Tracteur utilitaire5100E

L’Agence américaine de protection de l’environnement (U.S. Environmental Protection Agency, EPA) et le ministère canadien de l’environnement Environnement Canada exigent que tous les moteurs diesel pour véhicules hors route dotés d’une puissance supérieure ou égale à 18,6 kW (25 hp) soient conformes aux rigoureuses normes d’émissions de la catégorie finale 4. Pour garantir le respect de la réglementation sur les émissions à chaque niveau de puissance de ses tracteurs, John Deere utilise les solutions les plus efficaces et les plus économiques. Le tracteur 5E offre une solution sans tracas en matière d’émissions, qui accélère les vitesses de travail et facilite le fonctionnement.

Le moteur du tracteur 5E est certifié conforme à la catégorie 4 par l’EPA. Il est doté pour cela d’un catalyseur d’oxydation diesel et d’un dispositif de réduction catalytique sélective (RCS) contenant du fluide d’échappement diesel (ou urée).

Plusieurs fonctions majeures du tracteur 5E accroissent le rendement et la fiabilité de l’ensemble de réduction des émissions. Le blindage intégral du catalyseur d’oxydation diesel et du dispositif de réduction catalytique sélective protège les principaux composants contre d’éventuels dégâts en plus de les protéger contre la pénétration de saleté et de débris. Le système compact de circulation, bien assemblé, accroît l’espace de travail autour du tracteur.

Technologie moteur PowerTech™ PWL de catégorie finale 4

Ci-dessous figurent les principaux composants du système de réduction des émissions :

Catalyseur d’oxydation diesel
John Deere a choisi d’utiliser un filtre d’échappement pour limiter les émissions de particules afin que le moteur produise moins d’oxyde d’azote. Moins il y a d’oxyde d’azote généré, moins il faut de fluide d’échappement diesel pour le traiter. La consommation totale de fluides (carburant diesel et fluide d’échappement diesel) est ainsi réduite.

Le moteur est conçu pour répondre très vite au changement de la puissance nécessaire, ce qui peut temporairement augmenter la teneur en particules. Comme c’est le filtre d’échappement, et non le moteur, qui élimine les particules, le moteur a le champ libre pour générer la puissance, le couple et la réponse transitoire au bon moment.

Fluide d’échappement diesel
Le fluide d’échappement diesel est une solution aqueuse standard d’urée conforme à la norme ISO 22241 composée à 32,5 % d’urée et ayant un point de congélation de -11 °C (12 °F). Le réservoir de fluide d’échappement diesel permet au client de rester plus longtemps aux champs, même lorsque les températures sont sous le point de congélation. La crépine du réservoir de fluide d’échappement diesel comprend un capteur de température et des conduites de liquide de refroidissement moteur qui servent à favoriser le dégel et à empêcher que le contenu du réservoir ne gèle pendant le travail.

Blindage de protection

Recirculation des gaz d’échappement (RGE)

Fonctionnement de la recirculation des gaz d’échappement
La recirculation des gaz d’échappement (RGE) réduit les températures élevées où ces composés se forment dans les cylindres du moteur en remplaçant l’oxygène excédentaire par une quantité précise de gaz d’échappement refroidis.

Les gaz d’échappement contiennent plus de dioxyde de carbone que d’oxygène. La soupape RGE, conjointement avec le tube diffuseur et le contrôleur du moteur, laisse une certaine quantité de gaz d’échappement entrer dans le collecteur d’admission pour qu’elle se mélange à l’air frais entrant.

Avantage du remplacement de l’excès d’oxygène par des gaz d’échappement refroidis :

• Températures de combustion inférieures, émissions d’oxydes d’azote réduites.

Autres avantages de la recirculation des gaz d’échappement :

• Synchronisme avancé de l’allumage
• Performances optimales du moteur
• Économie maximale de carburant

Pour améliorer le rendement et l’efficacité, les gaz d’échappement du moteur passent à travers un refroidisseur RGE avant d’entrer dans le moteur.

Les gaz d’échappement entrent dans le refroidisseur RGE à partir du collecteur d’échappement près du turbocompresseur. En fonction de la charge du moteur, de la température ambiante et du régime moteur, le dispositif de réglage électronique ouvre (ou ferme) la vanne du système de RGE, permettant l’entrée d’un certain pourcentage de gaz d’échappement dans le collecteur d’admission. Les gaz se mélangent au reste de l’air entrant en provenance du turbocompresseur et du postrefroidisseur avant d’entrer dans les cylindres.

Turbocompresseurs en série
Le moteur PowerTech PWL de 4,5 l (274,6 po³) est doté d’un turbocompresseur à géométrie fixe. L’air frais est d’abord aspiré dans le turbocompresseur à géométrie fixe à basse pression, puis comprimé à une pression supérieure. L’air comprimé est alors acheminé vers le refroidisseur d’air de suralimentation, puis vers le collecteur d’admission.

