fonction hydraulique tome1 dtm
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BOURGES – BP 24 18998 AVORD ARMÉES Pnia : 821 181 74 99 – Tél. : 02 48 68 74 99 – Fax : 02 48 68 74 59
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MINISTÈRE DE LA DÉFENSE
ECOLE SUPERIEURE ET D’APPLICATION
DU MATERIEL
Direction générale de la formation
------------
DTM
------------
Technologie et maintenance des matériels communs
Identification du document : GD01 Indice : a
DOMAINE MAINTENANCE
FONCTION HYDRAULIQUE Tome 1
REMARQUE IMPORTANTE
En aucun cas la documentation de formation ne peut se substituer à la documentation officielle concernant l'utilisation, l'entretien ou la réparation des matériels.
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TABLE DES MATIERES
1 GENERALITES........................................................................................................................... 5 1 Introduction................................................................................................................................ 5 2 Historique................................................................................................................................... 6 3 Avantages................................................................................................................................... 6 4 Inconvénients ............................................................................................................................. 6 5 Notions de base hydraulique...................................................................................................... 6 6 Organisation d’un système hydraulique .................................................................................... 8
2 LES FLUIDES ET PHENOMENES HYDRAULIQUES........................................................ 11 1 Les fluides................................................................................................................................ 11 2 Les phénomènes hydrauliques................................................................................................. 16
3 LES ORGANES ANNEXES...................................................................................................... 20 1 Les réservoirs ou bâche hydrauliques...................................................................................... 20 2 Les filtres ................................................................................................................................. 22 3 Les joints.................................................................................................................................. 24 4 Les raccords rapides................................................................................................................. 26 5 Le joint tournant....................................................................................................................... 27 6 La régulation de température ................................................................................................... 27
4 LES POMPES HYDRAULIQUES............................................................................................ 29 1 Définitions ............................................................................................................................... 29 2 Symbolisation .......................................................................................................................... 30 3 Les pompes à engrenage.......................................................................................................... 31 4 La pompe à palettes ................................................................................................................. 33 5 La pompe à pistons en ligne .................................................................................................... 35 6 La pompe à pistons radiaux ..................................................................................................... 36 7 La pompe à pistons axiaux....................................................................................................... 37 8 Causes de détérioration des pompes ........................................................................................ 39
5 LES APPAREILS DE PRESSION ........................................................................................... 46 1 Introduction.............................................................................................................................. 46 2 Différents types de soupapes ................................................................................................... 46
6 LES APPAREILS DE DEBIT ET DE BLOCAGE ..................................................................56 1 Les appareils de débit .............................................................................................................. 56 2 Les appareils de blocage.......................................................................................................... 61
7 LA DISTRIBUTION.................................................................................................................. 65 1 Les distributeurs....................................................................................................................... 65 2 Les distributions....................................................................................................................... 71
8 LES ORGANES RECEPTEURS .............................................................................................. 76 1 Les vérins................................................................................................................................. 76 2 Les moteurs hydrauliques ........................................................................................................ 84
9 LES TRANSMISSIONS HYDROSTATIQUES – LES CIRCUITS FERMES....................... 90 1 Généralités ............................................................................................................................... 90 2 Description............................................................................................................................... 91
10 METHODE DE DIAGNOSTIC DE PANNE D’UN CIRCUIT HYDRAULIQUE ............. 96 1 Contrôle du matériel avant diagnostic sur le circuit ................................................................ 96 2 Méthode de diagnostic ............................................................................................................. 96
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INDEX DES MISES A JOUR
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SIGLES ET ABREVIATIONS UTILISES
Sigles ou abréviations Désignation du sigle ou de l'abréviation
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1 GENERALITES
1 Introduction L’hydraulique vient du grec hydros ( eau ) et aulos (tuyau ). C’est une science et une technique traitant des lois qui régissent : - Les mouvements des liquides - Les résistances qui s’opposent à ces mouvements.
L’hydraulique est un moyen simple et pratique de transmission de l’énergie au même titre que les transmissions utilisant : - L’énergie mécanique - L’énergie électrique - L’énergie pneumatique
L’ hydraulique se subdivise en deux parties :
• L'hydrostatique : Science des fluides en équilibre
Les fluides considérés ont des vitesses ne dépassant pas 4 à 7 m/s
Un système basé sur l’hydrostatique transmet une force sous forme de poussée appliquée à un liquide enfermé dans un circuit
Exemple : - Circuit hydraulique de freinage - Circuit hydraulique de grues, chariots élévateurs, pelleteuses, etc ...
• L'hydrodynamique : Science des fluides en mouvement
Les fluides considérés ont des vitesses dépassant 30 à 40 m/s
Le mouvement d’un fluide est caractérisé par le débit et la vitesse de ce fluide.
Le principe est la projection de jets ( créés par un impulseur ) sur un récepteur. Exemple : - Coupleur - Convertisseur de couple
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2 Historique - 220 av JC : Archimède invente la vis à eau et énonce son théorème :
« Tout corps plongé dans un liquide subit de la part de celui-ci une poussée verticale dirigée de bas en haut, poussée égale au poids du volume du liquide déplacé ».
- 1650 : Pascal étudie les propriétés des fluides au repos, il énonce les lois fondamentales de l’hydraulique et invente la première presse hydraulique.
- 1740 : Bernouilli étudie les propriétés des liquides en mouvement. - 1849 : Bourdon invente le manomètre. - 1905 : l’huile minérale remplace l’eau. - 1929 : les automobiles sont équipées de freins hydrauliques. - 1953 : suspension Citroën sur la traction. - 1965 : généralisation de l’hydraulique.
3 Avantages - Démultiplication importante sous un faible encombrement - Dosage des efforts ( souplesse et précision ) - Fiabilité ( très peu de pannes ) - Entretien réduit ( vidanges et échanges des filtres )
4 Inconvénients - Technologie plus élaborée qu'une transmission mécanique, nécessitant un personnel technique plus
compétent et des outillages plus perfectionnés. - Fuites possibles. - Sensibilité à l'air et aux impuretés.
Conclusion :
A puissance égale avec les autres techniques, les composants hydrauliques sont moins volumineux , plus légers et tendent vers une fiabilité de plus en plus élevée.
5 Notions de base hydraulique
5.1 La pression On appelle pression P le rapport force pressante F par unité de surface S.
C’est le récepteur qui crée la pression par sa résistance (la force à vaincre)
La pression est donc créée par la résistance au déplacement du récepteur.
Le manomètre mesure la pression dans le circuit et se branche en parallèle dans ce circuit
P : pression en bar 1 Pa = 1 N/m 105 Pa = 1 bar
F : force pressante ou charge en daN 10 N = 1 daN = 9.81 N
S : surface en cm2
P bar =
F DaN
S cm²
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5.2 Le débit Le débit Q est la quantité de liquide fournie pour un tour de pompe en un temps donné. C’est la pompe qui crée le débit.
Le débit caractérise la rapidité de mouvement.
Le débitmètre mesure le débit du circuit et se branche en série dans le circuit
5.3 La vitesse des récepteurs La vitesse V d’un récepteur est fonction de sa surface et du débit qu’il reçoit de la pompe.
Q représente le débit reçu et S la surface du vérin considéré.
5.4 La puissance La puissance hydraulique utile Pu est fonction du débit Q de la pompe et de la pression P générée par la résistance du récepteur dans le circuit.
PMH
PMB
Régime de rotation tr / mn
PMH
PMB
Cylindrée
Q : Débit en l/min V : Volume fourni ou cylindrée en cm3 N : Nombre de tours à la minute en tr/min 1000 : Conversion des unités
L' unité légale est le m3/s, le débit utilisé dans les matériels étant plus faible on emploie le litre/mn
Q L/mn =
V cm3 X N tr/mn
1000
v : vitesse du récepteur en m/s Q : débit de la pompe en l/mn S : section en cm2 6 : conversion des unités
v m/s =
Q l/mn
6 x S cm²
Pu : puissance hydraulique en kW 1 cv = 736 W P : pression de service en bar Q : débit de la pompe en l/mn 600 : conversion des unités
Pu Kw =
P bar x Q l/mn
600
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5.5 Exercices Une pompe hydraulique tourne à 1500 tr/mn dans un circuit hydraulique de 40KW. le vérin à une surface de 10 cm2 .La pression de service du circuit est régulée à 300 bars.
Calculer la vitesse de sortie et la force disponible du vérin.
Calcul du débit :
80300
60040
P
600PuQ
600
QPPu =×=×=⇒
×= l/mn
Calcul de la vitesse :
33,1106
80
S6
Qv =
×=
×= m/s
La vitesse de sortie du vérin est de 1,33 m/s.
Calcul de la force disponible du vérin :
300010300SPFS
FP =×=×=⇒= daN
La force du vérin est de 3000 daN.
6 Organisation d’un système hydraulique
6.1 La génération Source d’énergie hydraulique
- le moteur thermique - la pompe - la bâche
Pompe Moteur
Moteur
La bâche
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6.2 La distribution Oriente le débit du fluide vers le ou les récepteur (s).
Les distributeurs
6.3 La réception
- les vérins
- les moteurs
Application : - positionnement - travail - assistance - transmission
La distribution Pompe
Moteur
Moteur
La bâche
La distribution Pompe
Moteur
Moteur
La bâche
Les récepteurs
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6.4 La régulation De la pression et du débit
But : - assurer la sécurité de l’ensemble - obtenir des séquences - obtenir des pressions différentes dans le circuit - contrôler la vitesse des récepteurs
Un circuit hydraulique est toujours représenté au repos
Régulation Régulation
La distribution Pompe
Moteur
Moteur
La bâche
Les récepteurs
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2 LES FLUIDES ET PHENOMENES HYDRAULIQUES
Une installation hydraulique de puissance est constituée d'un fluide, d'une génération, d'un ou plusieurs récepteurs et, éventuellement, d'un certain nombre d'organes de contrôle et de régulation.
Le fluide est la seule liaison entre tous ces composants et doit, à ce titre, être étudié.
1 Les fluides
1.1 Principaux rôles - Transmettre l'énergie - Lubrifier, protéger les composants - Participer au refroidissement du circuit
Pour assurer correctement ces différents rôles et être performant, il est nécessaire que le fluide ait certaines propriétés .
1.2 Propriétés des liquides - Les liquides n'ont pas de forme propre, ils prennent la forme de n'importe quel récipient. - Ils s'écoulent dans toutes les directions et dans toutes les canalisations quelles que soient leurs
formes ou leurs dimensions. - Les liquides sont incompressibles : - 1 litre d'eau à une pression de 20 bars subit une diminution de 1/1000éme.
1.2.1 Théorème de Pascal:
Un liquide en équilibre transmet intégralement et en tous ses points toute variation de pression produite en un point quelconque de ce liquide. Un liquide exerce des forces égales sur des surfaces égales.
1.2.2 Propriétés anti-usure des fluides
Les organes hydrauliques et spécialement les pompes sont réalisés avec une très grande précision; le fluide doit éviter toute usure qui conduirait à une augmentation des jeux et provoquerait ainsi une perte d'efficacité
1.2.3 Propriétés anti-mousse des fluides
La présence d'air dans le circuit entraîne toujours de graves perturbations dans le circuit:
- Compressibilité du mélange air- huile - Elévation de la température - Oxydation de l'huile - Défaut de lubrification - Evite la cavitation
1.2.4 Propriétés vis à vis de l'eau
Il n'est pas rare que l'eau pénètre dans un circuit hydraulique ( fuites d'un circuit de refroidissement, défaut d'étanchéïté extérieure, condensation )
Cette présence d'eau nécessite pour le fluide deux propriétés : pouvoir anti-rouille et désémulsion.
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1.2.5 Propriétés antioxydant
Toute élévation de la température peut entraîner une détérioration progressive de l'huile par oxydation et dégradation thermique.
1.2.6 Propriétés antirouille
Toute trace de corrosion est absolument à proscrire sur des organes sensibles à ajustement très précis.
Il est donc important que le fluide présente des propriétés antirouilles très développées.
De nombreux additifs, appelés dopes, permettent de conférer à l'huile hydraulique les propriétés correspondantes à l'utilisation spécifique des différents circuits hydrauliques ainsi que des conditions plus ou moins extrêmes de travail.
1.3 Caractéristiques physiques
1.3.1 La viscosité
La viscosité caractérise la résistance d'un liquide à l'écoulement. Plus précisément, la viscosité résulte de la résistance qu'oppose le fluide au glissement de ses molécules les unes sur les autres.
Les unités de viscosité, appelé grade de viscosité, utilisées sont le mm2/s ou le centistoke ( cSt )
A température constante,
• Lorsque la pression augmente, la viscosité augmente ( plus épaisse ) • Lorsque la pression diminue, la viscosité diminue ( plus liquide ) La viscosité est doublée pour une pression de 300 à 350 bars
• Lorsque la température augmente, la viscosité diminue ( plus liquide ) • Lorsque la température diminue, la viscosité augmente ( plus épaisse )
1.3.2 La masse volumique d’un liquide
Rapport qui existe entre la masse du volume du liquide et celle d'un même volume d'eau.
