Pompe Et Moteur Hydraulique

Pompes et moteurs hydrauliques.

POMPES ET MOTEURS HYDRAULIQUES.

Conception et maintenance.

Animé par : Sami REKIK.

Formateur: Sami REKIK.

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Introduction

Les pompes et moteurs hydrauliques font partie, au même titre que les vérins ; de la catégorie de composants hydrauliques transformant l’énergie mécanique en énergie hydraulique et vice versa.

La pompe puise généralement le fluide dans un réservoir approprié, par le coté aspiration, elle débite ce fluide par son coté refoulement.

Le fluide sous pression est généralement dirigé sur une valve de distribution qui, dans sa position neutre, le dirige à nouveau vers le réservoir et dans sa position de travail sur un récepteur.

Les moteurs hydrauliques transforme de nouveau l’énergie hydraulique produite par les pompes en énergie mécanique nécessaire à un récepteur en mouvement de rotation.

Les moteurs hydrauliques ont, en général, la même constitution que les pompes hydrauliques du même type.

Fréquemment les pompes sont utilisables directement en moteurs dans la mesure ou elles ne comportent pas de clapets de rappel par ressort.


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Chapitre 01 : Les pompes hydrauliques

Introduction : Dans un circuit hydraulique, les pompes jouent un rôle tout aussi important, lequel s’apparente à celui joué par le cœur chez l’être humain. En effet, la pompe permet de faire circuler, par l’intermédiaire de canalisations, un fluide hydraulique qui déplacera des charges grâce à des vérins ou a des moteurs hydrauliques. La pompe joue un rôle de premier plan, car c’est elle qui fournit l’énergie dans un circuit hydraulique. 1. Classification des pompes hydrauliques : Pour répondre à toutes les applications industrielles, plusieurs types de pompe ont été mis au point. On peut toutefois regrouper toutes ces pompes sous deux grandes familles : les pompes hydrauliques volumétriques et les pompes hydrauliques non volumétriques. 1.1. Pompes hydrauliques volumétriques :

Les pompes hydrauliques volumétriques possèdent une étanchéité interne. Cela signifie que l’orifice d’admission est sépare de celui de refoulement par des pièces mécaniques rigides. L’étanchéité interne d’une pompe volumétrique rend cette dernière apte à être utilisée dans les circuits servant a déplacer des charges. 1.2. Pompes hydrauliques non volumétriques :

Les pompes hydrauliques non volumétriques n’ont pas d’étanchéité interne. En effet, l’orifice d’admission n’est pas sépare de celui de refoulement par des pièces mécaniques rigides. Ces pompes sont donc utilisées uniquement dans les circuits de transfert ou la masse à déplacer se limite à celle du fluide en lui-même. 2. Caractéristiques de fonctionnements des pompes hydrauliques

volumétriques :

Il existe plusieurs types de pompe hydraulique volumétrique. Ces pompes diffèrent les unes des autres par leur dimension ainsi que par la quantité et nature de leurs pièces mobiles internes. Malgré ces distinctions, elles remplissent toujours essentiellement le même rôle, celui de faire circuler une quantité plus ou moins grande de fluide. Les caractéristiques de fonctionnement sont donc les mêmes. 2.1 Débit (qv) : On appelle débit (qv) la quantité de fluide mise en mouvement en fonction du temps. Dans le système métrique, le débit est expime en litres par minute (L/min).


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Le débit d’une pompe hydraulique dépend de deux importants facteurs : la cylindrée

de la pompe et la vitesse de révolution de la pompe.

Cylindrée (C) : La cylindrée d’une pompe hydraulique est le volume ou la quantité de fluide que celle-ci refoule par révolution.

Dans le système métrique, la cylindrée d’une pompe hydraulique est exprimée en centimètres cubes par révolution (cm3/r). Vitesse de révolution (n) : Le second facteur qui influence le débit d’une pompe hydraulique est la vitesse de révolution de celle-ci. Une pompe est toujours accouplée a moteur par l’entremise de son arbre d’accouplement. Lorsque la pompe hydraulique est entraînée par un moteur électrique, les vitesses sont de l’ordre de 1200 tr/min, 1500 tr/min ou 1800 tr/min. Cependant, il importe de respecter la vitesse nominale prescrite par le fabricant, c’est a dire la vitesse de révolution pour laquelle une pompe est conçue.


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qv = C * n Pression (p) : Il est faux de croire qu’en plus de fournir un débit, une pompe hydraulique fournit une pression. Le rôle d’une pompe hydraulique est uniquement de créer un débit. La pression dans un circuit hydraulique est due a la résistance a l’écoulement que rencontre le fluide. La résistance a l’écoulement peut provenir d’une force sur un vérin, d’une charge sur un moteur ou d’une restriction dans la tuyauterie. Les unités de mesure utilisées pour exprimer la pression sont le Pascal (Pa) ou le bar.

1 bar = 100 kPa

Puissance (P) : Afin d’accomplir sa tache qui est de mettre en mouvement un fluide, une pompe hydraulique est toujours accouplée mécaniquement a une source motrice. Le rôle de la source motrice est de fournir une puissance mécanique en rotation a l’arbre de la pompe afin de mettre en mouvement les pièces internes de cette dernières. Une pompe hydraulique a donc comme caractéristique de transformer l’énergie mécanique qu’elle reçoit de sa source motrice en énergie hydraulique.


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la puissance hydraulique est donnée par la formule suivante :

Phyd= P*QV

avec : P : pression en pascale QV : débit en m3/s On peut réarranger la formule de la façon suivante pour utiliser les unités de pression et de débit connus

Phyd= P*QV/600 Avec : P : pression en bar QV : débit en l/min Phyd : puissance en KW

le rendement volumétrique η volumétrique Afin d'optimiser la durée de vie d'une pompe hydraulique, il est important de respecter la puissance nominale établie par le fabricant. La puissance nominale est la puissance hydraulique maximale de la pompe lorsque cette dernière est en fonctionnement continu.


