Céramiques haute performance pour composants passifs dans l’industrie automobile
Que ce soit dans la construction de moteurs, la gestion des gaz d’échappement ou la gestion thermique, les composants passifs et statiques des systèmes de pompes et de vannes (PVC) assument des fonctions critiques pour la sécurité et le bon fonctionnement des véhicules. Ils doivent guider, étancher, isoler ou réguler les fluides de manière fiable, souvent sous des contraintes thermiques, chimiques et mécaniques extrêmes.
En tant qu’éléments intégrés de ces systèmes, nos composants céramiques fonctionnels et structurels sont utilisés partout où les matériaux métalliques ou polymères atteignent leurs limites physiques. Les céramiques techniques haute performance de CeramTec offrent une résistance élevée à l’usure, aux températures et à la corrosion, ainsi qu’une grande précision, garantissant une performance système durable et stable.
Le spectre d’applications s’étend des composants pour pompes à carburant et à eau aux vannes de commande et de régulation, jusqu’aux systèmes de capteurs et de mesure, qui contribuent de manière déterminante à la fiabilité, à l’efficacité et à la longévité des concepts de véhicules modernes – des motorisations classiques à l’électromobilité.
Expertise technologique & diversité des matériaux
CeramTec ne fournit pas seulement des composants en céramique – nous combinons une vaste expertise en matériaux et en procédés afin de développer des solutions adaptées aux exigences spécifiques de l’industrie automobile. Depuis de nombreuses années, nous collaborons avec des entreprises de premier plan du secteur automobile et apportons en continu notre savoir-faire à leurs projets de développement. De cette manière, nous soutenons le progrès technologique et accompagnons la transition vers l’électromobilité, depuis l’évolution d’applications existantes jusqu’au développement de nouveaux concepts de véhicules.
Nous sommes des experts dans toutes les céramiques haute performance pertinentes pour les applications PVC exigeantes dans l’industrie automobile et la construction de véhicules : nitrure de silicium (Si₃N₄), carbure de silicium (SiC), oxyde de zirconium (ZrO₂), nitrure d’aluminium (AlN) et oxyde d’aluminium (Al₂O₃). Le choix du matériau est spécifique à l’application et à la fonction — par exemple pour les points de roulement, les surfaces de valves, l’isolation ou les fonctions de guidage — et permet d’obtenir des propriétés clairement définies, allant d’une grande résistance à l’usure et à la corrosion jusqu’à l’isolation électrique et la stabilité thermique.
Selon le composant et les exigences fonctionnelles, nous utilisons le moulage par coulée (slip casting), le pressage à sec, le pressage isostatique, l’extrusion ou la fabrication additive par impression 3D. Cela nous permet de produire des géométries complexes et de respecter des tolérances strictes en grandes séries.
Les composants en céramique améliorent les performances des systèmes de pompes, de vannes et de capteurs en réduisant l’usure, en garantissant la précision de commande et en prolongeant la durée de vie des ensembles statiques critiques sous des conditions extrêmes. Les équipementiers (OEM) et les fournisseurs de rang 1 (Tier-1) apprécient de plus en plus les avantages des céramiques, en particulier dans la gestion des gaz d’échappement, la gestion thermique et la mobilité électrique.
Nous accompagnons nos clients non seulement dans la production, mais aussi dans la conception de composants optimisée en termes de coûts et de fonctions. Notre équipe R&D expérimentée fait progresser en continu les matériaux et les conceptions afin de répondre aux exigences croissantes de l’ingénierie automobile.
Vannes à disque
Les vannes à disque en céramique se composent de deux disques coulissant l’un contre l’autre, régulant avec précision l’écoulement des fluides. La surface extrêmement dure et peu abrasive de la céramique garantit que l’étanchéité et le comportement de régulation restent stables tout au long de la durée de vie.
Elles sont utilisées dans les pompes, les vannes de régulation et les systèmes de gestion thermique - partout où la fiabilité sous charges variables est cruciale.
Vannes à disque en céramique pour la gestion thermique
La régulation, le maintien et le contrôle précis des températures représentent un défi croissant dans le secteur automobile. De plus, la gestion thermique prend une importance encore plus grande dans la mobilité électrique, car les performances et la durée de vie des batteries dépendent fortement de conditions thermiques stables.