ρρρρ eau = 1 kg/dm3
ρρρρ huile = 0.9 kg/dm3
Une goutte d'huile reste en suspension dans l'eau, elle est donc moins lourde.
1.3.3 Le point d’éclair et le point de feu
Le point éclair est la température à laquelle s'allume un mélange d'air et de vapeurs d'huile au contact d'une flamme
Le point feu est la température à laquelle s'amorce la combustion entretenue.
1.3.4 Le point d’aniline
Le point d'aniline caractérise l'action de l'huile vis à vis des organes en caoutchouc suivant la composition chimique de ces organes.
Pour un type de caoutchouc déterminé :
- Si le point d'aniline est faible, le caoutchouc ramollit et gonfle, il se désagrège - Si le point d'aniline est élevé, le caoutchouc se durcit et se fendille
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1.4 Classification des fluides Suivant le type d'application, deux grandes familles d'huiles hydrauliques sont utilisées :
- Les huiles minérales - Les fluides difficilement inflammables
1.4.1 Les huiles minérales
La norme AFNOR : Agence Française de Normalisation Elle classe les fluides suivant leurs exigences demandées et leurs propriétés
Fluide de catégorie Propriétés HH Huiles minérales non inibées
HL Huiles minérales possédant des propriétés anti-oxydantes et anti-corrosion particulières
HM Fluides de catégorie HL, possédant des propriétés anti-usure particulières HR Fluides de catégorie HL, possédant des propriétés viscosité/température améliorées HV Fluide de type HM, possédant des propriétés viscosité/ température améliorés HS Fluide de synthèse ne possédant aucune propriété particulière de résistance au feu
HG Destiné aux systèmes hydrauliques et glissières de machines-outils, il s'agit de fluides du type HM possédant des propriétés particulières
La norme ISO/VG : International Système Organisation/ Viscosity Grade Cette classification est basée sur la viscosité de l'huile à 40° C. Elle distingue 7 grades s'appliquant aux huiles hydrauliques
Grades : 15; 22; 46; 68; 100; 150 → viscosité croissante
Ces deux normes sont complémentaires. Ainsi la désignation HH, HL … ( Norme AFNOR) est suivie du grade ISO
Exemple : H 46 HM 100 Cette identification est appelée classe
1.4.2 Les huiles difficilement inflammables
Dans certaines conditions, la présence de matières inflammables ou portées à des températures très élevées peut provoquer l'inflammation des huiles minérales ( rupture de flexibles par expl. )
L'utilisation de fluides difficilement inflammables est impérative dans ce cas.
Fluide de catégorie Propriétés HFAE Emulsions d'huile dans l'eau avec plus de 80% d'eau HFAS Solutions chimiques aqueuses avec plus de 80% d'eau HFB Emulsions d'eau dans l'huile HFC Solutions aqueuses de polymères avec moins de 80% d'eau
HFDR Fluides de synthèses sans eau, constitués d'esters phosphoriques HFDS Fluides de synthèses sans eau, constitués d'hydrocarbures chlorés HFDT Fluides de synthèses sans eau, constitués de mélange de fluide HFDR et HFDS HFDU Fluides de synthèses sans eau, constitués d'autres compositions
1.5 Guide technique des produits (G.T.P.) Le guide technique des produits, édité par la Direction Centrale des Essences des Armées constitue une documentation élémentaire destinée à renseigner l'utilisateur sur les produits distribués par le Service des Essences des Armées ( S.E.A. )
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L'utilisateur trouvera des renseignements sur la classification, les conditionnements et les conditions de cession des produits .
Ce guide est révisé chaque année, des exemplaires peuvent être obtenus uniquement auprès des établissements du S.EA.
1.5.1 Identification du produit
Fiche de données de sécurité Cette fiche est détenue par: l'utilisateur, le dépôt S.E.A., les services techniques et l'infirmerie
Rôle : Connaître les caractéristiques du produit pour :
- Identifier les principaux dangers et effets néfastes pour la santé - Le stocker et le manipuler dans de bonnes conditions - L'utiliser en respectant ses spécificités d'emploi - Permettre une intervention médicalisée adaptée au produit - Connaître les moyens de lutte incendie - Etre informé sur sa dégradabilité et sur ses conditions d'élimination
S.E.A L.P. 7. OO Lot 00011
XH - 68
Liquide hydraulique Grade ISO 68 DCSEA 400/B
NET 5L
NUMERO DE REFERENCE F.D.S.: XH- 68/15
Origine Etablissement conditionneur Expl. LP : Lapalisse
Numéro de lot
Désignation claire du produit
Conditionnement
Numéro de code S.E.A. ou de code O.T.A.N. ( si le numéro est encadré )
Date de conditionnement
Numéro de référence de la Fiche de Données de Sécurité
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1.5.2 Tableau récapitulatif des produits hydrauliques du GTP
PRODUIT DE REMPLACEMENT TYPE COULEUR UTILISATION PRECAUTION D'EMPLOI PERIODICITE DE
CONTROLE DE QUALITE ACCEPTABLE DE SECOURS
H 515 Rouge Circuits hydrauliques Amortisseurs
Produit dangereux en cas de pénétration percutanée
24 mois Néant C 635 H 537
H537 Rouge Circuits aéronefs Produit dangereux en cas de pénétration percutanée
24 mois H 515 C635
H 542 Violet Circuit de freinage Non miscible avec XH 45 et H 515 48 mois Néant Néant
H 548 Rouge
Boîte de vitesses automatique Convertisseurs Assistance de direction Circuit de direction
48 mois XH 36 XH 46
0 1176
XH 45 Vert
Circuits d'asservissement et de commande à distance Freins de tir Apte à remplacer le liquides LHM
48 mois Néant H 515
C 635
XH 46 Jaune translucide
Circuits hydrauliques de classe ISO VG 46
Ne pas utiliser pour les graissages moteur
48 mois XH 548 XH 68
XH 68 Jaune Circuits de puissance Ne pas utiliser pour les graissages moteur
48 mois Néant 0 1176
0 1176 Brun Orangé Graissage moteur Utilisation de secours pour les circuits hydrauliques
48 mois O 236
O 1179 O 1179
Fiche de périodicité de contrôle de qualité: Fiche trimestrielle de la DCSEA indiquant les consignes à suivre concernant les différents lots de produits détenus par le dépôt du SEA. Par ex. : Produit à consommer en priorité; Produit périmé à reverser etc ….
Produit de remplacement : Acceptable: Produit pouvant être utilisé à la place d'un autre pendant des périodes prolongées sans avis technique
De secours: Produit pouvant être utilisé à la place d'un autre, mais en cas d'urgence seulement avec l'accord des responsables techniques
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2 Les phénomènes hydrauliques
2.1 La cavitation
2.1.1 Phénomène physique
Suite à une brutale dépression dans le fluide, le gaz dissout dans l'huile se libère sous forme de bulles de gaz. Soumises à un retour à la pression normale d'utilisation, les bulles éclatent provoquant des micro-implosions qui arrachent les métaux.
2.1.2 Lieu du phénomène
Entre le réservoir et la pompe, au niveau :
- d'un écrasement de canalisation - d'un récepteur entraîné par la charge
2.1.3 Symptômes
- Mousse dans la bâche - Fonctionnement bruyant de la pompe - Travail par à coups des récepteurs - Travail lent des récepteurs
2.1.4 Causes
- Filtres colmatés ou filtration inadaptée - Robinet d'isolement fermé - Canalisation d'aspiration bouchée - Mise à la pression atmosphérique de la bâche bouchée - Viscosité trop importante de l'huile - Niveau d'huile insuffisant - Prise d'air dans le circuit d'aspiration
2.1.5 Conséquences
- Détérioration de la pompe - Oxydation de l'huile - Corrosion des organes hydrauliques
2.1.6 Remèdes
A l'entretien: - Propreté des reniflards et des filtres - Niveau d'huile dans la bâche - Fixation des canalisations ( aspiration )
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A la construction : - Réservoir pressurisé - Clapets de ré-alimentation - Pompes da gavage - Diamètre du tuyau d'aspiration important
2.2 Les pertes de charge
2.2.1 Phénomène physique
Chute de pression entre deux points du système hydraulique due à une variation de direction ou de section constituant une résistance à l'écoulement. La perte de charge n'existe que s'il y a débit.
2.2.2 Lieu du phénomène
Partout dans le circuit hydraulique :
- Distributeurs , coudes, évasements, étranglements - Filtres colmatés ou trop fins - Raccords rapides
2.2.3 Symptômes
- Manque de force - Temps de réponse - Lenteur des récepteurs - Demande excessive de puissance pour le fonctionnement normal du système .
2.2.4 Causes
De fonctionnement: - Ecrasement des canalisations - Filtre colmaté ou filtration inadaptée - Huile trop visqueuse
De construction : - Rugosité interne des tuyaux - Changements de direction - Forme des canalisations ( variation des diamètres)
2.2.5 Conséquences
- Echauffement de l'huile - Perte de puissance due à la chute de pression
2.2.6 Remèdes
A l'entretien: Respect des normes lors des changements des composants
A la construction : Distributeurs montés au plus près des récepteurs
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2.3 Les coups de bélier
2.3.1 Phénomène physique
Onde de pression se propageant dans le fluide hydraulique due à un arrêt brutal de la circulation du fluide. Ce phénomène multiplie par 4 fois environ la pression de service.
2.3.2 Lieu du phénomène
Au niveau :
- Des distributeurs - Des soupapes - Des clapets - Des vérins
2.3.3 Symptômes
Martèlement dans les canalisations se propageant à une vitesse de1300m/s
2.3.4 Causes
Manque de progressivité
2.3.5 Conséquences
- Fatigue des canalisations ( rupture ) - Fuites et éclatement des joints - Déréglage des soupapes - Eclatement des filtres haute pression
2.3.6 Remèdes
A l'entretien: Respect des modes opératoires
A la construction : Progressivité des éléments hydrauliques
2.4 L’émulsion
2.4.1 Phénomène physique
Mélange d'huile et d'eau
2.4.2 Lieu du phénomène
Au niveau des composants exposés à l'environnement extérieur:
- les bâches - les distributeurs - les tiges de vérin
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2.4.3 Symptômes
- Aspect de l'huile dans la bâche ( pâteux jaunâtre) - Grippage de certains composants ( clapets, distributeurs )
2.4.4 Causes
- Condensation dans la bâche - Introduction d'eau lors d'un lavage haute pression - Infiltration d'eau suite aux intempéries
2.4.5 Conséquences
Dysfonctionnement suite au grippage tel que :
- Soupapes - Clapets - Distributeurs
2.4.6 Remèdes
A l'entretien: - Purger régulièrement l'eau de condensation se trouvant au fond de la bâche - Utiliser l'huile avec un additif anti-émulsion ( Dissociation rapide de l'eau et de l'huile ) - Eviter le lavage haute pression - Protéger les éléments particulièrement exposés
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3 LES ORGANES ANNEXES
Différents organes annexes rentrent dans la composition d’un circuit hydraulique : - Le réservoir ou bâche hydraulique - Les filtres - Les joints - Les raccords rapides - Le joint tournant - La régulation de température
1 Les réservoirs ou bâche hydrauliques
1.1 Principaux rôles - Contenir la quantité d’huile nécessaire à l'alimentation du circuit ( capacité ≈ 3 fois le débit
pompe ) - Décanteur, c'est à dire de permettre aux impuretés les plus lourdes de se déposer au fond de celui-
ci. - Régulateur thermique, facilite la dissipation de chaleur par échange sur les parois de la bâche. - Tranquilisateur, favorise la démoussage. - Absorber la dilatation de l'huile lors de chaque variation de température. - Compenser les fuites du circuit. - Filtrer à l'aspiration et sur le retour du circuit.
1.2 Symbolisation
Le positionnement de la bâche se fera principalement en charge, c'est à dire qu'elle est surélevée par rapport à la pompe hydraulique. Ceci permet d'éviter la cavitation à l'aspiration du fait de la gravitation ( le poids de l'huile génère une faible pression )
Atmosphérique Pressurisée
Le liquide hydraulique est directement en contact avec la pression atmosphérique.
Le liquide hydraulique n'est pas en contact avec la pression atmosphérique, une vessie sépare les deux fluides
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1.3 Fonctionnement
1.3.1 La bâche atmosphérique
Equipée de :
- Une jauge manuelle ou un témoin visuel
- Un orifice de remplissage avec crépine
- Des chicanes permettant de tranquilliser l'huile
- Un orifice d'aspiration avec crépine
- Un orifice de retour avec filtre - Un orifice de vidange - Une mise à la pression atmosphérique ( reniflard ) : • Permet l'évacuation d'une partie de la couche d'air présente au-dessus du niveau d'huile lors de la
dilatation du liquide quand celui-ci monte en température. • Permet l'aspiration d'air extérieur quand le niveau de l'huile baisse lors de la descente de
température ( génération hydraulique arrêtée ) Cette mise à la P.A. est équipée d'un filtre. Il est très important de le nettoyer lors des visites, car s'il est bouché le passage ne se fait plus :
- Lors de la dilatation, la couche d'air présente au-dessus du niveau d'huile monte en pression. Ceci peut entraîner la déformation complète de la bâche hydraulique.