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Les pompes hydrauliques volumétriques possèdent des pièces mobiles internes. Pour que ces pièces puissent se déplacer, il faut nécessairement leur assurer un jeu minimal. A cause de ce jeu, il se produit en fonctionnement des fuites d'huile entre les interstices des pièces mobiles. Ces fuites, appelées fuites volumétriques ou fuites internes, augmentent en fonction de la pression du circuit. A cause des fuites volumétriques, le débit réel fourni par une pompe hydraulique est inférieur au débit théorique. Certaines pompes ont des fuites volumétriques plus importantes que d'autres. Cela peut être exprimé en calculant le rendement volumétrique d'une pompe. Le rendement volumétrique est donné par l'équation mathématique suivante : Rendement volumétrique = Débit d' huile en fonctionnement /Débit théorique Le rendement volumétrique est le rapport entre le débit d'huile réellement fourni par la pompe et le débit théorique. Il permet de com parer différentes pompes volumétriques. Il est à noter que le rendement volumétrique ne peut jamais être supérieur à la valeur numérique «l». En effet, un rendement volumétrique de l équivaut, en pourcentage, à un rendement de 100 %. le rendement mécanique ηmécanique

Durant le fonctionnement d'une pompe hydraulique volumétrique, les pièces mobiles internes se déplacent par rapport à des pièces fixes. Le jeu qui existe entre ces pièces est rempli d'huile, ce qui assure une lubrification des pièces en mouvement. L'huile comprise dans ces interstices est soumise à des forces de cisaillement sous l'effet du déplacement des pièces. L'huile, de par sa viscosité, s'oppose à ces forces de cisaillement. On dit alors qu'il y a «frottement visqueux». Les pièces mobiles internes sont également soumises à des forces engendrées par la pression du fluide, ce qui génère du frottement dynamique. Le couple réel fourni à une pompe volumétrique doit donc être suffisamment élevé pour entraîner la pompe et pour vaincre les forces de friction. Le rendement mécanique représente le pourcentage du couple qui est réellement transmis à la pompe. Un rendement mécanique de 90 % indique que 90 % du couple sont transmis à la pompe et que les 10% restants sont utilisés pour vaincre les forces de friction. . le rendement total ηtotal Le rendement total d'une pompe hydraulique tient compte à la fois des pertes volumétriques et des pertes mécaniques. L'équation mathématique du rendement total est la suivante :

ηtotal = η volumétrique * ηmécanique Le rendement total ηtotal d'une pompe hydraulique est fourni par le produit du rendement volumétrique et du rendement mécanique. Le rendement total ηtotal d'une pompe hydraulique peut également être exprimé en pourcentage par le rapport de sa puissance de sortie (ou puissance hydraulique) sur sa puissance d'entrée (ou puissance mécanique). L'équation du rendement total est alors :

ηtotal = puissance de sortie/puissance d’entrée


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3. Principaux types de pompe hydraulique volumétrique Il existe plusieurs types de pompe hydraulique volumétrique. A chaque type de pompe correspondent une nature et un agencement particulier des pièces mobiles internes. Cependant, quel qu'en soit le type, une pompe hydraulique remplit essentiellement le même rôle, soit celui de faire circuler un liquide. Le fonctionnement de tous les types de pompe repose sur le même principe. Lorsque la pompe est mise en marche par l'entreprise de la source motrice, les pièces mobiles internes se déplacent et attirent l'air qui se trouve dans la canalisation du côté de l'admission de la pompe. Ce mouvement des pièces internes crée in vide partiel. La pression atmosphérique agit alors sur la surface du liquide contenu dans le réservoir en poussant ce fluide vers l'admission de la pompe. Le fluide est ensuite entraîné par les pièces mobiles et finalement refoulé vers le système hydraulique à actionner. 3.1. Pompes à engrenage Les pompes hydrauliques volumétriques à engrenage sont de constitution simple parce qu’elles ne possèdent que peu de pièces mobiles internes. Ce type de pompe présente l'avantage d'être celui le moins coûteux. Cependant, ces pompes offrent un rendement volumétrique ηv peu élevé. De plus, notez que les pompes à engrenage sont à cylindrée fixe. Comme 1e nom l'indique, les pompes à engrenage renferment deux roues dentées qui s'engrènent (s'engagent) l'une dans l'autre. Il existe deux catégories de pompe à engrenage:

les pompes à engrenage externe; les pompes à engrenage interne.

Pompes à engrenage externe Les pompes à engrenage externe tirent leur nom de la position de leurs roues dentées. Ces roues sont placées l'une à côté de l'autre et s'engagent l'une dans l'autre par leurs dents se trouvant sur leur circonférence.

Refoulement 3. l’huile est refoulée vers la sortie

La pression pousse les roues dentées contre le corps de la pompe

2. l’huile transportée par les alvéoles

Admission

1. à mesure que les dents se désengagent,un vide partiel est crée


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Les pompes à engrenage externe comportent une roue dentée menante et une roue dentée menée. Ces roues tournent en sens opposé en s'engrenant l'une dans l'autre. En face de l'orifice d'admission, les deux roues dentées se séparent en créant un vide partiel comblé par l'huile provenant du réservoir. L'huile est ensuite transportée par les alvéoles formées par le creux des dents elle corps de la pompe. Des plaquettes assurent l'étanchéité axiale des alvéoles, c'est-à-dire qu'elles empêchent l'huile de fuir par les côtés des alvéoles. Au fur et à mesure que les dents se réengagent, l’huile est évacuée vers l’orifice de refoulement. Sous l’effet de la pression existant du côté de refoulement de la pompe, les deux roues dentées sont poussées contre le corps de la pompe à cause de l’espace existant entre la face des dents des roues dentées et le corps de la pompe. L’espace disponible tend à s’amplifier à mesure que la pompe prend l’âge et s’use. Les pertes volumétrique augmentent donc en fonction de l’usure de pompe. Il en résulte un faible rendement volumétrique. La figure ci-dessous vous montre une vue éclatée d’une pompe à engrenage. Vous pouvez y remarquez la plaquette d’étanchéité qui assure l’étanchéité axiale de la pompe

Vue éclatée d'une pompe à engrenage

Organes 1 Roues dentées (menante, menée ) 2 Plaquette d’étanchéité 3 Corps de pompe 4.1 Couvercle avant 4.2 Couvercle arrière 5 Joint d’étanchéité de l’arbre 6 Coussinet 7 Joint torique Formateur: Sami REKIK.

