Unimog 405

L'Unimog 405 est un porte-outils à deux essieux. Il est structurellement conçu en tant que tel, ce qui le distingue des gammes Unimog précédentes et de l'Unimog 437.4, qui sont capables d'une utilisation tout-terrain et sont partiellement adaptés à une utilisation avec des accessoires. Le châssis en échelle plate et les essieux portiques guidés sur des guidons sont caractéristiques, ce qui permet à l'Unimog 405 d'avoir une charge totale autorisée allant jusqu'à 16 500 kg, soit nettement plus que les gammes précédentes.

Le châssis en échelle est un châssis en échelle de camion E 500 TM classique, en acier à grains fins avec une limite élastique de 500 MPa. La méthode des éléments finis a été utilisée pour concevoir le châssis^[28]. Comme dans les châssis en échelles de camion classiques, les traverses sont fermées et boulonnées aux longerons, ce qui augmente la rigidité en torsion^[29]. Cette caractéristique de conception permet une charge utile plus élevée sur l'Unimog 405 que sur les Unimogs à châssis décalé^{[A 4]}. Plusieurs longueurs de châssis et d’empattements ont été pris en compte lors du développement^[30].

Comme pour tous les autres Unimog, les essieux sont des essieux portiques suspendus à des ressorts hélicoïdaux avec des amortisseurs hydrauliques télescopiques aux quatre roues. Contrairement aux gammes Unimog précédentes, les essieux sont guidés par des triangles de suspension et des bras oscillants; Des stabilisateurs de roulis sont également installés^[31]. Cela améliore le comportement de conduite sur les routes pavées^{[28],[A 5]}.

DaimlerChrysler, ou Daimler Truck, ont développé six essieux différents avec deux charges différentes par essieu pour la gamme 405 : Les essieux avant AU4 et arrière HU4 pour les petits modèles U-2xx et U-3xx^{[A 3]}, les essieux avant AU5 et arrière HU5 pour les modèles U 4xx et U 500^[32] ainsi que les essieux avant AU6 et arrière HU6 avec contrôle de niveau automatique pour les U 527, U 530 et U 535. Ces derniers donnent au châssis une position plus haute de 30 mm^[33]. La largeur de voie de 1 734 mm ou 1 768 mm est suffisamment étroite pour permettre à l'Unimog 405 d'être utilisé en tant que véhicule bidirectionnel sur des voies ferrées à écartement standard (1 435 mm)^[31].

Les modèles U 4xx et U 5xx peuvent être équipés d’usine d'une direction intégrale, avec un essieu avant AU5 (au lieu d'un essieu arrière HU5) également installé à l'arrière. De plus, au lieu des ressorts hélicoïdaux standard, une suspension hydropneumatique est disponible sur demande. Les roues de 22,5 pouces sont équipées de série de pneus 315/80 R 22,5, mais des pneus plus petits ou plus grands sont également disponibles. Un système de contrôle de la pression des pneus peut être installé d’usine, mais ce n'est pas standard. Alors que l'U 300 dispose d'un système de freinage hydraulique-pneumatique combiné, tous les autres modèles disposent d'un système de freinage à air comprimé purement pneumatique, courant sur les véhicules utilitaires. Toutes les roues sont équipées de freins à disque. Un contrôle de la force de freinage (ALB), en fonction de la charge, et un système de freinage antiblocage (ABS) sont de série^[28].

L'Unimog 405 est équipé d'une direction à recirculation de billes à assistance hydraulique de type LS 6 Bk. La réduction de l’angle de braquage braquage ${\displaystyle i}$ améliore la tenue de route et la maniabilité à vitesse élevée^[34]. L'Unimog 405 est équipé de série d'une conduite à gauche, mais peut également être équipé d'une direction variable d’usine^[34]. La colonne de direction, y compris le boîtier de direction, le tableau de bord et les pédales, peuvent être déplacés du côté gauche vers le côté droit du véhicule (et vice versa), ce qui peut être effectué en quelques étapes seulement dans la cabine du conducteur et sans outils^[35].