Que ce soit dans des vannes multivoies, des vannes simples ou des systèmes de régulation, les disques en céramique répondent aux exigences des systèmes de propulsion modernes et contribuent à améliorer l’efficacité, la sécurité et la durée de vie des composants véhicules sur le long terme.
Avantages techniques – Vannes à disque
Les vannes à disque en céramique offrent une combinaison de propriétés inégalée par les matériaux métalliques ou polymères :
Résistantes à l’usure – préviennent l’abrasion même en cas de contact continu sous pression et mouvement
Durables – performance constante sur des durées de fonctionnement très longues
Stables dimensionnellement – même en cas de variations de température, de pics de pression et de contraintes mécaniques
Résistantes à la corrosion – insensibles aux liquides de refroidissement, additifs et fluides des circuits thermiques
Excellentes propriétés de glissement – cruciales pour de faibles forces de fonctionnement et une usure minimale
Technologie à double disque – permet un contrôle précis même des plus faibles débits
Excellente qualité de surface – des surfaces fonctionnelles fabriquées individuellement garantissent une étanchéité élevée et des caractéristiques de contrôle constantes
Grande rigidité – stabilité maximale sous pression et flexion
Palier de volet d’échappement
Dans les systèmes d’échappement des moteurs à combustion modernes, les volets d’échappement contrôlent le flux des gaz et influencent ainsi l’efficacité, le niveau sonore et les valeurs d’émission. Les paliers de ces volets évoluent dans un environnement constamment soumis à de hautes températures, à des composants agressifs des gaz d’échappement et à des variations rapides de charge.
Les composants de palier en céramique, fabriqués en oxyde de zirconium (ZrO₂), oxyde d’aluminium (Al₂O₃) et nitrure de silicium (Si₃N₄), offrent des avantages évidents dans ce domaine. Ils restent stables dimensionnellement, résistent à la pression, à l’usure et présentent une faible dilatation thermique – des propriétés cruciales pour un fonctionnement fiable et stable des volets. Cette combinaison de matériaux garantit un fonctionnement précis des volets d’échappement et leur performance sur le long terme, même dans des conditions extrêmes.
Anneau de palier de volet d’échappement – Oxyde de zirconium (ZrO₂)
L’oxyde de zirconium convient aux applications soumises à des variations de température, des vibrations et des charges ponctuelles élevées.
Propriétés :
Résistance élevée à la température
Robuste et résistant à l’abrasion
Stabilité dimensionnelle même sous charges dynamiques
Assemblages précis possibles, idéal pour des tolérances de palier strictes
Anneau de palier de volet d’échappement – Oxyde d’aluminium (Al₂O₃)
L’oxyde d’aluminium est le choix approprié lorsqu’une solution économique est nécessaire tout en garantissant des performances stables dans des conditions exigeantes.
Propriétés :
Bonne résistance aux températures élevées et aux chocs thermiques
Dureté élevée et résistance à l’usure
Résistant à la corrosion par les composants des gaz d’échappement
Isolant électrique
Goupille de palier de volet d’échappement – Nitrure de silicium (Si₃N₄)
Le nitrure de silicium est conçu pour des environnements extrêmes et est recommandé pour des composants fortement sollicités, tels que les goupilles de palier.
Propriétés :
Très faible dilatation thermique et bonne résistance aux chocs thermiques
Résistance à la compression et stabilité mécanique même sous cycles de charge élevés
Faible usure, idéal pour une longue durée de vie
Pourquoi utiliser des céramiques haute performance dans la gestion des gaz d’échappement ?
La céramique s’est imposée dans les systèmes d’échappement pour de bonnes raisons. La combinaison de résistance à la température, de stabilité aux chocs thermiques, de résistance à l’usure et à la corrosion permet un contrôle fiable et précis des volets - même lorsque les composants métalliques atteignent leurs limites.
Les paliers et éléments en céramique assurent un guidage stable et précis du volet d’échappement. Les composants PVS en céramique contribuent ainsi à la longévité robuste des systèmes d’échappement.
Avantages techniques – Paliers de volets d’échappement
Résistance à la température, isolation, faible dilatation thermique : Résistent aux températures élevées des gaz d’échappement, isolent thermiquement les composants adjacents et présentent une expansion minimale lors des variations de température.