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Il existe également des pompes à en grenages externe double. Une pompe à engrenage double est en fait l’union de deux pompe à en grenage, lesquelles sont entraînée par le même arbre d’accouplement. Ces pompes ont le même principe de fonctionnement qu’une pompe à engrenage simple. Elles possèdent un seul orifice de refoulement. Une pompe à engrenage double peut alimenter deux circuits hydrauliques indépendants ou fournir un plus grand débit à un seul circuit.

Pompe à engrenage double

Symboles des pompes

Pompes à engrenage interne

Les pompes à engrenage interne tirent leur nom du fait qu'elles possèdent comme pièce mobile une roue à denture interne


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Roue à denture interne

Il existe deux principaux types de pompe engrenage interne : les pompes à engrenage interne à croissant; les pompes à engrenage interne à gé rotor.

Pompes à engrenage interne à croissant La pompe à engrenage interne à croissant comprend deux roues à denture, soit une roue à denture interne et une roue à denture externe, lesquelles sont séparées par un croissant fixe.

La roue à denture externe entraîne la roue à denture interne. Il est à noter que la roue à denture externe est excentrique par rapport à la roue à denture interne et que les deux roues dentées tournent dans le même sens. La figure ci-dessous représente le principe de fonctionnement d'une pompe à engrenage interne à croissant.

Refoulement

Roue à denture externe

Roue à denture interne

Admission

Principe de fonctionnement d'une pompe à engrenage interne à croissant


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Dans ce type de pompe, l'huile hydraulique est aspirée par les cavités créées lors du désengagement des deux roues dentées. Le fluide devient prisonnier dans les alvéoles créées par les dents de roues dentées et le croissant. Il est ainsi transporté jusqu'à ce qu'il soit refoulé lorsque les dents se réengagent. Il existe également des pompes double ou triple à engrenage interne à croissant .

Conception

Les pompes hydrauliques à denture interne se composent essentiellement du corps (1),

des chapeaux de palier (1.1), du couvercle (1.2), de la couronne à denture interne (2), du pignon arbre (3), des paliers lisses (4), des disques axiaux ou glaces d‘étanchéité (5), de la tige de butée (6), de la pièce intercalaire (7) composée du segment (7.1), du support de segment (7.2) et des rouleaux d‘étanchéité (7.3). Compensation radiale

La force de compensation radiale F R agit sur le segment (7.1) et son support (7.2).

Compensation axiale

La force de compensation axiale F A, créée par le champ de pression (8) au niveau des disques axiaux (5), agit dans la zone de la chambre de refoulement.

Les rapports de sections et la position des rouleaux d‘étanchéité (7.3) entre le segment et son support sont conçus de telle manière qu‘une étanchéité presque sans jeu est réalisée entre la couronne à denture interne (2), la pièce intercalaire (7) et le pignon arbre (3. Des lamelles ressorts, situées sous les rouleaux d‘étanchéité (7.3) assurent une compression suffisante, même à des pressions très faibles.


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Paliers hydrodynamiques et palier hydrostatique Les forces agissant sur le pignon arbre (3) sont absorbées par des paliers radiaux lisses

à lubrification hydrodynamique (4), et celles agissant sur la couronne à denture interne (2), par le palier hydrostatique (9). Denture

La denture est une denture à développante. Sa grande longueur d‘engrènement se traduit par un faible niveau de pulsations de débit et de pression, donc par un faible niveau sonore de fonctionnement.

Les jeux axiaux entre les pièces en rotation et les pièces fixes sont donc particulièrement faibles. Ils assurent une étanchéité axiale optimale de la chambre de refoulement.

Pompes à engrenage interne à gé rotor

Le fonctionnement des pompes à engrenage interne à gé rotor ressemble beaucoup à celui des pompes à engrenage interne à croissant. La figure ci-dessous vous en présente le cycle de fonctionnement.

Cycle de fonctionnement d'une pompe à engrenage interne à gé rotor Sur cette figure, le lobe en pointillé de gauche représente l'orifice de refoulement, tandis que celui de droite représente l'orifice d'admission (partie A de la figure). La rotation des deux roues dentées se fait dans le sens des aiguilles d'une montre (sens horaire). Le fluide hydraulique est aspiré par la cavité créée lors du désengagement des deux roues dentées. Le désengagement s'effectue vis-à-vis l'orifice d'admission (parties B et C de la figure). Le fluide devient prisonnier dans l'alvéole créée entre les roues à denture externe et interne (partie D de la figure). Lors du réengagement des deux roues à denture (parties E, F et G de la figure), le fluide est refoulé vers l'orifice de refoulement. Le cycle, ainsi complété, recommence. La figure ci-dessous vous présente une vue en coupe d'une pompe à engrenage interne à gé rotor.


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3.2. Pompes Les pomqu'elles ont unrendement voluces dernières. Lci sont de formrainures radiale

Il existe deux c

les pom-

-

les pom

Formateur: Sam

Denture interne

Arbre d’accouplement

à p

pes bométes pe r

s (v

atég

pes

pes

i R

Denture externe

Vue en coupe d'une pompe à gé rotor

alettes

hydrauliques volumétriques à palettes sont fréquemment utilisées parce n rendement volumétrique (ηv ). Elles offrent généralement un meilleur rique que les pompes à engrenage. Elles sont toutefois plus coûteuses que ompes à palettes, comme le nom l'indique, renferment des palettes. Celles-ectangulaire et sont introduites à l'intérieur du rotor par l'entremise de oir figure ci-dessous ). Les palettes peuvent donc se déplacer radialement.

ories de pompe à palettes :

à palettes à cylindrée fixe.

à palettes à cylindrée variable.

EKIK. 14


Pompes à palettes à cylindrée fixe Les pompes à palettes à cylindrée fixe se divisent en deux groupes : - -

les pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor non balancé; les pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor balancé.

Pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor non balancé Les pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor non balancé ont un principe de

fonctionnement relativement simple. Le rotor, dans lequel sont introduites les palettes, est installé dans le carter de la pompe. Il est excentrique par rapport au centre du corps de la pompe. La figure ci-dessous représente le principe de fonctionnement d'une pompe à palettes à cylindrée fixe à rotor non balancé.