Il existe deux types de cabine fondamentalement différents sur l'Unimog 405 : la cabine à capot court sur l'UGN et l'UGE et la cabine sur moteur sur le LUG, qui sont décrites séparément ici. Les deux cabines ont une rangée de sièges et ne sont pas disponibles en version double cabine d’usine.

La cabine du conducteur a été conçue par Dornier Consulting, une ancienne filiale de DaimlerChrysler AG, et montée de série sur l'UGN et l'UGE. Le moteur est installé sous la cabine du conducteur. La section avant est relativement courte et raide; le pare-brise, qui constitue la majorité de la surface avant, est raide et légèrement incurvé. Le conducteur est assis derrière l'essieu avant^[36]. Cette conception permet une bonne visibilité panoramique ainsi qu'une bonne visibilité vers l'avant^[37]. Étant donné que la zone avant de l'Unimog 405 était aussi compacte que possible, il n'y avait pas de place pour un refroidisseur d'eau, nécessaire au fonctionnement du moteur diesel. C'est pourquoi deux refroidisseurs d'eau sont installés longitudinalement derrière les roues avant^[38].

Le matériau de la cabine de conduite est du plastique renforcé de fibres (FRP), ce qui la rend légère et rigide et permet des formes de carrosserie qui ne peuvent pas être réalisées sous cette forme avec de la tôle d'acier. Les polymères sont à base de carbone tandis que les fibres sont des fibres de verre classiques. Au total, la cabine du conducteur se compose de quatorze pièces de dix formes différentes. Elles sont collées ensemble dans l'usine de Wörth. La cabine peut être inclinée vers l'avant à des fins de maintenance^[36]. Sur demande, une «porte oriel» peut être fournie d’usine pour le côté passager, qui est courbée vers l'extérieur comme une baie vitrée pour donner à l'opérateur du véhicule une meilleure vue sur les accessoires^[39]. Les cabines de l'UGN et de l'UGE, largement identiques, se distinguent par un point frappant : la position des essuie-glaces. Alors que sur l'UGN ils sont fixés en bas, sur l'UGE ils sont fixés au-dessus du pare-brise^[4].

• 
  Fourgon pompe-tonne sur base d’Unimog 405.050
• 
  Mercedes-Benz Accelo

La cabine du LUG est la même que celle du Mercedes-Benz Accelo ^[40],[41]. Elle est 110 mm plus courte et montée plus en avant sur le châssis que la cabine conventionnelle des Unimog 405 UGN et UGE. Le porte-à-faux avant est plus grand de 200 mm et le conducteur est assis environ 600 mm plus en avant^[30]. Contrairement à la cabine UGN, la cabine LUG est en tôle d'acier. Elle était produite au Brésil et expédiée à Wörth pour l'assemblage final^[42].

L'Unimog 405 dispose d'une transmission avec deux groupes de puissance mécanique; un troisième groupe, hydraulique, est disponible d’usine. Les performances mécaniques reposent sur deux transmissions distinctes - une à l'avant de l'Unimog, une au milieu. Le moteur est installé entre les deux boîtes de vitesses et délivre son couple à la fois par l'avant et par le volant moteur. Le couple ne peut être transféré à la sortie de l’avant (prise de force de la boîte de vitesses) que via la transmission avant, tandis que via la transmission principale (UG 100) au milieu du véhicule, le couple est transféré à une sortie du dispositif dépendant du régime moteur (arbre de prise de force du moteur), par exemple, pour entraîner une pompe centrifuge pour extinction d'incendie, une prise de mouvement à grande ou basse vitesse (prise de force) peut être transférée sur les roues de l'Unimog^[43]. Les deux essieux de l'Unimog 405 sont entraînés en permanence ; la transmission de l'essieu avant ne peut pas être désactivée^[13]. Les transmissions hydrauliques, centraux, arrière et avant peuvent être bloqués indépendamment les uns des autres afin de pouvoir transmettre différentes quantités de couple aux roues motrices respectives^[31].