Résistance à la pression : Supportent de manière fiable les contraintes mécaniques sur le volet et dans la plage de réglage.
Stabilité dimensionnelle : Conserve sa précision dimensionnelle même sous des contraintes thermiques élevées et permanentes ainsi que sous des sollicitations dynamiques.
Précision : Permettent des tolérances strictes et un guidage propre et précis du volet.
Faible usure : Réduisent les frottements et l’abrasion, même en cas de mouvement continu dans le flux des gaz d’échappement.
Longue durée de vie : Contribuent au fonctionnement fiable et durable de l’ensemble du mécanisme du volet d’échappement.
Traversées de capteurs
Les systèmes de combustion modernes nécessitent des données de mesure précises afin de réduire les émissions et de respecter les exigences légales.
Cela nécessite des capteurs capables de mesurer dans des conditions extrêmes - directement dans le flux chaud des gaz d’échappement, dans les espaces d’installation les plus restreints et pendant toute la durée de vie d’un véhicule.
C’est là que les traversées de capteurs en céramique technique entrent en jeu. Les traversées de capteurs en céramique sont des composants essentiels des systèmes modernes de contrôle des gaz d’échappement et du moteur. Elles protègent l’électronique sensible des capteurs, assurent une isolation électrique fiable et transmettent les signaux de manière stable - même dans des conditions thermiques et mécaniques extrêmes.
La capacité de mesure multifonctionnelle de ces capteurs permet un contrôle précis du processus de combustion. Cela les rend indispensables pour le respect des exigences légales et l’optimisation des performances du moteur.
Aucun moteur à combustion moderne ne peut se passer de la technologie des capteurs intégrant des éléments en céramique - et en particulier la sonde lambda, composant clé pour le contrôle des gaz d’échappement.
Avantages techniques – Traversées de capteurs
Isolation électrique : Assure une transmission fiable des signaux sans interférences et protège l’électronique sensible.
Résistance élevée à la température : Reste stable même à des températures élevées, directement dans le flux chaud des gaz d’échappement.
Stabilité dimensionnelle : Maintient des dimensions précises même sous variations de température ou contraintes mécaniques.
Conception compacte : Permet une intégration peu encombrante, même dans des espaces d’installation restreints.
Membranes pour capteurs de pression
Les diaphragmes de pression en céramique sont des éléments fonctionnels haute précision et mécaniquement robustes, utilisés comme composants clés dans les capteurs de pression pour applications automobiles, convertissant de manière fiable la pression appliquée en un signal mesurable - même dans des conditions environnementales extrêmes.
Dans les applications automobiles, les diaphragmes de pression en céramique assurent des fonctions critiques pour la sécurité et le contrôle, et sont utilisés particulièrement là où des fluides agressifs, de fortes variations de température et une longue durée de vie sont requis. En tant que composants passifs et statiques, ils doivent fonctionner avec une stabilité dimensionnelle à long terme, une étanchéité et une reproductibilité garanties.
Domaines d’application typiques dans l’automobile :
Capteurs de pression des gaz d’échappement et différentiels (DPF, EGR)
Capteurs de pression de suralimentation
Capteurs de pression dans les systèmes de gestion thermique (liquide de refroidissement, fluide frigorigène)
Capteurs de pression de carburant et d’huile
Systèmes de batteries et gestion thermique dans la mobilité électrique
Matériaux et options de conception
Selon le principe du capteur et le domaine d’application, différents matériaux céramiques sont utilisés. Par exemple, l’oxyde d’aluminium (Al₂O₃) s’est avéré efficace pour des applications automobiles robustes et à volume élevé, avec un coût stable.
Options de conception :
Géométries de diaphragmes planes ou structurées
Épaisseurs et diamètres spécifiques au client
Avantages techniques – Membranes
Stabilité à long terme élevée : Pas de déformation plastique, pas de fluage - caractéristiques du capteur constantes pendant toute la durée de vie du véhicule.
Résistance à la température : Performance fiable même à des températures de fonctionnement élevées, par exemple dans les environnements des gaz d’échappement ou du moteur.
Résistance aux fluides : Résistant aux milieux agressifs tels que les gaz d’échappement, les condensats, les carburants, les huiles et les liquides de refroidissement.