2. l’hules alvé

ile est emprisonnée dans oles et transportée ver

f l

par le fluide

couronne circulaire

3. les alvéoles diminuent de volume ce qui force l’expulsion de l’huile vers l’orifice de refoul

Rotor

excentricité

Admission

Arbre d’accouplement

1. les alvéoles augmentent de volume ce qui crée un vide partiel comblé carter

palettes

principe de fonctionnement d'une pompe à palettes à cylindrée fixe et à rotor non

balancé

Dans ce type de pompe, le rotor est entraîné dans un mouvement de rotation grâce à l'arbre d'accouplement relié à la source motrice de la pompe. La force centrifuge, ainsi créée, pousse les palettes contre une couronne circulaire. Lorsque le rotor tourne, les palettes suivent le contour de la couronne. Il est à noter que le chanfrein de la palette suit toujours le sens de rotation. Il en est ainsi pour tous les types de pompe à palettes. A cause de l'excentricité du rotor par rapport à la couronne, les palettes divisent l'espace compris entre le rotor et la couronne en une série d'alvéoles. L'aspiration de la pompe se fait à l'endroit où les alvéoles augmentent de volume. Il se crée ainsi un vide partiel qui sera comblé par l'huile hydraulique poussée dans ces alvéoles par la pression atmosphérique agissant dans le réservoir. L'huile emprisonnée dans les alvéoles est ensuite acheminée vers l'orifice de refoulement de la pompe. Par la suite, la diminution du volume des alvéoles force l'expulsion de l'huile vers l'orifice de refoulement. Une force de poussée est appliquée sur le rotor de la pompe puisque la pression existant du côté du refoulement est exercée d'un seul côté. A cause de ce déséquilibre de force ainsi créé sur le rotor, ce type de pompe est appelé pompe à palettes à rotor non balancé. Il est à noter que ce déséquilibre de force entraîne une réduction de la longévité de la pompe.


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Or, pour remédier au déséquilibre de force existant dans un pompe à palettes à rotor non balancé, on a recours à une pompe à palettes de construction légèrement différente, soit la pompe à palettes à rotor balancé. Pompes à palettes à cylindrée fixe à rotor balancé

Dans un pompe à palettes à cylindrée fixe à rotor balancé, la pression exerce une force sur deux côtés opposés (180°) du rotor. Ainsi, l'opposition des forces créées par la pression permet d'annuler l'effet de déséquilibre néfaste au roulement.

Refoulement Admission

Force

Opposition de forces crées par la pression

Le principe de fonctionnement des pompes à palettes à rotor balancé est le même que

celui des pompes à palettes à rotor non balancé. La seule distinction se trouve au niveau de la forme de la couronne. En effet, cette dernière est de forme ovale. En fonctionnement, cela se traduit par deux admissions et deux refoulements par tour du rotor. Les deux orifices de refoulement sont opposés (180°), tout comme ceux d'admission, ce qui permet d'équilibrer les roulements et autres pièces internes en rotation. Les pompes à palettes à rotor balancé résistent mieux aux montées de la pression du côté du refoulement. De plus, leur durée de vie est généralement plus longue que celle des pompes à palettes à rotor non balancé. Afin d'augmenter l'étanchéité au point de contact entre les palettes et la couronne, une pression d'huile ou un ressort est appliqué sous les palettes afin que la force centrifuge pousse les palettes contrôla couronne ou le corps de la pompe. La figure ci-dessous vous montre une vue en coupe d'une pompe à palettes à rotor balancé.


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Vue en coupe d'une pompe à palette à rotor balancé La pression qui existe du côté du refoulement est appliquée sous les palettes par l'intermédiaire d'une rainure dans la plaque de poussée. Cette dernière sert à maintenir l'étanchéité latérale des alvéoles. Cette plaque de poussée est maintenue entre la couronne et les palettes par l'entremise d'un ressort et de la pression existant du côté du refoulement. Pompes à palettes à rotor balancé pour haute pression II existe sur le marché des pompes à palettes à rotor balancé pouvant fonctionner sous de hautes pressions (17 000 kPa ou 2 500 psi) et à grande vitesse (1800 r/min). Ces pompes ont toujours le même principe de fonctionnement. Toutefois, elles ont subi quelques modifications. Les pompes à palettes à rotor balancé à haute pression sont conçues pour fonctionner à des pressions de 17 000 kPa (2 500 psi) et plus. Sous de telles pressions, une pompe à palettes à rotor balancé avec palettes rectangulaires appliquerait une telle force sous les palettes qu'il en résulterait une usure très rapide des palettes et de la couronne. C'est pourquoi, pour prévenir cette usure prématurée, des trous sont percés dans le rotor. Ceci permet à la pression existant du côté du refoulement de s'appliquer en dessous de toute la surface de la palette, et ce, uniquement dans le quadrant de haute pression. En effet, le quadrant de haute pression est celui qui requiert l'étanchéité maximale entre les palettes et la couronne afin de limiter les fuites. La figure ci-dessous vous montre une pompe à palettes à rotor balancé pour haute pression.


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Pompe à palettes à rotor balancé pour haute pression

Dans le quadrant de basse pression, la pression sous la palette devient alors nulle

puisque c'est la pression existant à l'orifice d'admission qui s'y applique. La poussée de la palette contre la couronne est assurée par la pression de l'orifice de refoulement qui est emprisonnée dans la chambre centrale évidée de la palette. La pression qui est dans la chambre centrale évidée de la palette est acheminée par la plaque de support du côté du refoulement.

En cas de bris, pour assurer le remplacement rapide des pièces mobiles internes d'une pompe à palettes à rotor balancé pour haute pression, on utilise une cartouche pré assemblée par le fabricant. Une cartouche est constituée de -la couronne, du rotor, des palettes et des plaques de support du côté de l'admission et de celui du refoulement.

