249-2 S-Direction différentielle tracteur sur chaines

8/22/2019 249-2 S-Direction diffrentielle tracteur sur chaines

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LA DIRECTION

DIFFERENTIELLE

Centre de perfectionnementFRANCIS MONNOYEUR

Codification24902 S

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LA DIRECTION DIFFERENTIELLE TABLE DES MATIERES

Rdig par :Stphane MANCEL

Vrifi par :Franois DEQUENNE

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249 SVersion :

02Page :

3

LE TRAIN DIFFERENTIELPrincipe de fonctionnement...................................................... page 4

Schma de principe.................................................................. page 5Fonctionnement en ligne droite................................................. page 6Fonctionnement en virage ........................................................ page 7Fonctionnement en contre rotation........................................... page 8Exemple de ralisation ............................................................. page 9

BOUCLE OUVERTE (bulls D7 sauf D6N)Schma hydraulique............................................................... page 10Pompe hydraulique................................................................. page 11Distributeurs hydraulique........................................................ page 12

Counterbalance et moteur ...................................................... page 13Distributeur au repos .............................................................. page 14Distributeur en virage..............................................................page 15Counterbalance en ligne droite............................................... page 16Counterbalance en virage.......................................................page 17Counterbalance en anti-survitesse ......................................... page 18

BOUCLE FERMEE (bulls D8 et D6N)Schma hydraulique............................................................... page 19Pompe de direction.................................................................page 20Commande de direction..........................................................page 21Moteur de direction et valve de balayage ...............................Page 22


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Centre de Perfectionnement Francis Monnoyeur 249-02 S 4

LA DIRECTION DIFFERENTIELLE

Les bulls quips de direction diffrentielle n'ont pas d'embrayages de direction,mais sont quips d'un ensemble de trains plantaires, d'un moteur de directionet d'un levier de contrle de la direction.

L'ensemble de trains plantaires a 2 entres de mouvement :La principale, en provenance de la transmission (marche avant ou marchearrire)Une seconde en provenance du moteur hydraulique de direction, qui permet defaire tourner la machine sur la gauche ou sur la droite, voire ventuellement en

contre-rotation.

Le principe de la direction diffrentielle consiste utiliser un moteur hydraulique 2 sens de rotation pour augmenter la vitesse d'une chane et de diminuer d'autantla vitesse de l'autre chane.

Le moteur hydraulique est aliment par la pompe d'quipement et un distributeur 3 positions.

La diffrence de vitesses entre les 2 chanes permet de faire tourner la machine.

Principe de fonctionnement

LE TRAIN DIFFERENTIEL


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Le pignon conique (1) de sortie de la boite de vitesses entrane le porte satellitesdu train plantaire de transmission (2).

La couronne du train plantaire de transmission (2) est solidaire du portesatellites du train plantaire de direction (5) et de l'arbre d'entranement durducteur gauche (6).

La couronne du train plantaire de direction (5) est en prise avec le pignon dumoteur hydraulique (4).

Un arbre de liaison (3) relie les plantaires des trains de direction (5), detransmission (2) et d'quilibrage (7).

Le train plantaire d'quilibrage (7) compense l'effet de dmultiplication des trainsplantaires de transmission (2) et de direction (5).

Lorsque le moteur hydraulique de direction est l'arrt, les rducteurs gauche etdroit tournent la mme vitesse.

1. Pignon coniquesortie B.V

2. Train plantairede transmission

3. Arbre de liaison

4. Pignon coniquede direction

5. Train plantaire

de direction

6. Arbre detransmission versrducteur gauche

7. Train plantairedquilibrage

8. Arbre detransmission versrducteur droit

1

3

4

5

6

7

8

2

Schma de principe



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Le moteur hydraulique est l'arrt, verrouill hydrauliquement par le distributeur.Le pignon conique de direction (4) ainsi que la couronne du plantaire dedirection sont donc immobiliss.

Le pignon conique de sortie B.V est seul fournir un mouvement au systme.

Les satellites du train plantaire de transmission (2) rpartissent le mouvemententre son plantaire li l'arbre de liaison (3) et sa couronne lie l'arbre detransmission vers le rducteur gauche (6).

larbre de liaison (3) tournant plus vite que larbre d'entranement vers lerducteur gauche (6), le mouvement vers larbre de transmission du rducteurdroit (6) passe par une rduction, le train plantaire dquilibrage (7).