Avantages du postrefroidissement air-air :

• Réduction de la température ambiante dans le collecteur d’admission
• Optimise le refroidissement et réduit la température, ce qui augmente la fiabilité du moteur.
• Augmente le débit d’air dans les cylindres.
• Permet au moteur de répondre aux hausses de puissance nette requises.

Processus de combustion avec gaz de recirculation refroidis de manière externe :

Fonctions :

• En fonction des conditions de fonctionnement du moteur, la recirculation des gaz d’échappement réduit d’environ 20 % la proportion d’oxygène dans l’air d’admission. Sans augmentation de la pression d’air de suralimentation, le taux d’oxygène n’est pas assez élevé pour réaliser une combustion complète du carburant injecté lorsque le moteur subit une forte charge.

Avantages :

• Il en résulte une combustion efficace du carburant, car l’apport en oxygène est suffisant.
  La combustion se fait à une température inférieure comparativement à une combustion classique impliquant un surplus d’oxygène, grâce au recyclage d’une partie des gaz d’échappement. Les émissions d’oxyde d’azote sont réduites.

Pour obtenir de plus amples renseignements sur les règlements de l’EPA et la technologie qui sous-tend les systèmes intégrés de contrôle des émissions de John Deere, cliquez sur le lien suivant :
https://www.deere.com/en/engines-and-drivetrain/final-tier-4-stage-iv/

www.deere.ca/en/engines-and-drivetrain/final-tier-4-stage-iv/

Réservoir de fluide d’échappement diesel

Installé près du réservoir de fluide d’échappement diesel, le module d’alimentation régulé par le contrôleur du moteur prélève le fluide d’échappement diesel du réservoir et procure un débit pressurisé vers le module de dosage. Quand la clé d’allumage est sur arrêt, le sens de fonctionnement de la pompe du module d’alimentation s’inverse pour ramener tout fluide résiduel dans le réservoir. Le module d’alimentation comporte également un filtre interchangeable qui empêche les contaminants de pénétrer dans les conduites de dosage. Le module d’alimentation et les conduites de dosage sont chauffés électriquement et commandés par le contrôleur du moteur qui détermine quand lancer le dosage de fluide d’échappement diesel.

Le liquide de refroidissement du moteur refroidit le module de dosage qui sert à injecter le fluide d’échappement diesel à une pression de 900 kPa (130 lb/po²) dans le tube de décomposition. Un faisceau relié à la soupape de dosage qui transmet la quantité de fluide d’échappement diesel à injecter en fonction de la teneur en oxyde d’azote mesurée par les capteurs à la sortie du filtre du catalyseur d’oxydation diesel.

Le tube de décomposition est le composant interne de mélange qui sert à combiner le fluide d’échappement diesel au gaz d’échappement du moteur avant son entrée dans le dispositif de post-traitement par réduction catalytique sélective (RCS) ou par catalyse de l’oxydation de l’ammoniaque.

RCS
Pour réduire la teneur en oxyde d’azote, le fluide d’échappement diesel, ou urée, est injecté dans le flux d’échappement. Lorsque les gaz d’échappement se mélangent au fluide d’échappement diesel dans le catalyseur à RCS, l’oxyde d’azote se décompose en azote et en vapeur d’eau.

Cette transmission PowrReverser fournit 24 rapports en marche avant et 12 rapports en marche arrière (24 avant/12 arrière). Elle est dotée de série d’une prise de force (PDF) à deux régimes (540 tr/min et 540 tr/min économique) et est idéale pour les travaux qui nécessitent de fréquents changements de direction, comme les travaux au chargeur, ou l’utilisation de la PDF, comme la coupe rotative et la mise en balles du foin.

Les embrayages hydrauliques de marche avant et de marche arrière à disque humide ont une durée d’utilisation maximale supérieure à celle de tous les embrayages à sec. Lorsque des conducteurs ne possédant pas le même niveau d’expérience utilisent le même tracteur, l’embrayage à disque humide est le meilleur moyen de préserver l’intégrité et les performances de la transmission tout en diminuant les coûts de remplacement de l’embrayage.

Deux leviers montés sur la plate-forme permettent un changement de vitesse facile et confortable. Pour distinguer les deux leviers afin d’en faciliter l’utilisation, le levier de changement de vitesse est plus long que le levier de changement de gamme, moins utilisé. Des boutons uniques permettent de bien distinguer les leviers au toucher.

Les boutons de sélection haut/bas sont situés sur le levier de changement de vitesse pour chaque rapport de marche avant et sont représentés par une icône de lièvre et de tortue, respectivement.

Le levier de marche avant sélectionne l’une des quatre rapports. Tous les rapports sont synchronisés pour permettre un changement de vitesse en marche au moyen de l’embrayage. Le levier arrière permet de sélectionner l’une des trois gammes : A, B ou C.