À l'exception des modèles U 435 et U 535 introduits en janvier 2022, tous les modèles de la gamme 405 sont équipés de la transmission UG 100/8 synchrone à grande vitesse. Elle est commutée électropneumatiquement («Telligent-Schaltung») et possède des engrenages hélicoïdaux^[43]. Dans sa forme de base, la transmission UG-100 comporte deux groupes avec chacun quatre niveaux de vitesse, ce qui donne un total de huit niveaux de vitesse. Grâce à sa conception modulaire, elle peut être combinée avec des groupes supplémentaires ou des chenilles, ce qui peut donner un total de 24 niveaux de vitesse. Dans le sens marche avant, la plage de vitesse de la transmission synchrone est de 0,1 à 85 km/h sur l'UGN^[43], tandis que l'UGE offre d’usine une vitesse maximale légèrement plus élevée allant jusqu'à 89 km/h^[44].

Étant donné que la transmission ne dispose pas de marche arrière, il existe une marche arrière optionnelle montée sur bride qui peut être utilisée pour faire marche arrière à tous les niveaux de vitesse, bien que pour des raisons de sécurité, cela ne soit possible que sur les véhicules bidirectionnels. Sur tous les autres véhicules, les 7ème et 8ème vitesses sont verrouillées électroniquement en marche arrière et la vitesse est limitée à 30 km/h; Les véhicules bidirectionnels atteignent une vitesse maximale de 61,9 km/h en marche arrière^[43].

La transmission UG 130 est la transmission standard pour l'Unimog U 435 et l'Unimog U 535 et elle est disponible depuis 2022. Techniquement, elle est similaire à l'UG 100, mais elle est conçue pour un couple d'entrée plus élevé^[26].

De série, le couple d'entraînement est transmis à la transmission via un embrayage à sec monodisque à ressort à diaphragme et à réglage automatique, manuel. Un embrayage automatique est également disponible sur demande. Un embrayage à convertisseur est disponible d’usine pour une utilisation bidirectionnelle ou pour le remorquage de charges particulièrement lourdes. Si l'embrayage à convertisseur est installé, l’embrayage automatique est standard, mais la transmission de vitesse est manuelle. Une transmission de vitesse automatique est également disponible d’usine^[45].

Une transmission hydrostatique est disponible d’usine, dont la pompe d’entraînement est bridée sur le train principal UG-100 et donc indépendante du régime moteur. Elle est contrôlée électroniquement et peut être actionnée avec le levier de vitesse manuel ou la pédale d'accélérateur. Dans l'UGN, des vitesses de conduite de 0 à 25 km/h sont possibles^[31]; dans l'UGE, des vitesses de conduite de 0 à 50 km/h sont proposées^[46].

La transmission de prise de force avant a une réduction de ${\displaystyle i}$ = 2,139, ce qui donne un régime de prise de force standard de 1 000 tr/min au régime moteur nominal. Le régime peut être limité à 540 tr/min grâce à l'intervention d'une commande électronique dans l'unité de commande du moteur. Le couple d'entraînement est directement transmis depuis l'avant du moteur vers la transmission par un arbre de prise de force avant et un arbre d'entraînement, un embrayage flexible en torsion, un embrayage multidisque et un engrenage droit à un étage. La consommation électrique continue maximale autorisée via la prise de force avant est de 150 kW^[43].

L'Unimog 405 est équipé de moteur Diesel quatre et six cylindres de différentes versions de la gamme de moteurs OM 900 (OM 904, OM 906, OM 934 et OM 936).

Les moteurs OM 904 et OM 906 sont les premiers de la gamme de moteurs OM 900 et ils ont été introduits en 1996. Ils ont un alésage de cylindre de 102 mm et une course de piston de 130 mm, ce qui donne une cylindrée de 4 249 cm3 pour le moteur diesel quatre cylindres OM 904 et de 6 374 cm3 pour le moteur diesel six cylindres OM 906. Il s'agit de moteurs en ligne refroidis par liquide avec des culasses à contre-courant en fonte grise; les caractéristiques de conception les plus importantes des deux moteurs sont les mêmes^[47]. Il y a trois soupapes en tête installées dans chaque cylindre, deux soupapes d'admission et une soupape d'échappement. Ils sont actionnés par un arbre à cames sous-jacent via des poussoirs, des tiges de poussée et des culbuteurs (moteur à soupapes en tête)^[48]. Il existe également une soupape de décompression et un clapet d'échappement pour le frein moteur^[49].