Les arbres de sortie gauche et droit tournent la mme vitesse.

Le moteurhydraulique dedirection ne tournepas

Le mouvement estreparti

Les arbres desortie gauche etdroit tournent lamme vitesse

Fonctionnement en ligne droite

1

3

4

5

6

7

8

2



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Pendant un virage, il y a combinaison de mouvement entre les trains plantairesde transmission (2) et de direction (5).

La mise en rotation du moteur hydraulique fait tourner la couronne du trainplantaire de direction (5).

Suivant le sens de rotation du moteur hydraulique de direction , la vitesse derotation de l'arbre de transmission vers le rducteur gauche (6) est acclre ourduite.

Cette modification influence la vitesse de rotation de l'arbre de liaison (3).

La vitesse perdue sur une rduction finale est rcupre par l'autre.

La vitesse moyenne du bull reste toujours la mme.

Combinaison demouvement

vitesses deschanes modifies

vitesse moyenneconstante

Fonctionnement en virage

1

3

4

5

6

7

8

2



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La contre rotation est ralise lorsque la boite de vitesses est au neutre.

La mise en service du moteur hydraulique (4) fait tourner la couronne du trainplantaire de direction (5).

Le porte satellites du train plantaire de direction (5) entrane la couronne dutrain plantaire de transmission (2).

Le porte satellite du train plantaire de transmission (2) est fixe. Son plantaire

est entran en sens inverse de sa couronne.

Les arbres d'entranement (6) et (8) des rducteurs tournent la mme vitessemais en sens opposs.

Si les conditions d'adhrence sont identiques sur les 2 bandes de roulement, lebull tourne autour d'un axe situ au centre de la machine.

bote au neutre

moteurhydrauliqueuniquement

mme vitesse sensopposs

Fonctionnement en contre rotation

1

3

4

5

6

7

8

2



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Cette illustration, correspond un D8R2.

Exemple de ralisation



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Cette illustration prsente le circuit hydraulique d'un bull srie R directiondiffrentielle. Une pompe cylindre variable du type L.S permet dalimenter lafois le circuit de direction ainsi que l'hydraulique d'quipement de la machine. Lecircuit de direction est prioritaire.

Lors dun virage, le distributeur de direction envoie le dbit d'huile en direction dela counterbalance valve et du moteur de direction.

Les retours au rservoir de l'hydraulique sont raliss au travers du filtre.

Un bypass thermique permet l'hydraulique d'quipement de retournerdirectement au rservoir sans passer par le rfrigrant dans le cas ol'hydraulique n'a pas atteint une temprature de fonctionnement suffisante.

Un signal L.S peut tre gnr par chacun des distributeurs. Si plusieursquipements sont commands simultanment, un systme de bille navettepermet d'envoyer le signal le plus fort dans la ligne signal.

Un limiteur de pression principal est situ l'entre du bloc distributeur.

Remarque :Le circuit de commande de direction des bulls D8R est boucle hydrostatique.Une prsentation de celui-ci figure la fin de ce document.

pompe L.S cylindre variable

direction prioritaire

moteur dedirection

BOUCLE OUVERTE (bul ls D7 sauf D6N)

Schma hydraulique


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Une pompe cylindre variable du type L.S permet d'alimenter la fois le circuitde direction mais aussi, le levage et l'inclinaison de lame ainsi que la commandedu ripper.

Le rgulateur permet de contrler la cylindre de pompe.

2

1

1. pompe cylindre variable

2. rgulateur

Pompe hydraulique



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AVANT

L'ensemble de distributeurs peut varier en fonction de la configuration de lamachine.

Sur l'illustration ci-dessus, il comprend:

un bloc d'entre (1)un limiteur principal (2)un distributeur de direction (3)un distributeur de levage (4)

un distributeur d'inclinaison de lame (5)un distributeur de commande du ripper (6)un bloc de sortie (7)

Le rglage du limiteur de pression principal est suprieur au rglage du seuil decoupure de la pompe. Il n'entre en fonctionnement que pour effacer les ventuelspics de pression.

La commande du distributeur de direction est ralise mcaniquement.

2

1

3

5

4

6

7

Distributeurs hydraulique



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Lorsque l'oprateur dplace le levier de direction, le distributeur de directionenvoie le dbit d'huile la counterbalance valve (1).La counterbalance valve est la valve anti-survitesse du moteur de direction.

Le moteur de direction entrane le mcanisme de direction.