- Lors de la baisse de niveau, s'il n'y a pas d'aspiration d'air, il y a un risque important de cavitation de la pompe hydraulique.
1.3.2 La bâche pressurisée
Equipée de : - Un témoin électrique de niveau - Une électro-pompe de remplissage - Une vessie qui a pour rôle : • d'empêcher tout contact entre l'huile et l'air extérieur, ceci évite un risque de pollution externe • de pressuriser légèrement l'huile de la bâche, ce qui permet d'éviter des risques de cavitation de la
( des ) pompe ( s ) à l'aspiration. - Des chicanes permettant de tranquilliser l'huile - Un orifice d'aspiration avec crépine - Un orifice de retour avec filtre - Un orifice de vidange - Une mise à la pression atmosphérique ( reniflard )
Mise à la pression atmosphérique ( reniflard )
Aspiration Retour
Niveaux - à chaud - à froid
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Fonctionnement vessie dégonflée :
- La vessie est munie d'une tige équipée au bout d'une pièce de métal - Un détecteur de métal est fixé sur la bâche - Le témoin électrique reste allumé tant que la vessie n'est pas suffisamment gonflée
Fonctionnement vessie gonflée :
- La vessie gonflée vient se plaquer sur le niveau d'huile - Le détecteur reçoit l'information de présence de la pièce métallique - Le témoin de niveau s'éteint : le système hydraulique est prêt à fonctionner
2 Les filtres
2.1 Rôles Un filtre permet de protéger tous les éléments et organes hydrauliques d'un circuit en retenant les impuretés contenues dans ce fluide.
Il retient les impuretés de dimensions supérieures ou égales à celles des jeux les plus faibles des organes hydrauliques.
Aspiration Retour
Niveaux - à chaud - à froid
P = 0 bar ( air ) Vessie
dégonflée
P = 0,250 bar ( air )
Aspiration Retour
Niveaux ➟ à chaud ➟ à froid
Vessie gonflée
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Ces impuretés sont de trois types :
- Pollution originelle : poussières, oxydes déjà présents dus à la construction, à la réalisation des organes du circuit ( µ particules ) et au montage.
Cette pollution impose une première vidange plutôt que la périodicité normale.
- Pollution fonctionnelle : due à l'usure des organes - Pollution extérieure : lors du remplissage, joints ou reniflards non efficaces.
Il existe différents types de filtres :
- Cartouche à toile métallique (acier inoxydable) - Cartouche à tamis - Papier, cellulose et résine - Rondelles crénelées - Avec by-pass : clapet anti-retour et cartouche rétractable - Magnétique
2.2 Symboles Un filtre est toujours monté en série dans le circuit.
Exemple de filtre équipé d'un by-pass et d'un pressostat
ENTREE SORTIE
Filtre simple Filtre équipé d'un by-pass et d'un pressostat
Filtre équipé d'un by-pass
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2.3 Emplacement dans le circuit
1 Filtre à l'aspiration : Basse Pression
2 Filtre en débit de pompe : Haute Pression
3 Filtre sur le retour : Basse Pression
4 Filtration en continu : Basse Pression
3 Les joints Le problème de l'étanchéité est capital dans une installation hydraulique, aussi utilise-t-on des joints destinés à supprimer les fuites d'huile qui se traduisent par une perte de rendement ,une consommation excessive d'huile et éventuellement un risque d'incendie.
3.1 Différents types de joints
Les joints diffèrent en fonction de : - leur utilisation statique ou dynamique - la nature de l’huile - la température de fonctionnement - la pression de fonctionnement - des différentes vitesses linéaires et rotatives - de la rugosité du métal
En fonction de leur nature: - métaux : cuivre, aluminium - élastomères naturels : caoutchouc - élastomères de synthèse : Néoprène, silicone, …
3
1
2
4
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- thermoplastiques : Nylon, Téflon, … - composite : association d’un élastomère et d’une bague plastique
3.2 Les montages statiques
3.2.1 Etanchéité statique :
2 pièces fixes l’une par rapport à l’autre ( elles peuvent être en mouvement toutes les 2)
3.2.2 Joints utilisés :
- plat en cuivre ou en aluminium - carré ou rectangulaire - torique - elliptique - étoile - Kit dépannage joints torique
Ils évitent les fuites externes
3.2.3 Phénomènes d'extrusion:
Lorsque la pression hydraulique vient s'exercer sur le côté du joint, il y a un risque de déformation puis de déchirement.
Afin d'éviter ce phénomène certains joints sont équipés de bagues
3.3 Les montages dynamiques
3.3.1 Etanchéité dynamique :
2 pièces en mouvement l’une par rapport à l’autre
On distingue :
• les mouvements de rotation (pour les moteurs, les pompes ) Joint spi
• les mouvements de translation (pour les vérins) - carré ou rectangulaire avec ou sans anneau anti-extrusion - torique - elliptique - étoile - à chevrons - à lèvres (joint Spi) - racleur - les joints oléiques
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Les joints à chevrons Sont réglables, au resserrage, le diamètre intérieur diminue et le diamètre extérieur augmente. On peut donc ainsi rattraper l’usure du joint
Les fuites sont évitées jusqu’à une pression de 500 bars
Les joints oléiques : Constitués par des micro rainures usinées sur les organes en translation
Beaucoup d'organes hydrauliques en sont équipés, ils ont donc chacun un retour de fuite à la bâche.
Rôles : - La pression monte tout autour du piston, ceci l'équilibre et évite qu'il ne s'arc-boute au départ
du mouvement. - Lubrification - Régulation thermique
4 Les raccords rapides Ce sont des raccords à soupapes automatiques qui permettent de réaliser rapidement, sans perte d'huile et sans entrée d'air le raccordement entre deux canalisations.
4.1 Symbole : Deux symboles possibles
Piston
Tig
e Ecrou de réglage
Chevrons
Fut
du
véri
n
Piston
Tig
e
Resserrage de l'écrou de réglage
Fut
du
véri
n
Fuites externes
Retour de fuites
rainures (gorges)
Film d'huile
Désaccouplé Accouplé
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5 Le joint tournant
5.1 Rôle C'est un organe de liaison hydraulique assurant l'alimentation d'un élément mobile en rotation (ex : la tourelle) quelque soit sa position par rapport à un élément fixe (ex : le châssis)
Il est placé en série sur une canalisation et peut comporter autant de voies que nécessaire.
5.2 Symbole :
5.3 Fonctionnement
6 La régulation de température
6.1 Rôle L'huile par elle-même se refroidit en circulant dans les différents organes du circuit. L'élévation de température de l'huile n'est pas acceptable au-dessus d'une certaine limite. Au delà de celle-ci la viscosité du fluide diminue et son pouvoir lubrifiant se dégrade. La chute de viscosité provoque une diminution du rendement volumétrique des composants. Les joints synthétiques vieillissent plus rapidement.
1.1.1 Désignation:
Joint tournant hydraulique 5 voies
(Le trait pointillé indique un retour de fuites)
Partie mobile en rotation
Rainures annulaires
Orifices sur la partie mobile
Partie fixe
Orifices sur la partie fixe
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6.2 Différents types
6.2.1 Le refroidisseur
L'agent de régulation de température est de l'air qui est forcé par un ventilateur au travers d'un radiateur d'huile.
6.2.2 L' échangeur de température
L'agent de régulation de température est le liquide de refroidissement du moteur thermique qui traverse un échangeur de température.
Symbole du refroidisseur et de l'échangeur
6.2.3 Le réchauffeur
Permet de réchauffer le fluide hydraulique d'un circuit fonctionnant dans un environnement trop froid.
Il évite la cavitation ( problèmes de pompabilité à l'aspiration )
Symbole :
Sans indication des conduites de fluide Avec indication des conduites de fluide
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4 LES POMPES HYDRAULIQUES
1 Définitions
1.1 But La pompe hydraulique transforme l'énergie mécanique de rotation reçue ( cardan, engrenages, courroies, etc … ) en énergie hydraulique. Elle crée le débit dans la génération hydraulique et doit être capable de supporter les pressions présentes dans le circuit.
Le débit de la pompe est fonction de sa cylindrée et de son régime de rotation.
1.2 Classification Il existe deux classes de pompes :
1.2.1 Les pompes centrifuges
Sont caractérisées par leur gros débit et leur faible capacité à supporter la pression d'un circuit.
Elles sont utilisées dans les domaines agricoles pour l'arrosage, ménagers pour les pompes de vidange, automobile pour le refroidissement et le balayage, et industriels pour l'accélérateur de chauffage central.
1.2.2 Les pompes volumétriques
Ce sont les pompes utilisées dans les circuits hydrauliques.
La caractéristique d'une pompe est sa cylindrée c'est à dire la quantité d'huile qu'elle peut refouler en un tour .
Principe de fonctionnement des pompes volumétriques : C'est la variation de volume à l'intérieur de la pompe qui lui permet de débiter la quantité de fluide nécessaire au bon fonctionnement du circuit hydraulique. Ce fonctionnement comporte 2 phases au minimum pour toutes les pompes et 3 phases pour certaines autres .
- 1° phase : Lorsqu'il y a augmentation de volume c'est l'aspiration
Q L/mn =
V cm3 X N tr/mn
1000
Orifice d'aspiration
Orifice de débit
Ailettes
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- 2° phase : Lorsqu'il y a diminution de volume c'est le refoulement - 3° phase : S'il n'y a pas de variation de volume c'est une phase de transport de l'huile.
1.3 Différents types de construction Elle se fait d’après leur:
• Réalisation - pompe à engrenages extérieurs - pompe à engrenages intérieurs - pompe à palettes - pompe à pistons en ligne - pompe à pistons radiaux - pompe à pistons axiaux
• Cylindrée Il existe des pompes volumétriques à cylindrée variable. ( régime de rotation fixe )
• Capacité à être réversible L'aspiration devient le refoulement et inversement (sans inversion du sens de rotation de l'entraînement).
2 Symbolisation
Pompe à cylindrée constante, non réversible
Pompe à cylindrée constante, réversible
Pompe à cylindrée variable, non réversible
Pompe à cylindrée variable, réversible
PMH
PMB
Aspiration
PMH
PMB
Refoulement
PMH
PMB
Point mort haut
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3 Les pompes à engrenage
3.1 A dentures extérieures
3.1.1 Description :
- Un engrenage composé d'un pignon menant et d'un pignon mené est entraîné en rotation - Un stator comporte des orifices d'aspiration et de refoulement.
3.1.2 Fonctionnement :
Lors du désengrènement des deux pignons, les dents sortent de leur logement → il y a augmentation de volume et aspiration
Lors du passage de l'huile entre les pignons et le corps de pompe → il n'y pas de variation de volume, c'est la phase de transfert
Lors du ré-engrènement des deux pignons, les dents rentrent dans leur logement → il y a diminution de volume et refoulement
3.1.3 Option : compensation radiale
Des forages dans les deux pignons font communiquer deux cavités opposées
La pression est égale dans tout le circuit
Les forces induites sont
- - de même direction - - de sens opposé - - de même intensité
→ Ces forces s'annulent
Pignon menant Pignon mené
Orifice d'aspiration
Orifice de refoulement
Stator de la pompe
Pression de service
F1
F
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Des forages dans le corps de la pompe communiquent avec le débit de la pompe.
La pression est égale dans tout le circuit
→ Il y a équilibre de toutes les forces
Ces options permettent d'augmenter la durée de vie d'une pompe à engrenages à dentures extérieures.
3.1.4 Option : compensation axiale
La pression de service régnant dans l'orifice de refoulement crée des forces qui tendent à écarter les deux jumelles. Des forages percés dans celles-ci permettent d'équilibrer les forces d'écartement et celles de rapprochement. Ces deux forces sont de même direction de même valeur et de sens opposés, elles s'annulent et il y a équilibre.
Pression de service
3
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3.2 A denture intérieures
3.2.1 Symbole
Pompe à cylindrée constante, non réversible
3.3 Conclusion Les pompes à engrenages ont un rendement global de 50 à 75%. Elles sont aptes à fournir des débits de l'ordre de 200 l/mn, mais ne résistent qu'à des pressions relativement faibles (150 à 250 bars). Elles ne sont pas chères et d'un entretien réduit.
4 La pompe à palettes
Pignon mené
Pignon menant
Croissant séparateur
Orifice d' aspiration
Orifice de refoulement
Désengrènement = Aspiration Transport Ré engrènement = Refoulement
1 2
3
Orifice d'aspiration
Orifice de refoulement
RotorStator
Excentration
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4.1 Description : - Un rotor comportant des rainures dans lesquelles coulissent des palettes - Un stator cylindrique excentré par rapport au rotor comportant des augets d'aspiration et de
refoulement.
4.2 Fonctionnement : - Lors de la rotation les palettes s'éloignent de plus en plus du rotor - Les volumes 1 - 2 - 3 augmentent au fur et à mesure de la rotation → C'est l'aspiration - A la moitié de la rotation les palettes se rapprochent du rotor - Les 3 volumes diminuent → C'est le refoulement - Il n'y a pas de phase de transport
4.3 Principe de réversibilité
Le stator de pompe peut se déplacer latéralement de gauche à droite.