L'OM 904/906 est doté d'une injection directe avec des éléments pompe-ligne-buse (PLB) à commande électronique. Il n'y a pas de pompe d'injection conventionnelle installée, mais plutôt, comme dans un système pompe-buse, un élément PLB qui est relié à la buse d'injection par une courte conduite haute pression. La pression d'injection est générée dans l'élément PLB via un piston actionné par l'arbre à cames^[50]. Pendant que la pression d'injection s'établit dans l'élément PLB, l'unité de commande du moteur peut contrôler l'électrovanne électronique de l'injecteur afin de réguler l'injection de carburant. Plusieurs injections sont possibles par cycle de travail^[51]. La pression d'injection la plus élevée est de 160 MPa^[50].

Afin d'améliorer l'efficacité thermodynamique du moteur, celui-ci est équipé d'un turbocompresseur des gaz d'échappement et d'un intercooler air-air^[52]. La turbine à gaz d'échappement du turbocompresseur a un diamètre relativement petit pour une meilleure réponse. Elle est conçue pour une plage de vitesse fixe et n’a pas d’aubes directrices réglables. Une soupape de décharge régule la pression de suralimentation. À un régime moteur de 1 300 tr/min, la pression moyenne la plus élevée de 2,17 MPa est atteinte; la pression de suralimentation la plus élevée autorisée est de 285 kPa^[53].

La consommation de carburant (${\displaystyle b_{e}}$) la plus faible pour l'OM 906 est de 188 g/(kW·h) à une vitesse de 1 450 tr/min et une pression de service de 1,6 MPa^[54]. Lors du lancement de l'Unimog 405, seules les versions OM 904 de 110 kW et 130 kW de puissance et les versions OM 906 de 170 kW et 205 kW de puissance étaient initialement disponibles. Tous répondent à la norme d'émissions Euro III^[13]. Avec l'introduction de la norme d'émission Euro IV, la puissance de toutes les variantes de moteur, à l'exception de la version de 130 kW, a été augmentée de 5 kW; Lorsque la norme d'émission Euro V a été introduite, les valeurs de performance des moteurs n'ont pas changé. Les versions Euro IV et Euro V sont équipées d'un pot catalytique SCR pour réduire les oxyde d'azote des gaz d'échappement. Une exception est l'OM 906 utilisé dans le Freightliner Unimog, qui répond aux exigences de la norme d'émission EPA4 et qui, avec 194 kW, a environ 11 kW de puissance en moins que son homologue allemand^[55]. Aux États-Unis, l'Unimog 405 a été retiré du marché en 2007 avec l'introduction de la norme d'émission EPA7^[19]. Grâce au principe diesel, les OM 904 et OM 906 sont des moteurs multicarburants homologués d’usine pour fonctionner avec Ester méthylique d'huile végétale^[38].

Daimler AG a présenté les OM 934 et OM 936 en 2013 en tant que successeurs des OM 904 et OM 906. Les deux nouveaux moteurs répondent à la norme d'émissions Euro VI^[56]. Les niveaux de puissance sont de 115 kW, 130 kW et 170 kW (pour l’OM 934) ainsi que de 200 kW, 220 kW^[57] et 260 kW (pour l’OM 936). La puissance du frein moteur est de 178 kW (pour l’OM 934) et 302 kW (pour l’OM 936). Comme pour la gamme de moteurs précédente, la base technique des deux moteurs est la même.