1. Counterbalancevalve

2. Moteur dedirection

2

1

Counterbalance et moteur



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Le distributeur de direction a 3 positions, virage gauche, droite et repos.

Sur cette illustration, le distributeur est au repos.

Moteur l'arrt, le ressort l'arrire de la priority flow control valve (valve depriorit) la maintient sur la gauche. Au dmarrage du moteur, la pompe faitparvenir le dbit la valve de priorit. L'hydraulique traverse des orifices l'extrme gauche de la valve, ouvre la load check valve pour venir se faireressentir au niveau du main control spool (tiroir distributeur).

L'augmentation de la pression dans la chambre situe sur la gauche de la valvede priorit s'oppose la force du ressort. Le dplacement vers la droite de lavalve de priorit permet d'ouvrir le passage vers les autres distributeurs.

La valve de priorit permet d'alimenter en dbit et pression le circuit de directionavant les autres quipements. La conception de la valve permet toutefois toujours un peu de dbit d'alimenter les autres quipements.

Distributeur aurepos

mise en route dumoteur

valve de priorit sedplace vers ladroite

direction alimenteen priorit

Distributeur au repos



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Sur cette illustration, le distributeur est en position pour virer gauche. Ledplacement du tiroir permet l'hydraulique d'alimenter le circuit de direction.

La pression signal se fait ressentir grce un perage axial et des peragesradiaux dans le tiroir. Au repos ce signal est d'environ 3.5 bars. Lors dudplacement du tiroir, c'est la pression de travail qui se fait ressentir.La pression signal parvient la pompe aprs avoir travers les slecteurs decircuit.La load check valve reste ferme tant que la pression d'alimentation reste

infrieure la pression d'utilisation.

La pression signal vient galement renforcer le ressort de la valve de priorit.Ainsi le dbit disponible pour les autres circuits est limit par le dplacement dutiroir vers la gauche.

Lorsque le dbit ncessaire au circuit de direction est atteint, la pression sur lagauche de la valve de priorit augmente, ce qui ramne la valve vers la droite. Lavalve travaille alors en balance de pression . La pression diffrentielle estfonction du tarage du ressort.

Pour une mme position du levier de direction, la vitesse de rotation du moteurde direction est constante quel que soit la charge du moteur.

tiroir dplac

perages dans letiroir

load check valve

la pression signalrenforce le ressortdu tiroir de priorit

balance depression

vitesse constante

Distributeur en virage



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Sur cette illustration, la counterbalance valve (valve anti survitesse) ainsi que lemoteur de direction sont reprsents en LIGNE DROITE.Dans ce cas, le tiroir situ dans le distributeur de direction bloque l'huile dans lecircuit de direction. La counterbalance valve reste centre et le moteur dedirection est hydrauliquement bloqu.

En translation ligne droite, des forces externes viennent se faire ressentir sur letrain plantaire de direction. Ces forces cherchent faire tourner le moteur dedirection. La counterbalance tant ferme, ces forces gnrent des pics de

pression dans l'une des lignes situe entre le moteur et la counterbalance valve.

En cas de pics de pression importants (environ 420 bars), la crossover reliefvalve de la boucle concerne s'ouvre (action sur la surface annulaire). Le volumelibr va compenser le volume manquant dans la boucle oppose (par louverturedu poppet).

counterbalancecentre

moteur bloqu enposition

ventuels pics depression limins

Counterbalance en ligne droite



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Sur cette illustration, la counterbalance valve (valve anti survitesse) ainsi que lemoteur de direction sont reprsents en VIRAGE A DROITE. Dans cettesituation, le distributeur de direction envoie lhuile vers la counterbalance valve.

Lhuile remplit alors la cavit situe dans la partie droite du tiroir de lacounterbalance. Cette huile ouvre la check valve situe dans le tiroir.Simultanment, lhuile traverse un petit orifice pour venir se faire ressentir ladroite du tiroir, dans la chambre du ressort. Le tiroir se dplace vers la gauche.Lhuile alimente le moteur hydraulique de direction.

Lhuile en retour du moteur s'coule autour de la crossover relief valve de gauchevers le tiroir de la counterbalance o elle se retrouve temporairement bloque. Ceblocage engendre rapidement une augmentation de pression dans la boucledalimentation.

