Moteurs à essence Superior 1700G

Les moteurs Superior 1706G2 de 500 ch (373 kW) et 1712G de 800 ch (597 kW) à 1200 tr/min ne pesaient que 6400 lb (2903 kg) et 11 800 lb (5352 kg), respectivement, un rapport puissance/poids de près de 93 % inférieur à celui des gros moteurs horizontaux qui étaient répandus plusieurs décennies auparavant.

La Superior Gas Engine Company de Springfield, dans l'Ohio, a vendu son premier moteur à gaz en 1893. L'entreprise a ensuite développé et fabriqué des gammes de moteurs diesel et à gaz utilisés dans de nombreuses applications industrielles, pétrolières et marines.

Après la Seconde Guerre mondiale, l'entreprise a perçu une nouvelle opportunité pour les gros moteurs à gaz. S'appuyant sur le succès de ses moteurs diesel Model 40, la série de moteurs à gaz Superior G825 a été lancée en 1952. White Motor Company a racheté l'entreprise en 1955 pour son activité de moteurs diesel, tout en modernisant progressivement la conception de ses moteurs à gaz. Souhaitant développer le marché des moteurs à gaz, White a lancé en 1960 une gamme de compresseurs alternatifs, adaptés à ses moteurs. La division a été rebaptisée White Superior en 1965, et les groupes motopropulseurs (moteurs et compresseurs) intégrés – connus sous le nom de « Whites » – ont dominé le marché pendant les premières années des groupes motopropulseurs à grande vitesse. White était la seule entreprise à proposer une solution complète pour les moteurs à grande vitesse, les compresseurs, les groupes motopropulseurs, les pièces détachées et le service après-vente. La division Superior a été acquise par Cooper Industries en 1976.

Plus de concurrence

Cependant, dans les années 1980, la concurrence s'intensifiait avec l'arrivée chez Caterpillar de nouveaux moteurs à essence G3500, dérivés de sa gamme de moteurs diesel D3500, qui avait rencontré un vif succès. Ces moteurs, d'une puissance de 310 à 1 085 ch (231 à 809 kW), fonctionnaient à 1 200 tr/min et, associés à de nouveaux compresseurs Ariel conçus pour s'adapter à ce régime moteur plus élevé, permettaient de proposer des groupes compresseurs moins coûteux que ceux équipés des unités Superior à 900 tr/min. Pour ne rien arranger, Waukesha continuait d'améliorer sa gamme VHP pour un fonctionnement à 1 200 tr/min.

Cooper entreprit donc de rechercher un moteur diesel à haut régime afin d'en acquérir la licence et de l'adapter en une nouvelle génération de moteurs à gaz Superior. Cooper détermina que la nouvelle série de moteurs diesel SU, développée par le japonais Mitsubishi Heavy Industries (MHI), constituait une excellente plateforme pour développer une gamme de moteurs à gaz de 1 200 tr/min, d'une puissance de 1 200 à 3 200 ch (895 à 2 386 kW). Au fur et à mesure que les discussions concernant un accord de licence pour le moteur SU progressaient, Cooper prit également connaissance du succès de la série de moteurs diesel SR de MHI, produite en volumes relativement importants pour les marchés maritime et industriel. Les moteurs diesel SR avaient fait leurs preuves jusqu'à 1 800 tr/min ; leur utilisation à 1 200 tr/min était donc très prudente. Avec un taux de change supérieur à 250 yens pour un dollar américain en 1985, un accord commercialement avantageux vit le jour, permettant à Cooper de développer le moteur SR en moteurs à gaz naturel à allumage commandé, en utilisant des blocs-moteurs SR fabriqués dans l'usine moderne de MHI à Sagamihara, au Japon. Un accord de licence conclu en 1986 a fixé les prix des blocs-moteurs courts à six, douze et seize cylindres en yens à un niveau attractif pour les deux sociétés compte tenu du taux de change.

Les premiers moteurs en V 12 cylindres 1712G sont entrés en service en 1993, dont ces deux unités entraînant des compresseurs Superior RAM54.