Les deux moteurs sont des moteurs diesel en ligne avec un alésage de cylindre de 110 mm et une course de piston de 135 mm, ce qui donne une cylindrée de 5 132 cm3 pour le quatre cylindres et de 7 698 cm3 pour le six cylindres. La compression est de ${\displaystyle \epsilon }$ = 17,6 et les moteurs sont équipés d'un turbocompresseur et d'un refroidissement des gaz d'échappement^[57]. Contrairement à ses prédécesseurs, une injection directe à rampe commune à commande électronique est utilisée, qui permet jusqu'à cinq injections par cycle de travail et fonctionne avec une pression d'injection maximale allant jusqu'à 240 MPa ^[58]. La culasse a été entièrement repensée. Contrairement aux OM 904/906, les nouveaux moteurs sont dotés d'une culasse à flux transversal et de quatre soupapes en tête actionnées par des arbres à cames en tête (arbre à cames). Le calage des soupapes est variable, pour celui-ci, le réglage de l'arbre à cames du moteur essence M 272 de Mercedes-Benz a été installé^[59]. Le réglage des arbres à cames est utilisé, entre autres, dans l'épuration des gaz d'échappement afin d'atteindre plus rapidement la température des gaz d'échappement requise pour le catalyseur^[60]. L'épuration des gaz d'échappement fonctionne avec un filtre à particules de suie et une réduction catalytique sélective^[61].

L'Unimog 405 comporte deux systèmes hydrauliques distincts : le système hydraulique de puissance et le système hydraulique de travail. Les deux systèmes sont conçus comme des systèmes à double circuit, il y a donc quatre circuits hydrauliques au total. La puissance pouvant être transmise via les deux systèmes hydrauliques est de 130 kW. L'énergie non utilisée dans le système hydraulique, qui n'est pas convertie en travail mécanique, est rejetée dans l'environnement sous forme de chaleur perdue via un refroidisseur d'huile. Le système est contrôlé avec un joystick^[34].

Le système hydraulique de puissance est conçu pour les outils qui fournissent en permanence une puissance élevée^[62], de l'ordre de 40 kW^[35]. Il est installé sous la carrosserie arrière de l'Unimog 405 entre les longerons du châssis-échelle et il peut être retiré si nécessaire. Il est entraîné en permanence par le moteur et ne dépend donc ni de la vitesse de conduite ni de la vitesse de transmission. Le système dispose d'un circuit hydraulique ouvert et fermé. Un débit élevé est obtenu en circuit ouvert, ce qui nécessite un grand vase d'expansion d'huile. Il convient par exemple à l'entraînement de vérins hydrauliques ou de grue. D'autres accessoires peuvent être actionnés via le circuit hydraulique fermé, plus compact^[62].

Le système hydraulique de travail est développé pour le fonctionnement d'appareils plus petits. Il peut être équipé de diverses pompes hydrauliques et vannes de régulation en fonction des exigences de l'application^[34]. À <20 kW par circuit hydraulique, la puissance maximale disponible est inférieure à la moitié de celle du système hydraulique de puissance^[35].

L'Unimog 405 dispose d'un système électrique avec une tension système de 24 V. Un alternateur triphasé d'une tension nominale de 28 V, pouvant fournir un courant de 80 A, est installé en standard. Un alternateur plus puissant de 100 A est également disponible d’usine. Deux accumulateurs au plomb-acide sulfurique avec une tension de fonctionnement de 12 V et une capacité de batterie de 115 A·h sont installés, qui sont connectés en série. Afin d'alimenter les petits appareils en tension électrique, des prises de 12 ou 24 volts sont installées à l'avant, dans la cabine du conducteur, à l'arrière et dans le compartiment à batterie derrière la cabine du conducteur. Tous les modèles de la gamme 405 sont également équipés d'un système de bus CAN numérique et de diverses unités de commande électroniques pour le moteur, le tableau de bord, la transmission, les prises de force et le tachygraphe électronique. Drive-by-wire et shift-by-wire ont été utilisés pour la première fois dans l'Unimog avec la gamme 405^[63].

• (de) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en allemand intitulé « Unimog 405 » (voir la liste des auteurs).

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