Lorsque la pression d'alimentation atteint environ 70 bars, le tiroir se dplace versla gauche et dcouvre les petits orifices la droite de la check valve de gauche,permettant ainsi le retour de l'huile vers le distributeur.

alimentation de lacounterbalance

check valvesouvre

chambre duressort pleine

alimentation dumoteur

monte depression au retour

dplacement dutiroir vers lagauche

Counterbalance en virage



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Certaines conditions d'utilisation telles que l'utilisation de la direction dans undvers, peuvent entraner une survitesse du moteur de direction.Ces survitesses peuvent gnrer de la cavitation ainsi qu'une perte de contrlede la machine par loprateur. La counterbalance valve (valve anti survitesse)supprime ce risque. En cas de dbut de survitesse, la pression d'alimentationainsi que la pression agissant dans la chambre du ressort situe la droite dutiroir diminuent.Lorsque la pression d'alimentation devient infrieure 70 bars, le tiroir serecentre (de la gauche vers la droite) et bloque le dbit en retour du moteur. La

monte en pression dans le retour du moteur de direction permet de limiter savitesse.

Lorsque la pression dans la ligne de retour devient suprieure 420 bars, lacrossover relief valve de gauche s'ouvre et renvoie directement lhuile verslalimentation du moteur afin dviter la cavitation du moteur.

En cas dimportante survitesse, la makeup situe sur le distributeur de directionsouvre galement afin de fournir de l'huile la boucle d'alimentation.

risque desurvitesse

pressiondalimentationchute

tiroi r se recentre

retour frein

lhuile au retourrepart lalimentation via lacrossover

Counterbalance en anti-surv itesse



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Cette illustration prsente le circuit hydraulique de direction d'un bull D6N boucle hydrostatique ferme.

Le plateau de la pompe de direction cylindre variable est zro lorsque ladirection est au repos.

Afin de commander la direction, l'oprateur agit sur une commande hydrauliquede pilotage (steering pilot valve). La pression de pilotage vient piloter le "pumpcontrol spool" de la pompe de direction. La position du plateau de pompe peut

alors changer afin de gnrer un dbit plus ou moins important. Le dbit peut tregnr dans un sens ou dans l'autre.

Le moteur de direction comporte une valve de balayage (flushing valve) quipermet le renouvellement de l'huile dans la boucle hydrostatique.

BOUCLE FERMEE (Bulls D8 et D6N)

D6N

Direction au repos

Commandehydraulique

Valve de balayage

Schma hydraulique


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La pompe de direction comprend, la pompe de gavage (charge pump), Leslimiteurs haute pression avec compensations (crossover relief valve), le limiteurde pression de gavage (charge relief pressure valve) et la valve de coupure(pressure compensator valve ou P.O.R).

La pompe de gavage fournit l'huile aux valves de compensations (makeup) de laboucle ferme.

Les limiteurs haute pression avec compensations, sont destins absorber les

pointes de pression. De par leur taille les limiteurs ne sont pas capablesd'absorber tout le dbit de la pompe. La fonction "compensation" permet derenouveler l'huile de la boucle et de combler les fuites du circuit.

Le limiteur de pression de gavage met en communication le dbit de la pompe degavage au rservoir, lorsque la pression de gavage est atteinte.

La valve de coupure met la vidange la ligne d'alimentation de laservocommande (pump control valve) lorsque la pression dans l'une desbranches de la boucle ferme atteint la pression maximum.

Pompe de gavage

Limiteurs H.P

Limiteur pressionde gavage

Valve de coupure

Pompe de direction



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Le distributeur de pilotage est plac gauche en dessous du levier decommande de direction.

Le distributeur de pilotage est constitu de 2 tiroirs actionns manuellement parun levier (4) est les poussoirs (5) et (6).

Les 2 tiroirs agissent en rduction de pression, ils sont aliments par l'huile de lapompe de gavage en (16).

L'huile sortant soit par l'orifice (17) soit par l'orifice (18) commande le servo-pistonde la pompe de direction.

Localisation

Fonctionnement

Commande de direction



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FLUSHING VALVE

Le moteur est axe bris cylindre fixe. Il est situ sous le planch de cabine.

Une valve de balayage (flushing valve) est incorpore dans la glace dedistribution.

La valve de balayage est pilote par la haute pression, soit gauche, soit droitesuivant le sens de rotation.

Sa fonction est de prlever de l'huile de la boucle afin de la renouveler afin

d'viter les montes excessives en temprature.

Moteur

Valve de balayage

Moteur de direction et valve de balayage



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