président des gros moteurs chez Cat Industrial Power Systems. "Nous ne faisons cela qu'une fois tous les 30 ans, donc nous allons le faire correctement."

Le moteur Cat C13D est destiné à une large gamme d'équipements tout-terrain, notamment les concasseurs de roches, les cribleurs, les broyeurs, les trancheuses, les tracteurs agricoles, les moissonneuses-batteuses, les déchiqueteuses à bois, les équipements de manutention et les grandes pompes industrielles.

La plate-forme de moteur six cylindres en ligne offrira huit puissances allant de 456 à 690 ch avec jusqu'à 3 200 Nm de couple maximal. Des packs de post-traitement et de refroidissement montés sur le moteur seront également disponibles en usine afin de réduire les coûts d'installation et de validation.

La nouvelle plate-forme moteur offre jusqu'à 20 % de puissance en plus et jusqu'à 25 % de couple en plus à bas régime par rapport à la génération précédente de moteurs Cat dans sa catégorie de puissance.

Les ingénieurs ont conçu le moteur Cat C13D avec 45 % de joints de fuite en moins pour améliorer la fiabilité et la maintenance. De plus, les intervalles d'entretien sont prolongés jusqu'à 1 000 heures.

Selon l'application, le C13D consomme également entre 5 et 25 pour cent de carburant en moins.

« Pour beaucoup de nos clients, cela améliore vraiment leurs résultats financiers », a déclaré Stratton. « Une part importante de leur budget de fonctionnement est consacrée à leur facture de carburant et si nous pouvons les aider à rendre cela un peu moins pénible, c'est quelque chose dont nous pouvons être fiers. »

Le moteur est conçu pour fonctionner à des altitudes allant jusqu'à 3 657 mètres, soit deux fois plus élevées que les anciens moteurs Cat, et à des températures aussi élevées que 60 °C ou aussi basses que -40 °C avec des aides.

"Nous savons que nos clients vont installer ces moteurs dans des environnements très difficiles", a déclaré Stratton. « Nous sommes heureux qu'il puisse fonctionner partout dans le monde. »

La combinaison du tout nouveau train d'engrenages arrière, d'une architecture centrale plus rigide et d'un système d'alimentation en carburant à rampe commune réduit le bruit jusqu'à 3 dB par rapport aux prédécesseurs du C13D.

"Nous avons consacré beaucoup de temps et d'efforts à rendre le moteur silencieux", a déclaré Stratton. "Nous avons analysé à maintes reprises les harmoniques du bloc, du rouage, de la culasse et de tous les composants pour réduire les vibrations génératrices de bruit."

La plate-forme du moteur Cat C13D permet d'utiliser 100 % d'huile végétale hydrotraitée (HVO), du biodiesel distillé B100 et même du biodiesel standard B100. De plus, son architecture de base est conçue pour s’adapter au développement futur des capacités en matière de gaz naturel et d’hydrogène.

Le C13D sera conforme aux normes d'émissions Tier 4 Final, Stage V, China Non-road IV, Korea Stage V et Japon 2014.

En modularisant et en éliminant les composants, son architecture est protégée dans l'espace pour s'adapter aux ajustements de configuration prévus pour les futurs niveaux de normes d'émission aux États-Unis et en Europe sans déplacer les points de connexion des clients.

Le C13D est également le premier moteur conçu et testé dans un environnement virtuel.

Auparavant, le développement d'un nouveau moteur nécessitait de construire un prototype physique à tester, d'affiner le prototype, puis de le tester à nouveau.

"Avant de fabriquer la première pièce ou de la mettre dans notre laboratoire, nous avons effectué des tests et une validation approfondis dans le monde virtuel", a déclaré Stratton. « Grâce à notre capacité de simulation, nous pouvons littéralement exécuter des milliers de simulations différentes de segments de piston du jour au lendemain. »