- Lorsque le stator est à droite : l'aspiration est en haut et le refoulement en bas, le débit est maximum
- Le débit diminue jusqu'à être nul lorsque les deux axes ( rotor - stator ) se confondent. - Lorsque le stator est à gauche : le refoulement est en haut et l'aspiration en bas, le débit est
maximum mais dans l'autre sens.
4.4 Option sur la pompe à palettes Pompe équipée de canaux de prise de pression et de piston qui permettent de plaquer les palettes sur le stator à faible régime.
Aspiration
Aspiration Refoulement
Refoulement Débit nul
Canal de prise de pression
Pistons
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4.5 Symbole
Pompe à cylindrée variable, réversible
4.6 Conclusion Les pompes à palettes ont un rendement global de 60 à 70%. Elles sont aptes à fournir un débit maxi de 200 l/mn mais ne résistent qu'à des pressions relativement faibles. ( 210 bars maxi )
5 La pompe à pistons en ligne
5.1 Description : Comparable à un moteur thermique ( vilebrequin - bielle - piston - cylindre ) mais l'ouverture des clapets d'aspiration et de refoulement est automatique.
5.2 Fonctionnement : L'augmentation de volume due à la descente du piston crée l'aspiration
Il n'y a pas de phase de transport
La diminution de volume due à la montée du piston crée le refoulement
5.3 Symbole
Pompe à cylindrée fixe, non réversible
Orifice d'aspiration
Orifice de refoulement
Clapet de refoulement
Clapet d'aspiration
Piston
Embiellage
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5.4 Conclusion Du fait de la présence de clapets, cette pompe n'a pas la capacité de variation de débit ni de réversibilité.
Pour régulariser le débit, il y a toujours un nombre de pistons impairs ( pas de phénomène de résonance ).
Les masses en mouvement ne permettent pas d'avoir des vitesses très élevées.
6 La pompe à pistons radiaux
6.1 Description : - Un axe creux sert de pivot central et de collecteur (supporte les orifices d'aspiration et de
refoulement) - Un rotor comportant des alésages radiaux dans lesquels coulissent des pistons libres tourne
autour du collecteur. - Un stator qui est le corps de la pompe. (il peut être de forme elliptique, cylindrique ou à cames).
6.2 Fonctionnement : Lors de la mise en rotation de la pompe, les pistons sont plaqués sur la piste par la force centrifuge. Du fait de la forme des cames certains pistons se trouvent au point mort haut et d'autre au point mort bas. Les pistons au point mort bas coulissent dans leur logement et s'éloignent du centre du rotor, il y a une augmentation de volume. → C'est l'aspiration
Les pistons au point mort haut coulissent dans leur logement et se rapprochent du centre du rotor, il y a diminution de volume. → C'est le refoulement
Il n'y a pas de phase de transport.
Rotor mobile en rotation
Course de refoulement
Course d'aspiration
Stator fixe ( corps de pompe )
Collecteur : Orifice d'aspiration
Piston
Piste
Orifice de refoulement
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6.3 Principe de réversibilité
Le stator de pompe peut se déplacer latéralement de gauche à droite.
Lorsque le stator est à droite : l'aspiration se fait par le haut et le refoulement par le bas, le débit est maximum
Le débit diminue jusqu'à être nul lorsque les deux axes ( rotor - stator ) se chevauchent.
Lorsque le stator est à gauche : le refoulement se fait par le haut et l'aspiration par le bas, le débit est maximum mais dans l'autre sens.
6.4 Symbole Pompe à cylindrée variable et réversible
7 La pompe à pistons axiaux
Aspiration
Refoulement Aspiration
Refoulement Débit nul
7
Aspiration
Refoulement
Plateau d'entraînement
Piston
Barillet
Collecteur
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7.1 Description : - Un bloc cylindrique comportant un certain nombre d'alésages axiaux périphériques. ( barillet ) - Un plateau d'entraînement sur lequel s'articulent des biellettes reliées à des pistons. - Un collecteur à glace comportant des orifices d'aspiration et de refoulement.
7.2 Fonctionnement : Les pistons et le barillet sont solidaires en rotation du plateau d'entraînement.
Lors de la mise rotation de celui-ci, les pistons vont coulisser dans le barillet de leurs points morts bas à leurs points morts hauts. Il y a augmentation de volume → C'est l'aspiration
Simultanément de l'autre côté les pistons remontent vers leurs points morts hauts, il y a diminution de volume → C'est le refoulement
Il n'y a pas de phase de transport
7.3 Différents types
7.3.1 A axe en ligne :
A cylindrée fixe : Le plateau et l'arbre d'entraînement sont dans le même axe. Le plateau est usiné avec un angle qui permet le déplacement des pistons.
A cylindrée variable : Le plateau peut s'incliner, ce qui permet la variation de cylindrée.
7.3.2 A axe brisé :
A cylindrée fixe : L'angle déterminé par l'axe d'entraînement et celui du barillet permet le déplacement des pistons.
A cylindrée variable : Le barillet peut pivoter sur les rotules liant les pistons au plateau, ce qui permet la variation du débit.
7.4 Principe de réversibilité
La course des pistons est fonction de l'angle d'inclinaison du plateau d'entraînement par rapport à l'axe des barillets.
• Si on modifie cet angle, on modifie : la course → la cylindrée → le débit • Si on inverse l'inclinaison, on modifie :le sens du débit
Aspiration
RefoulementAspiration
Refoulement
Débit nul
Collecteur
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7.5 Symbole
Pompe à cylindrée variable et réversible
7.6 Conclusion Les pompes à pistons ont un rendement global de 70 à 80%, ce qui est le meilleur rendement de toutes les catégories de pompes. C'est pourquoi elles sont très utilisées dans tous les circuits ou les puissances élevées s'imposent. ( pression et débits élevés )
Contrairement aux autres types, ces pompes voient leur rendement augmenter avec la pression
Leur précision d'usinage augmente le prix de revient et leur vulnérabilité par défaut d'entretien.
8 Causes de détérioration des pompes L'usure généralisée de la pompe provoque l'augmentation des fuites internes d'où diminution sensible du débit et de la pression ( le rendement volumétrique chute ). Il faut donc respecter les règles d'entretien et tout particulièrement le nettoyage des filtres et leur échange périodique.
Les détériorations les plus fréquentes proviennent des anomalies suivantes : - Fonctionnement à sec. ( manque d'huile ou cavitation ) - Utilisations en surpression. - Utilisations en survitesse. - Mauvaise qualité ou caractéristique de l'huile employée.
8.1 Les pompes à engrenages Constatations
Rayures plus ou moins profondes sur la périphérie interne du corps de la pompe
Causes - Huile très polluée - Inefficacité des filtres
Constatations
Fraisage profond correspondant à la largeur des pignons sur la périphérie interne du corps de la pompe (particulièrement dans les deux zones d’alimentation)
Causes - Jeu excessif entre les arbres des pignons et les paliers lisses des
jumelles - Surcharges fréquentes, intermittentes sollicitées par la pompe - Inefficacité des filtres
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BOURGES – BP 24 18998 AVORD ARMÉES Pnia : 821 181 74 99 – Tél. : 02 48 68 74 99 – Fax : 02 48 68 74 59
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Constatations
Rupture du corps de pompe dans les zones affaiblies par les usinages (orifices d’alimentation, de refoulement, ou passage des vis de fixation des couvercles)
Causes - Surcharges fréquentes, intermittentes - Sur tarage du limiteur de pression - Blocage de celui-ci en position fermée
Constatations
Modification dans la couleur originale de la matière constituant les flancs des jumelles
Causes - Elévation anormale de la température de l’huile - Perte des propriétés lubrifiantes du fluide
Nota : les piquages indiqués par les flèches sont dus à la cavitation
Constatations
Empreintes de dents des pignons sur le flanc des jumelles
Causes - Introduction d’huile chaude dans une huile froide (passage au banc par
exemple) - Rodage de la pompe incorrectement réalisée
Constatations
Jumelles marquées profondément dans la zone d’intersection des dentures des deux pignons
Cause - Projection d’huile très polluée durant la compression de ce fluide
Constatations
Rayures circulaires sur la planéité des jumelles
Cause - Encrassement de l’huile (les craquelures sont dues à des effets du choc
thermique ).
Constatations
Planéité des flancs de jumelles fortement entaillées
Cause - Infiltration d’impuretés e grosse dimensions entre pignon et jumelle
(limaille, petit copeaux).
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Constatations
Roulements ou alésage des jumelles, décelant une usure incompatible avec le nombre d’heures de fonctionnement
Causes - Fonctionnement à pression trop élevée - Limiteur de pression ne convenant pas à l’installation (mauvaise plage
de réglage)
Constatations
Denture piquée profondément et uniformément
Causes - Consécutive à de l’eau ou à un fluide corrosif - Cette pigmentation est constatée après une longue d’inactivité
Constatations
Denture fortement écaillée et profondément rayée
Cause - Introduction d’une ou plusieurs particules de métal dans les
composants
Constatations
Amorce de grippage, ou rupture de l’arbre de commande présentant une cassure oblique
Causes - Pollution prononcée de l’huile - Lubrification incorrecte
Constatations
Rupture franche de l’arbre de commande. La cassure est nette, parfaitement perpendiculaire à l’axe longitudinal
Causes - La rupture par cisaillement est due à une série de surcharges - Fonctionnement incorrect ou sur tarage du limiteur de pression - Blocage de celui-ci en position fermée
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8.2 Les pompes à palettes
Constatations
Présence de facettes très prononcées sur la piste interne de l’anneau statorique
Cause - Rebondissement des palettes sur l’anneau statorique du au
phénomène de cavitation
Constatations
Rayures plus ou moins prononcées sur la piste interne de l’anneau statorique
Causes - Pollution de l’huile - Action combinée de l’air, de l’eau et de l’huile ,d’une
élévation de la température du fluide (formation de cambouis)
Constatations
Rayures plus ou moins prononcées sur la piste interne de l’anneau statorique
Causes - Pollution de l’huile - Action combinée de l’air, de l’eau et de l’huile, d’une
élévation de la température du fluide (formation de cambouis)
Constatations - Rupture d’une section de rotor parte palettes - Rayures peu profondes sur les parties latérales du rotor - Rayures peu profondes sur les flasques latérales du rotor
Cause - Pollution du fluide - Filtration inefficace
Constatations - Arrachement très prononcé du métal sur les parties latérales
et la périphérie ru rotor porte palettes - Arrachement très prononcé du métal sur les flasques latéraux
du rotor
Causes - Abrasif de taille importante en circulation dans le système - Pompe hors d’usage
Nettoyage complet de l’installation, suivi d’un rinçage du circuit
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Constatations
Collage des palettes au fond des gorges
Causes - Abrasifs de fines dimensions en circulation dans le fluide - Excès de température et formation de cambouis
8.3 Les pompes à pistons radiaux
Constatations - Bruits anormaux - Roulement en mauvais état
Causes
La durée de vie d’un roulement est liée : - à la qualité et à la propreté de l’huile utilisée - à la position du drain de la pompe - surtout à deux facteurs suivants :vitesse et pression
d’utilisation
Une augmentation de 25% du régime de rotation se traduit par une diminution de vie des roulements de l’ordre de 25 %
Une augmentation de pression der 25% réduit la durée de vie des roulements d’environ 50%
8.4 Les pompes à pistons axiaux
Constatations
Jeux excessif entre : - L’alésage du carter et les bagues extérieures des roulements - L’arbre de commande et les cages intérieures des roulements
Causes - Surcharge - Alignement incorrect
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Constatations
Jeu excessif entre bielle et piston (le jeu ne doit pas excéder 0,4 à 0,5 mm)
Causes - Surcharge - Lubrification incorrect
Constatations
Jeux important entre pistons et cylindres, rayures longitudinales profondes sur les pistons et dans les alésages du barillet
Cause - Huile et atmosphère excessivement polluées
Constatations
Rupture d’une tête ou des têtes de pistons au niveau de la ou des rotules sphériques
Causes - Grippage des pistons dans les alésages des barillets - Dégradation des glaces de distribution à la suite
d’introduction de matières étrangères abrasives dans l’huile - Augmentation de la température de fonctionnement - Démarrage ou inversion fréquente de sous charge
Constatations
Rupture longitudinales sur les pistons et les alésages du barillet, et circonférentielles sur les glaces de distribution
Causes - Huile polluée - Introduction de matières étrangères abrasives par le reniflard
du réservoir - Filtres détériorés
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8.5 Détériorations communes
Constatations
Fuites externes
Causes - Elastomère constituant les joints incompatible avec
le fluide utilisé (point d’aniline) - Joints non conformes ou coupés au montage - Joints usés
Constatations - Rupture de l’arbre d’entraînement - Roulement hors d’état après une période de
fonctionnement réduite
Causes - Surcharges excessives dues à une tension de la
courroie d’entraînement (s’il y en a une) - Grippage interne des pièces dû à une longue période
d’immobilisation (la rupture se produit dès le remise en route)
- Survitesse ou pression de service trop grande - Sur tarage du limiteur de pression (ou non-
fonctionnement)
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5 LES APPAREILS DE PRESSION
1 Introduction Comme cela à été vu dans les notions de bases, la pression est proportionnelle aux forces résistantes
Si la surface demeure constante, la pression sera proportionnelle à la force ( vérin ) ou au couple (moteur) à vaincre. Il est donc nécessaire de limiter cette pression d'une part pour éviter la détérioration des composants, d'autre part pour régler les performances et sécuriser l'emploi de l'engin.