Plaque de support (côté refoulement)

Plaque de support (côté admission)

couronne

Vis Goupille de positionnement

Pompes à palettes à cylindrée variable (commande direct)

Les pompes à palettes à débit fixe, qu'elles soient à rotor balancé ou non balancé, présentent un inconvénient majeur : leur cylindrée et, par conséquent, leur débit sont fixes. Dans un circuit hydraulique, le volume d'huile nécessaire pour alimenter les composants est rarement constant. Lorsque le circuit requiert moins d'huile, l'excédent fourni par une pompe à cylindrée fixe est évacué par la valve de sûreté. Il en résulte une perte de débit et Formateur: Sami REKIK.

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nécessairement un gaspillage d'énergie. Pour remédier à cette situation, on a recours à une pompe à cylindrée variable. Les pompes à palettes à cylindrée variable permettent de fournir un débit variable qui s'ajuste à la demande du circuit hydraulique. Voici en quoi consiste le principe de fonctionnement de base de ce type de pompe. La pompe à débit variable fournit un débit maximal. Lorsque le circuit hydraulique requiert moins d'huile, le débit excédentaire fait augmenter la pression du côté du refoulement de la pompe. C'est cette augmentation de pression qui réduit la cylindrée de la pompe.

Pompe à palettes à cylindrée variable compensé en pression commande direct

ORGANE

1 Couronne mobile 2 Ressort du compensateur de pression 3 Rotor 4 Vis butée de la couronne 5 L’ excentricité maximale de couronne mobile est ajustable au moyen de cette

vis 6 Vis d’ajustement du compensateur de pression ( lorsque la pression crée une

force suffisante sur la couronne pour vaincre la force du ressort, la couronne mobile se déplace et se centre par rapport au rotor

7 Limiteur de débit unidirectionnel ( réglage de pression côté ressort)


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sLdLc

bit

ssLr(pddhp

F

Courbe de débit en fonction de pression

Chute de dé

Lorsque la pression augmente du côté de l'orifice de refoulement, une force est créée

ur la couronne mobile. Cette force tend à centrer la couronne mobile par rapport au rotor. orsque cette force est suffisamment élevée pour vaincre la force du ressort du compensateur e pression, la couronne mobile se déplace et se centre alors par rapport au rotor de la pompe. a pression nécessaire au déplacement de la couronne mobile est ajustable à l'aide delà vis du ompensateur de pression qui comprime plus ou moins le ressort du compensateur.

Pompes à palettes à cylindrée variable (commande piloté)

La grosse différence entre ce modèle et le précédent est le système de régulation. Le tator est bloqué entre deux pistons alimentés en pression par le système avec un rapport de ection d'environ l : 2. Un ressort (3) de faible valeur sert de rappel pour la position de repos. a pompe est donc dans sa position débit maximum au démarrage. La pression maximum est

églée par le tarage (5) de la valve de pression (6). Tant que la pression est inférieure au tarage 5) la valve reste dans la position du croquis ci-dessous et le stator reste dans la position la lus excentrée. Si la pression dépasse le tarage (5) le tiroir de la valve se déplace et la cavité u piston (2) est reliée au réservoir et le petit piston peut repousser le stator et diminuer le ébit jusqu'à obtenir la pression réglée. Comme le réglage du stator se fait par un équilibrage ydraulique et plus par un ressort il s'ensuit une courbe caractéristique pression/débit ratiquement verticale.

ormateur: Sami REKIK. 20


Pompe à palettes à cylindrée variable ( commande piloté) 3.3. Pompe à pistons axiaux à axe droite Pompe à pistions axiaux à axe droite à cylindrée fixe

10 1 Corps de la pompe ou carter 2 Arbre d’accouplement 3 Piston 4 Barillet ou bloc cylindre 5 Patin 6 Plan incliné 7 Douille à collet 8 Fond de barillet 9 Glace ou plaque de distribution 10 Plaque de retenue


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Dans un carter fixe 1, sont disposés en cercle, parallèlement à l'arbre d’entraînement 2 neuf pistons 3. Ils tournent dans un barillet 4 oui est fixé à l'arbre d’entraînement par une clavette. Les extrémités des pistons sont sphériques, logées dans des patins 5. Ceux-ci sont maintenus par un disque de retenue10 sur un plan 6 incliné de 15°. Ce plan incliné fait partie du carter pour l'unité à cylindrée constante et par conséquent une pente fixe. Lors de la rotation de l'arbre d’entraînement 2: (fonctionnement en pompe), le barillet 4 et le douille à collet 7, le fond du barillet 8 ainsi que les pistons 3 et les patins 5 se trouvent entraînés. comme les pistons sont maintenus par les patins sur le plan incliné, il en résulte une course du piston dans le barillet lors de la rotation l'arbre d’entraînement. Le pilotage, c'est-à-dire l’alimentation et le refoulement du fluide, est assuré par deux lumières de forme appropriée clans la glace de distribution 9. qui est en liaison fixe avec le carter . Les pistons sortant du barillet sont reliés au côte réservoir (en bleu) par cette lumière aspirant le fluide. Par l’intermédiaire des autres lumières, les autres pistons sont. en liaison avec le côté pression (en rouge) et refoulent le fluide dans leur course à l’intérieur du barillet vers l’orifice de pression. A tout moment, un piston se trouve dans la plage d’inversion du côté aspiration au côté pression, ou du côté pression au côté aspiration. Par un orifice dans le piston, le fluide arrive au patin et crée un équilibrage hydrostatique. Pompe à pistions axiaux à axe droite à cylindrée variable

Ressort de rappel

Compensateur de pression Plateau

incliné

Les pompes à pistons axiaux à axe droite et à cylindrée variable possèdent un plateau incliné mobile. A l’aide d’un mécanisme de réglage le plateau peut être amené dans des positions angulaires. En fonction de la position incliné du plateau, c'est-à-dire l’angle de pivotement , les pistons peuvent exécuter une certaine course. Cette course est déterminante de la grandeur de la cylindrée de la pompe. La course des pistons augmente avec l’accroissement de l’angle (voir figure ci-dessous)