La division Superior de Cooper développait déjà sa gamme de compresseurs alternatifs RAM à course de 5 pouces (127 mm) pour correspondre aux moteurs de 1200 et 1500 tr/min, donc disposer d'un moteur à essence compétitif de 1200 tr/min pour le marché de moins de 1000 ch (745 kW) était particulièrement attrayant.

Alors que la nouvelle série Caterpillar G3500 gagnait rapidement en popularité auprès des compresseurs Ariel, il devenait crucial pour Superior de préserver sa part de marché. Une importante équipe de développement fut constituée afin de mener de front la mise au point de trois nouvelles séries de compresseurs, dotées de nouveaux cylindres, ainsi que de sept nouvelles plateformes de moteurs à gaz. Ce travail colossal, nécessitant un investissement considérable, progressa néanmoins régulièrement, d'abord sur les nouveaux compresseurs, puis sur les moteurs à gaz, plus complexes à développer.

Premier modèle commercialisé

La nouvelle série de moteurs à essence dérivée du SR fut baptisée 1700G, en référence à son alésage de cylindre de 170 mm (6,69 pouces). Après de nombreux essais en laboratoire, les premiers moteurs 1706G2 furent testés sur le terrain fin 1991. Ce modèle bénéficiait d'une course plus longue de 220 mm (8,66 pouces) que les autres modèles MHI SR. Ce moteur à essence quatre temps, six cylindres en ligne, turbocompressé et refroidi par échangeur, développait une puissance de 500 ch (373 kW) à 1 200 tr/min. Il reprenait le châssis, les culasses et le train roulant du MHI 6SR2. La partie supérieure du moteur fut par ailleurs entièrement repensée pour offrir un moteur à essence performant grâce à la technologie CleanBurn de Superior.

Le second modèle développé était le moteur en V 1712G à 12 cylindres , doté d'une course de 180 mm (7,09 pouces) et d'une puissance de 800 ch (597 kW) à 1 200 tr/min. Il reprenait le châssis et le train roulant du MHI 12SR, mais la partie supérieure, y compris les culasses, était entièrement nouvelle. Ce travail supplémentaire de conception et de développement a engendré des délais et des coûts plus importants ; toutefois, les performances obtenues étaient exceptionnelles. Les premiers moteurs 1712G sont entrés en service en avril 1993.

Les moteurs 1706G2 et 1712G ne pesaient que 2 903 kg et 5 352 kg respectivement, soit un rapport poids/puissance inférieur de près de 93 % à celui des gros moteurs horizontaux Cooper, répandus plusieurs décennies auparavant. Ces moteurs compacts offraient une tolérance au carburant relativement bonne tout en affichant des taux d'émissions de carburant et de gaz d'échappement très compétitifs, sans nécessiter de convertisseur catalytique. Un système de contrôle électronique de pointe, basé sur un automate programmable, constituait une avancée majeure, essentielle à l'efficacité et aux faibles émissions de ce nouveau moteur à essence. Cependant, ce système représentait également son talon d'Achille. Les techniciens de maintenance sur le terrain, intervenant dans les applications en amont où ces moteurs étaient utilisés, manquaient de formation et d'ordinateurs portables pour le réglage et le diagnostic des systèmes de contrôle. Par conséquent, en cas de problème, l'intervention d'un technicien qualifié pouvait s'avérer longue. Ce problème fut finalement résolu et le parc de moteurs, de plus en plus fiable, gagna en popularité, même si l'adoption des moteurs Caterpillar avait alors plusieurs années d'avance.

Mais le Japon, bénéficiant d'une croissance et d'une puissance financière sans précédent par rapport aux États-Unis, a vu son taux de change, autrefois favorable, chuter à 125 yens pour un dollar américain en 1988, ce qui a fait doubler le coût des blocs courts de MHI en seulement deux ans. Malgré les efforts considérables déployés par Superior et MHI pour réduire les coûts et optimiser le périmètre du projet, le programme 1700G était voué à l'échec, le taux de change ayant chuté à 85 yens pour un dollar américain en 1995.

Le modèle final était un moteur en V 1716G de 1067 ch (796 kW) qui était encore en cours d'assemblage lorsque la société a suspendu la production du 1700G en 1998. Seuls 22 moteurs 1700G ont été produits, la plupart étant des modèles 1706G2.