Les soupapes régulatrices de pression ont pour rôle de limiter la pression dans une installation hydraulique ou dans une portion de circuit soit : - Pour protéger les composants - Pour limiter la force d'un récepteur
On distingue suivant leur emplacement dans le circuit :
• plusieurs types de soupapes: - Les soupapes de régulation de pression - La soupape réductrice de pression - La soupape de séquence
• un équipement comprenant une soupape et un accumulateur - Le conjoncteur-disjoncteur
Ces soupapes suivant leur principe de fonctionnement seront: - à action directe - à action pilotée
Un circuit peut nécessiter l'emploi de plusieurs soupapes régulatrices de pression.
2 Différents types de soupapes
2.1 Les soupapes de régulation de pression
2.1.1 Rôles
Les soupapes de régulation de pression servent à réguler la pression d'utilisation du circuit pour le protéger .
2.1.2 Symbole
Si F augmente → P augmente
P bar =
F DaN
S cm²
Bâche hydraulique
débit pompe Distributeur
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2.1.3 Fonctionnement
Soupape à action directe
- La pression monte dans le circuit et vient s'appliquer sur la surface du clapet - Lorsque la force hydraulique dépasse la valeur de tarage du ressort du clapet, celui-ci
monte et permet un retour en bâche. - Il y a alors chute de pression dans le circuit, le ressort redevient prépondérant et le clapet
redescend sur son siège. - La soupape régule à sa pression de tarage Les soupapes à action directe sont le plus souvent utilisées pour de faibles pressions et de faibles débits car l'ouverture et la fermeture du clapet se font assez brutalement. Cela entraîne une tendance aux vibrations qui peut être néfaste au bon fonctionnement et à la longévité du clapet et de son siège, de la pompe et des récepteurs.
Soupape à action pilotée
Elle se compose de deux soupapes : une principale et une pilote.
- La pression monte dans le circuit, vient s'appliquer sur la surface du clapet de l'étage principal, passe au travers du gicleur et vient s'appliquer sur la surface du clapet de l'étage pilote.
Retour en bâche
Vers le récepteur
Corps
Ressort de tarage
Siège du clapet
Clapet
Système réglage
Pression hydraulique
Ressort de l'étage principal
Ressort de l'étage pilote
T
Gicleur
Etage principal
Etage pilote
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- Lorsque la force hydraulique dépasse la valeur de tarage du ressort du clapet de l'étage pilote, il y a communication avec la bâche.
- La pression chute au-dessus du clapet de l'étage principal, celui-ci monte et permet un retour en bâche.
- IL y a alors chute de pression dans le circuit, le ressort de l'étage principal redevient prépondérant et le clapet de l'étage principal redescend sur son siège.
- La soupape régule à sa pression de tarage. La soupape à action pilotée est plus sensible et plus précise. Le clapet principal fonctionne plus en souplesse et donc les réglages sont plus fiables et laisse passer de gros débits
2.1.4 La soupape principale (primaire)
Rôle : Réguler la pression d'utilisation du circuit dans lequel elle se trouve pour le protéger.
Situation : Elle est :
- toujours située en sortie de pompe - montée en parallèle dans le circuit, elle communique avec la bâche - soit montée sur la pompe - soit montée sur l'entrée du bloc des distributeurs.
2.1.5 La soupape secondaire
Rôle : - Réguler la pression maximum d'utilisation du circuit hydraulique pour le protéger. Elle est tarée à la pression de service.
Situation : Elle est :
- située entre le distributeur et le récepteur - montée en parallèle dans le circuit et communique avec la bâche
2.1.6 La soupape secondaire antichoc
Rôle et situation Idem que la soupape secondaire, mais sa valeur est supérieure à celle de la soupape principale.
Utilisation : Protection du circuit dans lequel elle se trouve lorsque :
- La charge engendre une forte inertie au moment de l'arrêt. - Un effort externe s'exerce sur le récepteur (choc )
2.2 La soupape réductrice de pression
2.2.1 Rôle
La soupape réductrice de pression permet de maintenir dans un circuit secondaire une pression constante inférieure à la pression d'entrée.
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2.2.2 Symbole
2.2.3 Fonctionnement
En position repos, elle est normalement ouverte et permet la communication des deux circuits.
La pression monte dans les deux circuits.
A la valeur de tarage du ressort, la pression hydraulique s'applique sous le tiroir en passant par le canal de pilotage. Celui-ci monte et ferme la communication entre les deux circuits.
Lorsqu'il y a consommation d'énergie, la pression réduite chute, le tiroir descend et permet la réalimentation du circuit réduit jusqu'à la valeur de la soupape.
2.3 La soupape de séquence
2.3.1 Rôle
La soupape de séquence permet l'alimentation avec un ordre de priorité, d'un circuit par rapport à un autre. Elle peut être munie d'un clapet anti-retour pour ramener le récepteur dans sa position initiale.
débit pompe Circuit hydraulique principal
Circuit hydraulique à pression réduite
Position repos
Forte Pression
Pression réduite
Réduction de pression
Système de réglage
Canal de pilotage
Tiroir
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2.3.2 Symbole
2.3.3 Fonctionnement
En position repos , la soupape permet l'alimentation du circuit A et empêche l'alimentation du circuit B.
Il y a séquence lorsque la pression, en montant par le canal de pilotage, est suffisante, le piston pilote se plaque contre le tiroir et l'ensemble monte. Le circuit B set alors alimenté.
débit pompe Circuit hydraulique prioritaire
Circuit hydraulique non prioritaire
B : Circuit non prioritaire
A : Circuit prioritaire
T : Retour en bâche
X : Canal de pilotage
Système de réglage
Piston pilote
A
T
B
X
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2.3.4 Exemple d’utilisation
En position 1 : Le vérin V2 est alimenté en priorité et sa vidange se fait par le clapet anti-retour de la soupape S 2.
Quand la pression arrive à 150 bars V1 est alimenté à son tour.
En position 2 : Le vérin V1 est alimenté en priorité et sa vidange se fait par le clapet anti-retour de la soupape S 1.
Quand la pression arrive à 100 bars V2 est alimenté à son tour.
2.4 Les accumulateurs
2.4.1 Rôle
Un accumulateur sert à accumuler de l'énergie hydraulique dans le circuit et à la restituer sous la même forme.
2.4.2 Symbole
2.4.3 Fonctionnement
Dans un carter étanche, deux fluides, le liquide hydraulique et un gaz inerte, l'azote coexistent.
Ces deux fluides sont séparés par différentes réalisations pour qu'il n'y ait pas mélange.
Les caractéristiques de compression et de détente de l'azote sont utilisées pour permettre d'accumuler ou de restituer l'énergie hydraulique à la demande.
1
2 V1
V2
S 1 = 150 bars
S 2 = 100 bars
200 bars
Simplifié Complet
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2.4.4 Utilisations
- Réserve d'énergie - Maintien en position et sous pression d'un récepteur - Amortissement de coups de béliers - Réserve d'énergie utilisable en secours - Compensation de fuites
2.4.5 Différents types
Accumulateur à piston Le piston :
- est libre à l'intérieur du cylindre rodé en acier - sépare le gaz du fluide liquide
L' accumulateur est utilisable jusqu'à des pressions de 330 bars.
Il est mal adapté aux absorptions de vibrations, son utilisation est par contre excellente en haute pression et à température élevée.
Il est nécessaire pour son fonctionnement de l'installer en position verticale.
Accumulateur à vessie
Corps Raccord de gonflage ( azote )
Clapet déflecteur
Déformation de la vessie
Circuit hydraulique
2 1
Clapet déflecteur
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1- Lors de la montée en pression dans le circuit hydraulique, le clapet déflecteur oriente le flux d'huile sur le bord intérieur du corps de l'accumulateur, ceci évite un risque de déchirure de la vessie à ce moment.
Il y accumulation d'énergie.
2- Lors de la consommation d'énergie la vessie retrouve progressivement sa forme d'origine, le clapet déflecteur se ferme en fin de restitution d'énergie, ceci évite l'extrusion de la vessie à ce moment.
Accumulateur à membrane
Lors de la montée en pression dans le circuit hydraulique, la membrane se déforme, il y a accumulation d'énergie.
Lors de la consommation d'énergie la membrane retrouve progressivement sa forme d'origine, c'est la restitution de l'énergie stockée.
2.5 Le conjoncteur disjoncteur
2.5.1 Rôle
Le conjoncteur disjoncteur permet de maintenir un circuit hydraulique entre deux valeurs de pression :
- Une valeur maximum c'est la disjonction - Une valeur minimum c'est la conjonction
2.5.2 Symbole
débit pompe
Bâche hydraulique
Accumulateur
Circuit hydraulique
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2.5.3 Fonctionnement
1° phase : Montée en pression du circuit hydraulique
- La pompe débite dans le circuit
- Le clapet anti-retour s’efface
- Le circuit A et l’accumulateur sont alimentés
- La pression monte dans le circuit
- Le piston 1 subit cette pression
- Le piston 2 ne bouge pas
2° phase : La disjonction
- Lorsque la pression qui agit sur le piston 1 est suffisante, celui-ci se déplace vers la droite.
- La pression régnant alors dans la chambre opposée chute (communication à la bâche )
- Le piston 2 monte laissant tout le débit s’écouler à la bâche
- Le clapet anti-retour se ferme
A P T
2
1
A P T
1
2
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3° phase : La conjonction - Lorsque la pression qui
agit sur le piston 1 est suffisante, celui-ci se déplace vers la droite.
- La pression régnant alors dans la chambre opposée chute (communication à la bâche )
- Le piston 2 monte laissant tout le débit s’écouler à la bâche
- Le clapet anti-retour se ferme
A P T
1
2
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6 LES APPAREILS DE DEBIT ET DE BLOCAGE
1 Les appareils de débit La vitesse d'un récepteur, vérin ou moteur, est fonction de sa cylindrée et du débit d'alimentation. Si le volume du vérin ou la cylindrée du moteur reste constant, la variation de vitesse peut être obtenue en modifiant le débit d'alimentation ou de retour du récepteur.
1.1 Les limiteurs de débit
1.1.1 Rôle
- Permet d'ajuster le débit entrant ou sortant d'un récepteur pour en contrôler la vitesse. - Crée une surpression en amont de l'étranglement.
1.1.2 Le limiteur de débit sensible à la viscosité :
Ce sont des étranglements qui ont la caractéristique d'avoir des parois longues. Il y a beaucoup de surface de contact entre les parois du limiteur et l'huile sur la zone de laminage.
Limiteur de débit double effet - ralentit le récepteur dans les deux sens de passage de l'huile - sensible à la viscosité - réglable ou non réglable
Symbolisation
Fonctionnement
Une fente usinée dans un axe libre en rotation permet le réglage de l'étranglement
Une vis pointeau libre en translation permet le réglage de l'étranglement
v m/s =
Q l/mn
6 x S cm²
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Limiteur de débit simple effet - ralentit le récepteur dans un seul sens de passage de l'huile - sensible à la viscosité - réglable ou non réglable
Symbolisation
Fonctionnement limiteur non réglable
Fonctionnement limiteur réglable
1.1.3 Le limiteur de débit insensible à la viscosité :
Ce sont des étranglements qui ont la caractéristique d'avoir des parois minces. Il y a peu de surface de contact entre les parois du limiteur et l'huile sur la zone de laminage.
Ils sont très peu utilisés sur les circuits de puissance mais surtout sur les circuits de pilotage et de gavage qui travaillent à de faibles débits et de basses pressions.
Le débit provenant de la gauche : - Déplace le clapet à droite - Permet le débit par les orifices
périphériques
Le débit provenant de droite : - Plaque le clapet sur son siège - Permet le débit par le gicleur
central uniquement
Le débit provenant de la gauche : - Plaque la bille sur son siège - Limite le débit par la vis pointeau
réglable
Le débit provenant de droite : - Décolle la bille de son siège - Ne limite pas le débit
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Limiteur de débit double effet - ralentit le récepteur dans les deux sens de passage de l'huile - insensible à la viscosité - réglable ou non réglable
Symbolisation
Fonctionnement non réglable Le flux venant deux sens , il y a limitation de débit
Inconvénient:
- Erosion - Impossibilité de réglage - Variation de section avec la pollution (
encrassement )
Fonctionnement réglable
Le débit est limité dans les deux sens de passage de l'huile.(A vers B et inversement)
Limiteur de débit simple effet - ralenti le récepteur dans un seul sens de passage de l'huile - insensible à la viscosité - réglable ou non réglable
Symbolisation
B A
B A
Aucune limitation de débit Limitation de débit maximale
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Fonctionnement
Assure le libre passage du fluide dans un sens et le freine dans l’autre sens pour assurer une limitation de vitesse ( contrôle peu précis de la vitesse )
1.2 Le diviseur de débit
1.2.1 Rôle
Ils sont utilisés lorsque le débit d’une pompe doit être divisé en deux ou plusieurs débits secondaires
1.2.2 Symbolisation
1.2.3 - Fonctionnement
1.3 Le diviseur de débit à action prioritaire
1.3.1 Rôle
Ils assurent une alimentation prioritaire sur un circuit. Par exemple il donne la priorité à un organe de sécurité (direction ) au détriment d’une autre fonction. (équipement ).