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Inclinaison maximale du

plateau : cylindrée maximale

Diminution de l’inclinaison du plateau : cylindrée réduite

Inclinaison nulle du plateau : cylindrée nulle

3.4. Pompe à piston axiaux à axe incliné Pompe à piston axiaux à axe incliné à cylindrée fixe

Dans un carter fixe sont logés l’arbre d’entraînement 2 , le plateau de bielles 3, la barillet 4 avec les pistons 5 et les bielles de piston 6, ainsi que la glace de distribution 7. Le plateau des bielles est disposé perpendiculairement à l’arbre d’entraînement. La barillet avec les 7 pistons et les bielles des pistons sont inclinés à un angle de 25° par rapport à l’axe de l’arbre. Le plateau des bielles est en liaison articulé par l’intermédiaire des bielles des pistons avec le barillet. La barillet est logé par le pivot central 8 . En fonctionnement pompe, lors de rotation de l’arbre de commande 2, la barillet 4 est entraîné par les bielle des pistons 6 et les pistons 5 . Comme les pistons sont maintenus contre le plateau par l’intermédiaire des bielles des pistons il en résulte une course des pistons dans le barillet lors de la rotation de l’arbre de commande. La glace de distribution a deux fente réniforme pour l’alimentation en bleu et le refoulement en rouge du fluide. Afin que la barillet glisse librement sur la surface de commande de la glace de distribution , celle-ci est sphérique. Le déplacement des pistons sur la glace se fait par l’intermédiaire des bielles des pistons qui transmet principalement le couple d’entraînement ( frottement, inertie ) ; les pistons n’exerce pas de couple sur le barillet


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Pompe à piston axiaux à axe incliné à cylindrée variable

Dans cette version, le barillet (1 )avec les pistons (5), la glace de distribution (7) avec le carter sont mobile. L’angle par rapport a l'axe de l'arbre peut être modifié jusqu’environ 25°. En fonction de cet angle de pivotement, les pistons exécutent une certaine course dans le barillet. La course et, par conséquent, la cylindrée de refoulement augmentent avec l'accroissement de l'angle de pivotement. Naturellement, le sens du débit s'inverse dès qu'on dépasse l'angle 0. 3.5. Pompe à piston radiaux Les pompes à pistons radiaux se devisent en deux groupes :

Les pompe à pistons radiaux à bloc cylindre fixe Les pompe à pistons radiaux à bloc cylindre tournant

Les pompe à pistons radiaux à bloc cylindre fixe Les pompes à pistons radiaux à bloc cylindre fixe contiennent des pistons qui sont

disposée radialement dans un bloc cylindre fixe . les pistons sont introduits dans le bloc cylindre par l’entremise de l’alésage. La figure ci-dessous vous montre le principe de fonctionnement de cette pompe

un bloc poussoir raccordé à un vilebrequin.ainsi engendrer un mouvement alternatif à cLorsqu'un piston sort de son alésage, son clrefoulement se ferme. Le cylindre du pistchambre centrale. Lorsqu'un piston entre d


Organe 1 Corps de la pompe 2 Chambre centra 3.1 Bloc cylindre du piston 1 3.2 Bloc cylindre du piston 2 3.3 Bloc cylindre du piston 3 4 Pistons 5 Clapet d’aspiration 6 Clapet de refoulement

Le mouvement excentrique du bloc poussoir vient hacun des pistons . apet d'admission s'ouvre pendant que son clapet de on se remplit ainsi d'huile. L'huile provient de la ans son alésage, son clapet d'admission se ferme

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tandis que son clapet de refoulement s'ouvre. L'huile contenue dans l'alésage du piston est alors expulsée dans la chambre de refoulement, puis vers l'orifice de refoulement. Les pompe à pistons radiaux à bloc cylindre tournant

Organe 1 Arbre d’entraînement 2 Accouplement à tenons 3 barillet 4 Pivot de distribution 5 Piston 6 Patin 7 Bague de cylindrée 8 Anneau de maintien 9 Piston de commande 1 10 Contre piston

Cette pompe à pistons radiaux possède des pistons disposés en étoile et débite vers le centre sur un pivot de distribution. Les patins des pistons équilibrés hydro statiquement prennent appui sur une bague de commande de la cylindrée. La variation de la cylindrée, ainsi que le changement de sens du débit du fluide, s'obtiennent par excentration de la bague de commande de cylindrée à l'aide de Le couple du moteur d'entraînement Le couple du moteur d’entraînement est transmis sans contrainte transversale de l'arbre d'entraînement au barillet à pistons radiaux, par l'intermédiaire d'un accouplement homocinétique (à tenons). Le barillet tourne autour d'un pivot de distribution qui est fretté dans le corps de pompe. Piston et patin sont articulés grâce à une rotule et solidarisés par une bague. Les patins sont guidés par bague. Les patins sont guidés par 2 anneaux de maintien sur la piste de glissement de la bague de cylindrée. En fonctionnement, la force centrifuge et la pression d'huile générée par les pistons plaquent les patins sur la bague de cylindrée.

Le schéma ci-après révèle le processus de transformation du mouvement curviligne de l'entraînement en rectiligne alternatif du piston. Il ressort de ce schéma que le piston effectue une course égale au double de l'excentricité. De même, il apparaît la nécessité de liaison par une rotule entre le piston et son patin, car les axes de rotation des 2 éléments, patin et piston, ont 2 centres différents Formateur: Sami REKIK.

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3.6. Régulateur de pression (annulation de débit)

Fonction La fonction d'un régulateur de pression est de ramener automatiquement le débit refoulé d'une pompe à cylindrée variable au niveau du débit réelle- ment consommé par un ou plusieurs consommateurs, dès que la pression affichée est atteinte. Il doit travailler sans occasionner de sur débit lors de la phase de régulation. Le débit est généralement fixé par des valves de contrôle de débit. La courbe caractéristique montre que la pompe fournit dans un premier temps son débit maximum dès que la pression affichée est atteinte, le régulateur réduit ce débit c'est-à-dire, dans un cas typique, ramène le débit à 0 (pompe à annulation de débit). La pompe est capable d'ajuster son débit à tous les points situés sur la branche d'annulation de la courbe entre 0 et Qmax.. Si la consommation du circuit est nulle, la pompe maintient la pression et compense éventuellement les fuites du système. La branche d'annulation de la courbe est presque verticale. La pente de cette partie de la courbe renseigne sur le degré de sensibilité du régulateur.