Levier de changement de vitesse avec boutons haut/bas

Le changement de vitesse hydraulique sans embrayage offre une productivité maximale pour passer de la marche avant à la marche arrière. La fonctionnalité PowrReverser est idéale pour l’utilisation de lames arrière ou pour toute autre application qui nécessite des changements de direction fréquents dans des espaces restreints. Un levier de commande de direction électrohydraulique actionné du bout des doigts permet au conducteur de changer facilement de direction d’un petit mouvement du doigt. Le levier de commande se trouve du côté gauche de la console des instruments. Il permet de sélectionner la marche avant, la marche arrière et le point mort. Il permet également au conducteur de commander et de modifier le sens de marche avec la main gauche, ce qui libère sa main droite pour manœuvrer les autres commandes du tracteur, comme le chargeur, les instruments arrières ou la manette d’accélération. La transmission PowrReverser est munie d’un clapet de priorité d’embrayage intégré pour une sécurité accrue. Cette soupape permet à la transmission de fonctionner normalement lorsque la pédale d’embrayage est enfoncée une fois après le démarrage du moteur, ce qui donne au conducteur une autre occasion de se concentrer pleinement sur le tracteur.

Un interrupteur de démarrage au point mort requiert que le levier de direction soit au point mort pour démarrer le moteur.

Levier de gauche : inverseur de marche

Le conducteur peut régler la vitesse des changements de direction selon ses préférences ou les besoins de l’application grâce au colis optionnel de commande variable à l’infini pour conversion hors usine.

La transmission à 24 rapports avant et 12 rapports arrière comprend les caractéristiques suivantes :

• Embrayage à disque humide
• Leviers de changement de vitesse montés sur la plate-forme, quatre rapports (avec sélecteur haut/bas en marche avant) et trois gammes
• Inverseur de marche à gauche
• Pignons à denture hélicoïdale à prise constante
• Arbre supérieur lubrifié sous pression
• Doigt de stationnement sur un pignon
• Contacteur de démarrage au point mort

Tous les tracteurs sont dotés d’une PDF économique (E-PDF), un élément réduisant la consommation de carburant qui permet au client d’actionner des instruments arrière à un régime de PDF de 540 tr/min, mais à un régime moteur inférieur. Ceci se traduit par une réduction des vibrations, du bruit, de l’usure du moteur ainsi que de la consommation de carburant, ainsi que par un accroissement du confort du conducteur.

Pour obtenir de plus amples renseignements sur la PDF économique, consultez la page sur le domaine fonctionnel des PDF.

Chaque client possédant un tracteur utilitaire souhaite maximiser la durée de disponibilité et apprécie les performances supérieures. L’ensemble de refroidissement des tracteurs 5E à 4 cylindres de catégorie finale 4 (FT4) facilite l’accès à certains éléments cruciaux et en facilite l’entretien. Cette facilité d’entretien accrue permet d’économiser du temps et d’améliorer les performances du tracteur.

L’ensemble de refroidissement comprend un tamis de première filtration qui capte les gros débris, un condensateur coulissant (uniquement sur les tracteurs à cabine), un refroidisseur d’air du suralimentation qui s’incline vers l’avant et un refroidisseur d’huile hydraulique se glisse à moitié des deux côtés du tracteur.

Tamis de première filtration

Condensateur coulissant sur les cabines

Refroidisseur d’air de suralimentation incliné vers l’avant

Le moteur est équipé d’un entraînement de ventilateur à commande électronique, ce qui signifie que le ventilateur ne fonctionne jamais plus vite que nécessaire. Il s’agit d’un dispositif économique en carburant qui améliore le refroidissement hydraulique et réduit le bruit. Il contribue également à améliorer l’efficacité totale en matière de fluides.

Un groupe d’instruments communique un grand nombre d’informations sur un afficheur bien structuré et dynamique. La fonction de défilement peut afficher de multiples codes de diagnostic pour que le conducteur soit toujours au courant de l’état de fonctionnement du tracteur.

Cette fenêtre incorporée aux fonctionnalités et diagnostics du tracteur fournit beaucoup de renseignements. Les indicateurs, les témoins lumineux et même les jauges s’affichent clairement. La fonction de défilement fournit maintenant des diagnostics intégrés essentiels. Le nombre d’heures de fonctionnement du moteur, le régime de la PDF, la vitesse de déplacement, le témoin de faisceau de route et de croisement, ainsi que les modes marche avant, point mort et marche arrière sont tous visibles en même temps. Il y a même un témoin d’ampoule brûlée pour les phares, les feux de changement de direction et les feux de détresse des remorques, lequel est actionné par un logiciel à jour. Le groupe d’instruments, aux commandes disposées clairement et aux lignes épurées, ne nécessite aucune interface du client. Lorsque la prise de force PDF fonctionne, des mesures cibles s’affichent clairement afin d’indiquer le bon régime de prise de force.

Éclairage du groupe d’instruments

Un mode de jour ou de nuit est activé selon la position du commutateur d’éclairage. Ce mode influence la luminosité de l’afficheur rétroéclairé pour en améliorer la lisibilité.