Q pompe
Récepteur A Récepteur B
Q1 Q2
Q pompe
Récepteur A Récepteur B
Q1 Q2
Q pompe
Récepteur A Récepteur B
Q1 Q2
Q pompe
Récepteur A Récepteur B
Q1 Q2
Si les récepteurs A et B génèrent la même pression :
Q1 = Q 2
Si le récepteur A génère plus de pression B :
Q1 > Q 2
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1.3.2 Symbolisation
DirectionEquipement
LS
1.3.3 Fonctionnement
Au repos le ressort pousse le tiroir vers la gauche
Lorsque le débit principal traverse la valve le tiroir est piloté vers la droite
Sa position d'équilibre sera fonction :
- de la pression résultant de l'utilisation de la direction - de la valeur LS provenant du boîtier de direction - du ressort L'information est limitée par le Limiteur de Pression
LS direction Direction Equipement
Q principal
Q P
Q Direction
Q Equipement
Information L.S.
Bâche
Tiroir Ressort
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2 Les appareils de blocage
2.1 Les clapets anti-retour simples
2.1.1 Rôle
Ce sont des appareils d'arrêt qui permettent le passage de l'huile dans un sens et l'empêche dans l'autre.
Ils sont toujours branchés en série dans le circuit. Leur corps est repéré par une flèche indiquant leur sens passant.
2.1.2 Symbolisation
2.1.3 Fonctionnement
2.1.4 Utilisations
- Clapet by pass pour les filtres et les limiteurs de débit simple effet - Maintien de pression résiduelle dans un circuit ( pilotage ) - Clapet d'isolement ( protège la pompe de surpressions ) - Bloc de ré alimentation : - Permet la ré alimentation du circuit qui se trouve brutalement en dépression
- lors d'un choc dans l'axe du vérin. - lorsqu'un moteur est entraîné en inertie ( bras d'une grue par ex. )
Si un moteur est entraîné en rotation par son inertie, il se transforme en pompe : Le distributeur en position neutre maintien un blocage hydrostatique du moteur
Il y a montée en pression d’un côté et dépression de l’autre ( risque de cavitation )
La soupape secondaire 2 protège le circuit en surpression et maintien une pression égale à sa valeur de tarage. Cette pression qui vient s’appliquer aux surfaces internes du moteur génère une force hydraulique qui s’oppose au mouvement de rotation par inertie : il y a freinage.
Le clapet anti-retour 1 s’ouvre et permet d’aspirer l’huile provenant du circuit en surpression.
Il y a alors ré alimentation du circuit en dépression ce qui évite la cavitation
Clapet anti-retour simple Clapet anti-retour taré
(maintien de pression résiduelle)
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2.2 Le sélecteur de circuit
2.2.1 Rôle
Il sert à sélectionner un circuit pour le diriger vers un organe récepteur ou une commande. Il est aussi bien utilisé en pilotage qu'en commande.
2.2.2 Symbolisation
2.2.3 Fonctionnement
2.3 Les clapets anti-retour pilotés
2.3.1 Rôle
Ils servent à faire du maintien en position, c'est-à-dire assurer le positionnement d'un récepteur et ainsi maintenir efficacement une charge. Ils autorisent le passage du fluide dans le sens interdit et permettent la descente d'un vérin double effet par ex.
2.3.2 Symbolisation
Surpression
Dépression
2 Force hydraulique
1
Entrée 2
Entrée 1
Sortie Entrée 2
Entrée 1
Sortie
B A
X
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2.3.3 Fonctionnement
Position neutre du distributeur: La charge plaque la bille sur son siège, il y a blocage hydrostatique
Le côté A du clapet est sans pression ( bâche )
Position croisée du distributeur: Le débit passe de A vers B , la bille s'efface ( sens passant )
La charge monte
Position parallèle du distributeur: Le débit va en X ( pilotage ) et vers le côté tige du vérin
La pression augmente dans le côté fond du vérin (le débit vient dans le sens non passant du clapet)
Il y a pilotage du clapet en X, la charge descend
2.4 Le bloc de sécurité
2.4.1 Rôle
Il assure un blocage hydrostatique du récepteur en cas d'absence de pression .
2.4.2 Symbolisation
B
A
B
A
Pilotage X
X
A B
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2.4.3 Fonctionnement
Siège du clapet
A B
A1 B1
A B
A1 B1
Position neutre du distributeur: La charge plaque la bille sur son siège en B1
Il y a blocage hydrostatique.
En cas de charge agissant en sens inverse, le blocage se fait de la même manière en A1 .
Position parallèle du distributeur: Le débit arrive sur A, la pression générée déplace: - la bille vers la gauche, le débit se dirige vers A1 - le clapet vers la droite, ce qui permet un retour
en bâche de B1 vers B
Le récepteur se déplace
Position croisée du distributeur: Fonctionnement identique qu'en parallèle
A A1
B1 B
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7 LA DISTRIBUTION
La distribution permet le fonctionnement de différents récepteurs d’un circuit dans tous les sens en dirigeant le fluide hydraulique venant de la pompe vers les récepteurs ou vers la bâche.
1 Les distributeurs
1.1 Rôles
1.1.1 Position neutre
Permet :
- le blocage hydrostatique ou non du récepteur. - Le retour en bâche du fluide hydraulique.
Des lettres, frappées à froid sur le corps du distributeur, repèrent le branchement des canalisations
P : Arrivée du débit de la pompe
T : Retour en bâche
A : Départ vers le récepteur pour un sens de fonctionnement
B : Départ vers le récepteur pour l'autre sens de fonctionnement
1.1.2 Position travail
Permet :
- l'alimentation du récepteur dans un sens de fonctionnement - l'alimentation du récepteur dans l'autre sens de fonctionnement
P
T
A
B
Blocage hydrostatique du récepteur
P
T
A
B
Récepteur non bloqué
P
T
A
B
P
T
A
B
Position parallèle Position croisée
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1.2 Désignation
1.2.1 Nombre de positions
2 positions 1 neutre
1 travail
3 positions
1 neutre
2 travail
4 positions 1 neutre
3 travail
Le distributeur est toujours dessiné en position repos
1.2.2 Nombre d’orifices
Compter le nombre de canalisations branchées sur la position neutre
1.2.3 Type de commande
La commande est dessinée sur le côté du distributeur.
Commande manuelle :
Commande mécanique
Commande par pression de pilotage
Commande électrique
4 Orifices
Ex. : commande manuelle par levier
0 1
0 1 3 2
0 1 2
Par bouton poussoir
Par levier
Par pédale
Par poussoir
Par galet
Par pression hydraulique
Par pression pneumatique
Par électro-aimant
Proportionnelle
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Commandes combinées
1.2.4 Type de rappel
A ne mentionner qu'en cas de présence.
Par ressort
1.2.5 Maintien en position
A ne mentionner qu'en cas de présence.
Verrouillage cranté
1.2.6 Type de centre
Le centre ouvert ( 95% des cas )
En position neutre le débit de la pompe retourne en bâche
Il existe deux façons de le dessiner :
Le centre fermé ( 5% des cas )
En position neutre le débit de la pompe est bloqué à l'entrée du distributeur et génère ainsi une pression en attente, il n'y a pas de retour de débit en bâche.
électro-pneumatique
électro-hydraulique
Centre ouvert tandem Centre ouvert à suivre
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1.2.7 Exemples de désignation
1.3 Différents types de distributeurs
1.3.1 Distributeur à tiroir
Fonctionnement en position neutre
- Le débit de la pompe entre dans le distributeur par l'orifice P - La commande du tiroir n'est pas actionnée, les ressorts de rappels sont prépondérants - Le débit passe par le canal de transfert et sort du distributeur par l'orifice T ( bâche ) - Il y a blocage hydrostatique du récepteur, les orifices A et B sont fermés
4/3 : 4 orifices / 3 positions Commandes : Hydraulique et manuelle à levier Centre : ouvert en tandem
4/4 : 4 orifices / 4 positions Commande : Pneumatique Verrouillage : cranté Centre : fermé La 4° position est une mise à flow qui permet le retour en bâche de tous les circuits du distributeur
6/3 : 6 orifices / 3 positions Commande : Hydropneumatique Rappel : par ressort Centre : ouvert à suivre
B A P T L
Corps
Tiroir
Commande
Ressort de rappel
Canal de transfert Canal foré dans le tiroir
A
B
T
P
L
Retour de fuites
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Fonctionnement en position parallèle
- - Le débit de la pompe entre dans le distributeur par l'orifice P. - La commande du tiroir est actionnée :
• le débit de la pompe est dirigé vers l'orifice B • Il y a communication de l'orifice A vers la bâche
- La tige du vérin sort.
Fonctionnement en position croisée
- Le débit de la pompe entre dans le distributeur par l'orifice P - La commande du tiroir est actionnée :
• le débit de la pompe est dirigé vers l'orifice A • il y a communication de l'orifice B vers la bâche
- La tige du vérin rentre.
1.3.2 Distributeur à clapets
Fonctionnement en position neutre
- le débit de la pompe entre dans le distributeur par l'orifice P - Le levier de commande n'est pas actionné, les ressorts de rappels sont prépondérants - Il y a une pression en attente pour un centre fermé en P - Il y a blocage hydrostatique du récepteur, les orifices A et B sont fermés.
A
B
T
P
L
B A P T L
A
B
T
P
L
B A P T L
A
B
T
P
P
A
A B
B
Levier de commande Ressort de rappel Clapets
Corps
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Fonctionnement en position parallèle
- Le débit de la pompe entre dans le distributeur par l'orifice P - Le levier de commande est actionné :
• le débit de la pompe est dirigé vers l'orifice B • il y a communication de l'orifice A vers la bâche
- La tige du vérin sort.
Fonctionnement en position croisée - Le débit de la pompe entre dans le distributeur par l'orifice P - Le levier de commande est actionné :
• le débit de la pompe est dirigé vers l'orifice A • il y a communication de l'orifice B vers la bâche
- La tige du vérin rentre.
1.3.3 Distributeur à boisseau ou rotatif
Fonctionnement en position neutre
A
B
T
P
P
A
A B
B
P
A
A B
B A
B
T
P
A p
B
Commande
Boisseau ( corps rectifié )
P
Partie centrale tournante
Canaux de transfert
T
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- Le débit de la pompe entre dans le distributeur par l'orifice P - Le levier de commande n'est pas actionné - Il y a une pression en attente pour un centre fermé en P et dans son canal de transfert - Il y a blocage hydrostatique du récepteur, les orifices A et B sont fermés.
Fonctionnement en position parallèle
- Le débit de la pompe entre dans le distributeur par l'orifice P - Le levier de commande est actionné :
• le débit de la pompe est dirigé vers l'orifice B • il y a communication de l'orifice A vers la bâche
- La tige du vérin sort
Fonctionnement en position croisée
- Le débit de la pompe entre dans le distributeur par l'orifice P - Le levier de commande est actionné :
• le débit de la pompe est dirigé vers l'orifice A • il y a communication de l'orifice B vers la bâche
- La tige du vérin rentre.
2 Les distributions Les possibilités de montage des distributeurs dans les circuits hydrauliques sont nombreuses et permettent de réaliser des phases de fonctionnement adaptées aux besoins des matériels utilisés.
A
B
T
P
A p
T B
A
B
T
P
T B
A p
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Il existe trois montages possibles : - Le montage en série - Le montage en individuel ou prioritaire - Le montage en parallèle
2.1 Le montage en série
2.1.1 Principe de fonctionnement
La pompe débite sur tous les distributeurs à la fois C'est la vidange du 1° récepteur qui alimente le 2° récepteur
L'ensemble des distributeurs n'a qu'une seule alimentation et qu'un seul retour en bâche
Exemple :
Calculer les valeurs de P 1 et P 2
Calcul de P2 : 20010
2000
2S
2F2P === bars
Calcul de Fr : Force de réaction qui s’oppose au déplacement du vérin V1
100052001s2PFr1s
Fr2P =×=×=⇒= daN.
Calcul de P1 :
1258
1000
1S
Fr1P === bars
P2 P1
V2 V1
S1 s1 S2
S1 = 8 cm2
S2 = 10 cm2 s1 = 5 cm2 F2 = 2000 daN
F2 Fr
Position neutre : pas de déplacement des récepteurs Positions de travail : les deux récepteurs se déplacent
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Conclusion: La pression P2 >>>> P1
2.1.2 Caractéristiques du montage en série
Ce montage permet :
- La simultanéité de mouvement des différents organes récepteurs - L’augmentation de pression, donc de puissance hydraulique ( lorsqu’un récepteur se vidange dans autre )
Il augmente :
- Les pertes de charge dans le circuit
2.2 Le montage individuel ou prioritaire
2.2.1 Principe de fonctionnement
L'ensemble des distributeurs n'a qu'une seule alimentation
Chaque distributeur est muni d’un retour en bâche
Ce montage est aussi appelé prioritaire car le 1° distributeur, lorsqu’il est alimenté, coupe le débit et empêche ainsi l’utilisation des distributeurs suivants .