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Les pompes autorégulées permettent de maintenir la pression maximale dans le circuit tout en ayant un débit nul. A partir d'une certaine pression, la cylindrée de la pompe se met à diminuer progressivement vers le débit nul, la pompe ne fournit alors plus de puissance (et donc n'en consomme plus). La régulation la plus courante a l'aspect de la courbe ci-dessous (les pressions d' autorégulation et maximale sont réglables). On trouve des pompes autorégulées à pistons et à palettes.

Le débit avant régulation n'est pas tout à fait constant, car le rendement volumétrique diminue lorsque la pression de sortie augmente.

Pompe à palettes autorégulée

La régulation à pression maxi constante ci-dessus présente l'inconvénient suivant: lorsque le débit demandé par le circuit est inférieur au débit maxi de la pompe, celle-ci débite donc à une pression proche du maximum. C'est dommage car le récepteur, lui, n'a pas forcément besoin d'une pression aussi forte, le rendement est alors déplorable. Il est préférable d'opter alors pour une autorégulation de cylindrée à mesure de charge ou Load Sensing. La pression d'autorégulation est alors fonction de la pression nécessaire pour entraîner le récepteur


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Pompe à pistons axiaux autorégulée (en pression)

Les circuits d'autorégulation des pompes peuvent être complexes et réaliser toutes sortes de régulations différentes (en pression, débit, puissance, load-sensing...). Ci-dessous, exemples de circuits de régulation.

Régulateur de pression ajustable commande direct La valve de régulation flasquée sur le corps de pompe, côté piston de commande de cylindrée, peut être assimilée à une valve 3 voies, commandée hydrauliquement. La pression de refoulement de la pompe est dirigée d'une part directement sur le contre piston 2 de plus faible section, , d'autre part, au travers du régulateur sur le piston de commande 1. Le rapport des sections 2:1 de ces deux pistons fait que la bague de commande de cylindrée repousse le contre piston 2 dans sa position de fin de course et la pompe débite son maximum. La pression de refoulement aboutit également au travers d'un perçage radial dans le tiroir sur la face inférieure de ce tiroir. Lorsque la pression atteint celle réglée par le ressort placé de l'autre côté du tiroir, il se déplace vers le haut et coupe l'alimentation en pression du piston 1. Presque en même temps, il ouvre le canal mettant le piston 1 en communication avec le corps de pompe sans pression. De ce fait, le piston 1 se trouve décomprimé. Sous l'effet de la poussée du contre- piston 2 qui continue d'être en liaison avec la pression de refoulement, la bague de commande cylindrée se déplace vers le milieu, ce qui a pour effet de ramener le débit de la pompe au niveau de la consommation du circuit récepteur. La fin de course de la bague donnant un débit 0, est assurée par la butée mécanique du piston 1 sur le corps du régulateur. Le calage exact est réalisé par des rondelles d'épaisseurs calibrées. L'huile de fuite aboutissant dans la chambre du ressort est ramenée dans le corps de pompe. Le seuil de la pression d'annulation du débit peut être ajusté par la vis de réglage assurant la pré compression du ressort


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Régulateur de pression ajustable commande à distance Grâce au régulateur de pression piloté, la commande de la pompe est facilitée. La possibilité de cette commande à distance permet d'activer électriquement des pressions de pilotage présélectionnées ou d'utiliser des valves électrohydrauliques à effet proportionnel. La constitution de ce régulateur diffère du modèle décrit dans la paragraphe précédente par son gicleur placé dans le tiroir, un ressort de rappel plus faible et orifice de pilotage externe aboutissant d'un côté dans la chambre du ressort, de l'autre à la valve pilote de pression (valve de limitation dépression). La pression de refoulement aboutit comme précédemment au travers du tiroir du régulateur sur la face inférieure et au travers du gicleur dans la chambre à ressort et, de là, vers la valve pilote. Aussi longtemps que la valve pilote reste fermée, les pressions agissant sur le tiroir s'équilibrent et il reste dans sa position initiale sous l'effet de la poussée du ressort. La bague de commande de cylindrée est dans la position d' excentrique maximum et la pompe débite son maximum.


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Dès que la pression d'ouverture de la valve pilote est atteinte, un petit débit passe au travers du gicleur dans le tiroir et provoque ainsi une différence de pression qui a pour effet de déplacer le tiroir vers le ressort du régulateur. Comme dans le cas du régulateur à commande directe, le piston 1 se trouve décomprimé, la bague de commande de cylindrée se déplace vers le milieu et la cylindrée de la pompe diminue. Le réglage du seuil de la pression de régulation s'effectue exclusivement par l'intermédiaire de la valve pilote. La vis de tarage du régulateur de la pompe est ajustée au banc d'essais e1 ne doit en aucun cas être déréglée.


Régulateur combiné, pression - débit

Le régulateur de pression décrit dans les paragraphe précédentes, ajuste le débit de la pompe à cylindrée variable à la valeur réglée par une valve de réglage de débit placée sur le circuit de refoulement. Cet ajustage du débit ne s'effectue toutefois pas dans ce cas à la pression du circuit consommateur mais à celle préréglée sur le régulateur de la pompe. En montant la valve de réglage de débit dans le circuit de régulation de la pompe, comme décrit ci-dessous, le débit peut être varié en même temps due l'on adapte la pression au circuit consommateur. De cette façon, le bilan énergétique se trouve encore amélioré. La pression maximale peut, de plus, être limitée par un tarage supplémentaire du régulateur de pression de la pompe. Ce régulateur permet également de maintenir dans une certaine plage, un débit constant, malgré les variations du régime d'entraînement. Constitution et fonctionnement Courbe caractéristique : Le débit refoulé de la pompe passe, au travers d'un orifice de mesure, au raccordement duquel s'établit une perte de charge d'env. 8 bar. Cette pression multipliée par le débit occasionne une faible perte d'énergie. La pression en amont de l'orifice de mesure est dirigée de façon interne vers le régulateur et au travers du tiroir de régulateur appliqué sur sa