Dans le cas précédent, c’est le distributeur n° 1 qui est prioritaire par rapport au n° 2
2.2.2 Caractéristiques du montage en individuel
Ce montage interdit :
- la simultanéité de mouvement des différents organes récepteurs .C’est une mesure de sécurité qui permet d’éviter des accidents de manutention (chariots élévateurs)
Il permet:
- De diriger toute la puissance hydraulique sur un seul organe récepteur (ou un groupe d’organes) desservi par le distributeur.
Position neutre : pas de déplacement des récepteurs Positions de travail le 1° récepteur se déplace Le 2° récepteur ne peut pas se déplacer
1 2
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2.3 Le montage en parallèle
2.3.1 Principe de fonctionnement
Chaque distributeur :
- a sa propre alimentation - est muni d’un retour en bâche
Exemple :
Calculer les valeurs de P1 et P2
Calcul de P1 : 5010
500
1S
1F1P === bars
Calcul de P2 : 10010
1000
2S
2F2P === bars
Conclusion : La pression monte graduellement dans le circuit jusqu’à 50 bars. A ce moment la, V1 se déplace.
Lorsque la pression atteint 100 bars, V2 peut alors se déplacer.
Position neutre : pas de déplacement des récepteurs Positions de travail : Les deux récepteurs se déplacent
P2 P1
V2 V1
S1 s1 S2
S1 = S2 = 10 cm2
F1 = 500 daN F2 = 1000 daN F2 F1
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2.3.2 Caractéristiques du montage en parallèle
Ce montage donne :
- La priorité au circuit le moins résistant Il permet :
- La simultanéité de mouvement des différents récepteurs, mais il y a alors lenteur d’exécution due à la division du débit pour chaque distributeur ( sert au positionnement des récepteurs )
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8 LES ORGANES RECEPTEURS
Les organes récepteurs transforment l’énergie hydraulique reçue en énergie mécanique : - de translation réalisée par des vérins - de rotation réalisée par des vérins et des moteurs hydrauliques
1 Les vérins
1.1 Le vérin simple effet
1.1.1 Rôle
Permet la translation hydraulique du vérin uniquement dans un sens de fonctionnement.
Dans l’autre sens le mouvement est permis par :
- le retour en bâche - la masse de la charge agissant sur le vérin, celle-ci peut être assistée par un ressort.
1.1.2 Symbole
1.1.3 Description
1.1.4 Fonctionnement
Lors de la sortie La charge soumise au vérin génère une pression Celle-ci appliquée sur la surface du piston détermine une force de sortie du vérin.
SPFS
FP ×=⇒=
Le débit de la pompe appliqué à la surface du piston détermine la vitesse de sortie du vérin
S6
Qv
×=
Vérin simple effet Vérin simple effet avec ressort
Fut ou corps Alimentation hydraulique
Piston Tige Chappe Ressort Joint d’étanchéité
Joint racleurMise à la PaFond du vérin
Chapeau
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Lors de la rentrée Les forces et vitesses sont déterminées par la charge soumise au vérin (à débit constant).
1.2 Le vérin double effet.
1.2.1 Rôle
Permet la translation hydraulique du vérin dans les deux sens de fonctionnement
1.2.2 Symbole
1.2.3 Description
Joint racleur : - permet de déposer une fine pellicule d’huile sur la tige lors de sa sortie (protège de la corrosion) - permet d’empêcher la pénétration d’éléments extérieurs lors de la rentrée ce qui évite la
pollution interne du circuit
1.2.4 Fonctionnement
Lors de la sortie : Idem que le simple effet
Lors de la rentrée : Idem que la sortie
La force est déterminée par la charge imprimée au vérin sur la petite surface
La force de rentrée est plus faible que celle de sortie La vitesse est déterminée par le débit de la pompe appliquée au vérin sur la petite surface
La vitesse de rentrée est plus rapide que celle de sortie
1.3 Le vérin double effet différentiel
1.3.1 Rôle
Permet la translation hydraulique du vérin dans les deux sens de fonctionnement.
La surface côté fond de vérin est égale à deux fois celle du côté tige La vitesse de translation est deux fois plus rapide lorsque la pompe débite côté tige La force disponible est deux fois plus importante lorsque la pression s'applique côté fond
Côté tige du vérin = petite surface Côté fond du vérin = grande surface
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1.3.2 Symbole
1.3.3 Description
Idem vérin double effet
1.3.4 Fonctionnement
1S2S ×=
Ex : Q = 60 l/mn - S = 10 cm2 - S1 = 5 cm2 - P = 100 bars
Lors de la sortie La vitesse est la plus faible, le débit s'applique sur la grande surface
La force est la plus importante, la pression s'applique sur la grande surface
1106
60
1S6
Qv =
×=
×= m/s 100010100SPF
S
FP =×=×=⇒= daN
Lors de la rentrée La vitesse est la plus importante, le débit s'applique sur la petite surface
La force est la plus faible, la pression s'applique sur la petite surface
256
60
1S6
Q1v =
×=
×= m/s 50051001SP1F
S
FP =×=×=⇒= daN
Conclusion Quand S = 2 x S1 ⇒⇒⇒⇒ v1 = 2 x v F = 2 x F1
1.4 Le vérin double effet équilibré
1.4.1 Rôle
Permet la translation hydraulique du vérin dans les deux sens de fonctionnement avec des forces et des vitesses de translations identiques.
1.4.2 Symbole
1.4.3 Description
S S1
S S1
S S1
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1.4.4 Fonctionnement
S = S1
Lors de la translation droite ou gauche: Les vitesses de translation ainsi que les forces disponibles sont égales
1.5 Les vérins télescopiques
1.5.1 Rôle
Permet d'obtenir de très grandes courses de vérin dans un encombrement minimum
Ils peuvent être simple ou double effet, à sortie simultanée ou par étage
1.5.2 Les vérins télescopiques simple effet
Rôle Idem que le vérin simple effet mais sur une plus grande course
Symbole
Description
Vérin simple effet à sortie par étage :
Vérin simple effet à sortie simultanée :
3° Position entièrement sorti
2° Position premier étage sorti 1° Position entièrement rentré
1° Position entièrement rentré
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2° Position entièrement sorti : les chambres de chaque étage communiquent, la pression est identique partout dans le circuit, les forces induites par la pression sur chaque surface font sortir les tiges du vérin de manière simultanée.
1.5.3 Les vérins télescopiques double effet
Symbole
Description
Vérin double effet à sortie par étage :
Vérin double effet à sortie simultanée :
Sortie 1° étage
Vérin entièrement rentré
Sortie 2° étage
1 ° position entièrement rentré
2 ° position entièrement sorti
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1.6 Les vérins spéciaux
1.6.1 Le vérin simple effet avec amortisseur à azote
Rôle Permet la translation hydraulique du vérin, il est équipé d’un accumulateur à azote qui a un rôle d’amortisseur. Il a le même symbole que tous les vérins simple effet.
Description
Fonctionnement L’alimentation se fait sur la douille femelle et la douille mâle se déplace vers la droite
L’amortissement : est réalisé par l’accumulateur et son clapet
Lors d’un choc sur le vérin :
- Le clapet d’amortissement se déplace vers la droite et bouche partiellement le gicleur d’entrée dans l’accumulateur
- Il y a amortissement du choc, le piston de l'accumulateur se déplace vers la droite Lors du retour d’amortissement :
- Le clapet d’amortissement se déplace vers la gauche et bouche partiellement le gicleur de sortie de l’accumulateur
- Le retour du piston de l'accumulateur est freiné, le choc est amorti
1.6.2 Le vérin de rotation (moteur oscillant)
Rôle Transforme l’énergie hydraulique en énergie mécanique de rotation
Vérin sorti
Gicleur d’entrée dans l’accumulateur
Gicleur de sortie de l’accumulateur
Accumulateur à azote Clapet d’amortissement
Vérin entré
Douille mâle Douille femelle Valve de gonflage
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Symbole
Vérin de rotation à crémaillère
Simple effet : Une crémaillère usinée sur la tige du vérin transfère le mouvement de translation à un pignon qui le transforme en mouvement de rotation
Le mouvement de translation inverse se fait sous l’action du ressort lorsque le fond du vérin communique à la bâche
Double effet : La crémaillère est usinée dans la tige entre les deux pistons.
Les deux mouvements de translation hydrauliques sont transformés sur le pignon en mouvement de rotation droite ou gauche.
Vérin de rotation à palette simple effet - Le volume V 1 reçoit le débit provenant de la
pompe - La palette mobile se déplace en rotation
jusqu’à venir en butée sur la palette fixe - Le déplacement de la palette mobile est
transformé en mouvement de rotation par le rotor
- Le volume V 2 se vide en bâche -
Vérin de rotation à palette double effet
Le fonctionnement est identique mais :
- Il y a deux alimentations et deux retours - Le vérin ne peut faire qu’un demi-tour - Il transmet un couple plus important
Rotor
Palette fixe
Palette mobile
V 1
V 2
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1.7 Les options des vérins
1.7.1 L’amortisseur de fin de course
Rôle Amortir la fin de la course du vérin pour éviter un choc brutal du piston avec le fond du vérin (cas des vérins positionnés verticalement).
Symboles
Description
Fonctionnement
Déplacement dans la course C : - Le débit provenant de la pompe fait rentrer le vérin . - Le retour en bâche se fait par l'orifice normal d'évacuation à la bâche. - La vitesse de déplacement dans la course C n'est pas limitée.
Déplacement dans la course c : - Le débit provenant de la pompe fait rentrer le vérin . - Le téton du piston rentre dans son logement - Le volume d'huile ainsi bloqué ne peut s'évacuer que par le limiteur de débit Le limiteur de débit réglable permet de :
• Générer une pression qui s'applique sur la surface du piston, ce qui défini une force F qui s'oppose à la rentrée du vérin.
• Laisser passer le retour en bâche, ce qui permet de terminer complètement la course du vérin.
Avec un amortisseur (amortissement dans un seul sens)
Avec deux amortisseurs (amortissement dans les deux sens)
Limiteur de débit
Téton
C c
Force F
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1.7.2 Le limiteur de fin de course
Rôle Arrêter la fin de la course du vérin pour éviter un choc brutal du piston avec le fond du vérin en diminuant la pression sur la tête du piston, limitant ainsi la poussée de ce dernier.
Symboles
Description
Fonctionnement Lors de la rentrée de la tige le fonctionnement est normal jusqu'à ce que le téton du clapet anti-retour vienne en butée contre le fond du vérin.
A ce moment là, le clapet se déplace et réalise une fuite à la bâche par l'intérieur du piston
Il y a chute de pression du côté tige et le vérin s'arrête.
2 Les moteurs hydrauliques
2.1 Le moteur à engrenage
2.1.1 Symbole
Moteur
- à cylindrée fixe - à deux sens de rotation ou réversible
Avec un limiteur de fin de course Avec deux limiteurs de fin de course
Clapet anti-retour
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2.1.2 Description
2.1.3 Fonctionnement
La résistance générée par l'effort sur le moteur crée la pression.
La pression s'exerce :
- Dans le volume correspondant à l'arrivée du débit de pompe - Sur des surfaces S et S 1
- S >>>> S 1 donc F >>>> F 1 (La pression est identique dans tout le circuit) Le moteur tourne dans le sens du total des plus grandes surfaces
2.2 Le moteur à palettes
2.2.1 Symbole
Moteur
- à cylindrée variable - à deux sens de flux ou réversible
F F1
Surfaces ( S 1 ) qui tendent à faire tourner l'engrenage vers l'intérieur
Carter du moteur
Pignon sur roue libre
Pignon de sortie de mouvement
Surfaces ( S )qui tendent à faire tourner l'engrenage vers l'extérieur
Surfaces ( S 1 )qui tendent à faire tourner l'engrenage à gauche
Surfaces ( S )qui tendent à faire tourner l'engrenage à gauche
Orifice débit pompe
Orifice retour en bâche
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2.2.2 Description
2.2.3 Fonctionnement
Même principe de fonctionnement que pour les moteurs précédents :
S >>>> S 1 donc F >>>> F 1
Le moteur tourne dans le sens du total des plus grandes surfaces
2.2.4 Réversibilité
- Le déplacement latéral à gauche du stator crée une diminution de cylindrée du moteur, la vitesse de rotation augmente.
- Lorsque le stator est dans le même alignement que le rotor, il n'y a plus de rotation. ( les surfaces sont équivalentes, les forces qui en résultent s'opposent )
- La commande de rotation inverse se fait par le distributeur ou par la réversibilité de la pompe.
2.3 Le moteur à pistons radiaux
2.3.1 Symbole
Moteur
- à cylindrée variable - à deux sens de flux ou réversible
Surfaces ( S )qui tendent à faire tourner le rotor vers la droite
Surfaces ( S 1 ) qui tendent à faire tourner le rotor vers la gauche
Ressorts : permettent de maintenir l’étanchéité au démarrage
Carter du moteur (Stator)
Rotor
Débit
Retour
Débit
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2.3.2 Description
2.3.3 Fonctionnement
La résistance générée par l'effort sur le moteur crée la pression
La pression s'exerce :
- Sur les surfaces des pistons correspondant au débit de pompe - Cette pression génère une force hydraulique au point de contact
La réaction à cette force est perpendiculaire à la tangente du point de contact
L'addition de ces deux forces donne la force de rotation Dans le cas présent quatre pistons sont alimentés, il y a donc quatre forces qui donnent un couple de rotation important au démarrage.
2.3.4 Réversibilité
Le déplacement latéral à gauche du stator crée une diminution de cylindrée du moteur, la vitesse
de rotation augmente. V
Q1000N
×=
Lorsque le stator est dans le même alignement que le rotor, il n'y a plus de rotation.
Collecteur : - Orifice de débit
Force hydraulique Réaction Force de rotation
Tangente à la came
- Orifice de retour
Débit
Retour
Débit
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Les forces hydrauliques et leurs réactions sont de même direction, de mêmes valeurs et de sens opposés, donc elles s'annulent
La commande de rotation inverse se fait par le distributeur ou par la réversibilité de la pompe.
2.4 Le moteur à pistons axiaux
2.4.1 Symbole
Moteur
- à cylindrée variable - à deux sens de flux ou réversible
2.4.2 Description
2.4.3 Fonctionnement
- La résistance générée par l'effort sur le moteur crée la pression - La pression s'exerce :
- Sur les surfaces des pistons correspondant au débit de pompe - Cette pression génère une force hydraulique au point de contact
- La réaction à cette force est perpendiculaire à la tangente du point de contact - L'addition de ces deux forces donne la force de rotation - Tous les pistons alimentés génèrent une force de rotation
Force hydraulique Réaction
Force hydraulique Réaction Force de rotation
Débit
Retour
Barillet
Pistons recevant le débit
Pistons permettant le retour
Glace de distribution
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2.4.4 Réversibilité
L’inclinaison du plateau à gauche crée une augmentation de cylindrée du moteur, la vitesse de rotation augmente dans un sens .
Lorsque le plateau est positionné à plat il n'y a plus de rotation.
Les forces hydrauliques et leurs réactions sont de même direction, de mêmes valeurs et de sens opposés, donc elles s'annulent
La commande de rotation inverse se fait par le distributeur ou par la réversibilité de la pompe.
Débit
Retour
Plateau incliné à gauche
Débit
Plateau à plat
Réaction Force hydraulique
Plateau
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9 LES TRANSMISSIONS HYDROSTATIQUES – LES CIRCUITS FERMES
1 Généralités Au même titre qu'on utilise des transmissions mécaniques (embrayage, boîte de vitesses, boîte de transfert, arbre de transmission, ponts et roues), des transmissions hydrodynamiques (convertisseur, boîte de vitesses mécanique ou automatique, arbres de transmission, ponts et roues), on utilise aussi des transmissions hydrostatiques.
Par rapport à une transmission mécanique et à puissance égale elles présentent un certain nombres d'avantages: - gain de poids et d'encombrement, - plus de couple, - grande souplesse et facilité de manœuvre, - infinité de vitesses, - entretien réduit, - pas de distributeur au niveau de la puissance, - pression plus élevée (450 b), - réservoir d'huile plus petit, - moins de fuite.
Transmission mécanique Transmission hydrostatique
E m b.
BT
BV
Pont AR
Pont AV
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2 Description
2.1 La boucle de puissance
2.1.1 Rôle
C’est un transformateur d’énergie. Elle transmet l'énergie fournit par le moteur thermique au récepteur.
2.1.2 Principe
Elle comprend:
- une pompe hydraulique à 2 sens de flux, cylindrée variable, drainée externe et qui est entraînée par le moteur thermique,
- un moteur hydraulique à 2 sens de rotation, cylindrée fixe ou variable, drainé externe qui entraîne le récepteur,
- deux canalisations de travail ou retour.
2.1.3 Fonctionnement
Le moteur thermique fournit une énergie mécanique à la pompe qui la transforme en énergie hydraulique et la renvoie au moteur hydraulique qui la retransforme en énergie mécanique pour entraîner un récepteur (pont, roue, hélice, outil...).
2.2 Le circuit de gavage
2.2.1 Rôle
Dans un premier temps le circuit de gavage permet de:
- compenser les fuites normales de la boucle de puissance (pompe et moteur). Il permet ainsi une alimentation correcte et sous faible pression de la pompe principale et évite tous les problèmes liés à la cavitation.
- plaquer les pistons sur l’élément de commande (plateau, stator...) et évite que la pompe soit trop bruyante et se détériore rapidement.
M
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Dans un deuxième temps:
- participer à la régénération de l'huile si nécessaire, - alimenter la servocommande.
2.2.2 Principe
Il comprend:
- une pompe de gavage, cylindrée fixe, un sens de flux, - une bâche, - deux clapets anti-retour (clapets d’alimentation), - une soupape régulatrice de pression qui détermine la valeur de la pression de gavage.
2.2.3 Fonctionnement
Au neutre, la pompe principale ne débite pas, donc la pompe de gavage alimente tout le circuit en passant par les 2 clapets d'alimentation.
Quand la pompe principale débite, le clapet côté travail se ferme et la pompe de gavage alimente le circuit retour par l'autre clapet.
Le débit excédentaire retourne à la bâche par la soupape régulatrice de pression.
2.3 Le circuit de protection de la boucle de puissance
2.3.1 Rôle
Il protège les composants en cas de chocs ou de blocage du moteur.
25 b
M
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2.3.2 Principe
Il comprend généralement deux soupapes régulatrices de pression montées sur la boucle de puissance (une pour chaque branche).
Elles se situent côté pompe ou côté moteur.
2.3.3 Fonctionnement
Lorsque la pression augmente dans la branche travail et dépasse la valeur du tarage du ressort, la soupape s’ouvre et l’excédent de pression s’évacue dans la branche retour.
2.4 Le circuit d’échange
2.4.1 Rôle
On l’appelle aussi circuit de régénération, circuit de purge.
Il permet, lorsque cela est nécessaire, à une partie de l’huile du circuit retour de la boucle d'être régénérée, refroidie, dépolluée avant de retourner au réservoir.
2.4.2 Principe
Il comprend:
- un distributeur 3x3 (valve d’échange) commandé par la pression de travail, - une soupape régulatrice de pression qui maintient la pression de gavage dans le circuit retour
quand la valve fonctionne sinon elle chuterait à 0, - un filtre , - un radiateur ou un échangeur de température.
25 b
M 300 b
300 b
25 b
M 300 b
300 b
23 b
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2.4.3 Fonctionnement
Au neutre la valve n'est pas actionnée car la pression est identique de chaque côté.
Quand le moteur tourne la valve est pilotée d'un côté ou de l'autre. L'excédent du débit de gavage part à la bâche en passant par la soupape régulatrice de pression, un filtre, un radiateur ou un échangeur de température.
2.5 La servocommande
2.5.1 Rôle
Elle permet l’inversion du sens de flux pour changer le sens de rotation du moteur et avoir ainsi la marche avant, la marche arrière et le point mort d’un véhicule ou la rotation à droite, à gauche et l'arrêt d’un outil.
2.5.2 Principe
Elle comprend:
- Un distributeur 4-3, centre fermé (Y/T) et sa commande (manuelle, électrique…) - Un vérin équilibré, rappel par ressort, qui agit sur le plateau de la pompe pour modifier la
cylindrée et le sens de flux.. Il peut être remplacer par deux vérins simple effet montés de part et d'autre du plateau de la pompe.
Elle est alimentée par la pression de gavage.
2.5.3 Fonctionnement
Au neutre les 2 côtés du vérin sont reliés à la bâche. La cylindrée de la pompe est nulle, le débit est nul et le moteur ne tourne pas.
Lorsqu'on actionne la commande, le distributeur permet l'alimentation du vérin d'un côté ou de l'autre. La cylindrée passe au maximum, le débit est maximum et le moteur tourne à sa vitesse maximum.
25 b
M 300 b
300 b
23 b
AV N
AR
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2.6 Dispositif de remorquage
2.6.1 Rôle
Il permet de réaliser une fonction by-pass au niveau de la boucle de puissance pour déplacer l'engin en le tirant, lorsqu'il est en panne. Cette opération ne sera réalisée que sur de courtes distances. Pour des trajets plus importants il est préférable de désolidariser le moteur de son support (pont, roues...).
2.6.2 Principe
Ce dispositif consiste simplement à établir une liaison temporaire entre les deux branches de la boucle de puissance. Il peut être réalisé tout simplement grâce à une vanne.
2.6.3 Fonctionnement
Si on veut tirer un engin qui est en panne, les roues vont entraîner le moteur hydraulique,
si l'adhérence le permet, sinon les roues restent bloquées.
Il aura tendance à devenir pompe et à créer son propre débit. La pompe étant en cylindrée nulle le fluide ne pourra pas l'entraîner (le moteur thermique est à l'arrêt)
A ce moment là, soit les soupapes HP s'ouvrent, soit les roues ripent.
Pour éviter ces problèmes il suffit d'ouvrir la vanne pour renvoyer le débit côté aspiration et permettre ainsi la rotation du moteur.
25 b
M 300 b
300 b
23 b
AV N
AR
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10 METHODE DE DIAGNOSTIC DE PANNE D’UN CIRCUIT HYDRAULIQUE
Avant d’effectuer le diagnostic, il est important de vérifier que :
1 Contrôle du matériel avant diagnostic sur le circuit
1.1 Mécanique • Le moteur thermique est au régime indiqué par le constructeur. • Les commandes de variation de cylindrées, pompe ou moteur hydraulique, fonctionnent
normalement .( pas de blocage mécanique ) • Les fixations des canalisations à l’aspiration comme au refoulement soient correctes . • Les canalisations soient en parfait état de fonctionnement . ( pas d’usures anormales ) • Les commandes mécaniques des distributeurs aient des débattements complets . • Les axes des vérins soient bien entretenus . ( pas de jeux ni de grippage importants ) • Le débattement de course des vérins soient complet et qu’il n’y ai pas d’interférences mécanique
dans leurs déplacement.
1.2 Electrique • Les batteries du véhicule soient correctement chargées . • Les branchements électriques soient corrects (fusibles, commandes, relais contacteurs,
électrovalves...)
1.3 Hydraulique • Le niveau de la bâche soit correct . ( tous vérins rentrés ) • La qualité du fluide utilisé soit la bonne :
- Périodicité des vidanges effectuées . - Fluide utilisé correspondant aux données constructeur .
• Le fluide hydraulique ne soit pas détérioré ( laiteux, mousse, sale, décoloré, odeur de brûlé ) • Toutes les canalisations et les raccords hydrauliques soient parfaitement étanches.
2 Méthode de diagnostic
2.1 Les questions à se poser - Est-ce un problème de force ou de vitesse ? - Est-ce que ce problème concerne un seul récepteur ou tous les récepteurs ? - S’il ne concerne qu’un seul récepteur, est-ce qu’il se produit dans un sens de fonctionnement ou
dans les deux ? - Pour un circuit fermé, le gavage est-il correct ?
2.2 Orientation des recherches - La force est liée à la pression - La vitesse est liée au débit - Si on a un problème de force, on cherchera la défectuosité du côté des appareils de pression
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- Si on a un problème de vitesse, on cherchera la défectuosité du côté des appareils de débit - Si tous les récepteurs manquent de force ou de vitesse, l’anomalie se situera entre la génération et
la distribution - Si un seul récepteur manque de force ou de vitesse, l’anomalie se situera entre la distribution et le
récepteur
2.3 Pression – Force La pression est générée par une résistance dans le circuit, une pression appliquée sur une surface du récepteur crée sa force disponible.
2.3.1 Pression trop faible ou impossibilité de travailler en charge
• Couple moteur thermique insuffisant • Vitesse insuffisante du moteur thermique • Mauvaise viscosité du fluide hydraulique • Pompe mal amorcée : risque de cavitation à l’aspiration (niveau trop faible dans la bâche, prise
d’air, filtre colmaté, robinet d’isolation fermé, etc ...) • Soupape principale déréglée • Soupapes secondaires déréglées • Fuite interne du distributeur • Soupape réductrice de pression déréglée
2.4 Débit - Vitesse Le débit est généré par la pompe, il crée le mouvement du récepteur à une certaine vitesse.
2.4.1 Pas de mouvement du récepteur
• Contacts de fin course déréglés . • Pas de débit de pompe :
- La pompe n’aspire plus - La pompe tourne dans le mauvais sens - La vitesse de rotation de la pompe est insuffisante - Il y a une fuite entre la conduite sous pression et le retour - Le tiroir du distributeur est grippé
M
Génération Réception
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2.4.2 Mouvement lent du récepteur
• Limiteur de débit mal réglé • Pompe à débit variable mal réglée ou dispositif de commande défectueux • Soupape détarée • Fuite externe • Vérin défectueux ( barriquage ) • Fuites internes du moteur hydraulique trop importantes
2.4.3 Mouvement trop rapide du récepteur
• Limiteur de débit mal réglé
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