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section inférieure. La pression en aval de l'orifice de mesure est amenée par une canalisation de pilotage externe dans la chambre du ressort de régulateur et, de ce fait, s'applique sur la section supérieure du tiroir. A cette pression plus faible, s'ajoute la poussée du ressort, ce qui permet d'obtenir un équilibrage des forces de part et d'autre du tiroir. L'orifice de mesure et le tiroir du régulateur travaillent ensemble, de la même façon que l'orifice calibré et la balance de pression d'un régulateur de débit. La différence avec un régulateur de débit réside dans le fait que les arêtes du tiroir de la balance de pression règlent directement le débit tandis que celles du tiroir du régulateur de pompe règlent l'excentricité de la bague de commande de cylindrée et, par voie de conséquence, le débit refoulé de la pompe. Une restriction de la section de passage à l'orifice de mesure a pour conséquence une augmentation de la différence de pression qui pousse le tiroir du régulateur vers son ressort. Le circuit du piston de commande 1 est, de ce fait, décomprimé, ce qui permet à la bague de commande de cylindrée de se mou- voir vers la position neutre. La course de la bague de réglage se termine dès que la différence d'environ 10 bar affichés par le ressort du régulateur est rétablie. Lors de l'augmentation de la section de passage à l'orifice de mesure, il se produit le phénomène inverse qui augmente le débit de la pompe. La mise en place d'une valve de réglage de pression sur cette canalisation de pilotage permet d'obtenir l'effet d'un régulateur de pression commandé à distance. Le gicleur habituellement placé dans le tiroir se trouve ici remplacé par la canalisation de pilotage. Par des variations de l'orifice de mesure, la branche horizontale de la courbe p-Q peut être déplacée parallèlement à elle-même. De même que par des réglages de la valve pilote, la branche verticale peut être déplacée dans les mêmes conditions. Ceci signifie que chaque point de fonctionnement de cette courbe caractéristique peut être obtenu; en d'autres termes, chaque besoin en pression et débit peut être satisfait de façon précise, sans perte d'énergie. Il est à remarquer que le régulateur de pompe sert de limiteur; la régulation de débit travaillant, elle, de façon indépendante à tous les niveaux de la pression affichée. La commande du régulateur combiné Pression - Débit peut s'effectuer à l'aide de valve de réglage de pression ou de débit standard. Dans les cas de commande électrique, nos valves à effet proportionnel sont particulièrement appropriées. Un avantagé particulier de ces valves réside dans le fait qu'elles sont produites en série et sur- tout ne nécessitent aucune adaptation particulière pour garantir un bon comportement avec la pompe.


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3.7. Sélection des pompes hydrauliques volumétriques

La grande variété de types de pompe volumétrique qu'on trouve sur le marché peut poser un problème lorsque vient le moment de sélectionner une pompe en particulier. Afin d'effectuer une sélection judicieuse d'une pompe volumétrique, il importe de cerner les besoins du circuit hydraulique à alimenter. Au cours de l'étude de cette section, vous verrez quels sont les critères à analyser afin de sélectionner une pompe qui répondra adéquatement aux besoins d'un circuit hydraulique particulier. 3.7.1. Critères de sélection Les critères de sélection d'une pompe hydraulique volumétrique sont nombreux et leur importance varié selon le circuit à alimenter. Par exemple, les critères à considérer lors de la sélection d’une pompe qui alimentera une machine outil sont le niveau sonore peu élevé et la faible consommation d'énergie . Cependant, pompe hydraulique utilisée à bord d'un avion doit avant être fiable et légère . Notez que les critères qui suivent ne sont pas présentés par ordre d'importance, car l'importance de ces critères varie d'une application à une autre. Débit et cylindrée Chaque circuit hydraulique requiert un débit ou une certaine quantité de fluide qui dépend du nombre de récepteurs et de la grosseur de la tuyauterie. De plus, le débit fourni par une pompe dépend de la vitesse de révolution de la pompe, de la pression existant au refoulement et de la viscosité du fluide à déplacer. De plus, si le circuit à alimenter requiert un débit constant, une pompe à cylindrée fixe est tout indiquée. Par contre, si la demande en débit varie selon le cycle de travail du circuit, il faudra choisir une pompe à cylindrée variable. Pression de fonctionnement La pression dans un circuit hydraulique est due à la résistance à l'écoulement que rencontre le débit. Cette résistance est créée lors du déplacement d'une charge à l'aide d'un vérin ou d'un moteur hydraulique. La pression existant dans un circuit hydraulique est un autre facteur qu'il faut prendre en considération puisque le débit fourni par une pompe diminue en fonction de l'augmentation de cette pression. Lorsqu'un circuit hydraulique nécessite une haute pression, il faut sélectionner une pompe qui pourra supporter cette pression sans qu'il n'y ait augmentation excessive des fuites volumétriques ni usure prématurée ou bris des pièces causés par des contraintes trop élevées. Généralement, dans le cas de pressions nominales (en fonctionnement continu) qui ne dépassent pas100 bars, on peut choisir n'importe quel type de pompe. Par contre, s'il est question d'une pression de 300 bars on sélectionnera une pompe à pistons, car seul ce type de pompe peut supporter des pressions de cet ordre.


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Vitesse de révolution La vitesse de révolution d'une pompe hydraulique volumétrique a un effet direct sur le débit fourni par la pompe. Cependant, il faut respecter les vitesses de révolution nominale (maximale en fonctionne ment continu) et minimale prescrites par le fabricant. La vitesse de révolution nominale établie par le fabricant est basée sur la limite de capacité de la pompe à aspirer le fluide. Si la vitesse nominale est dépassée, les alvéoles ne peuvent s'emplir complètement d'huile lors de l'admission. On dit alors qu'il y a cavitation. La cavitation est un phénomène très néfaste pour les parties internes d'une pompe hydraulique volumétrique. La vitesse de révolution minimale est fixée par le fabricant afin d'optimiser la transformation de l'énergie, mécanique de la source motrice en énergie fluidique.

De plus, la vitesse minimale doit être respectée afin de s'assurer . que, dans le cas d'une pompe à palettes, la force centrifuge soit suffisante pour assurer l'étanchéité entre les palettes et la couronne. Fluide Le fabricant établit toujours le débit d'une pompe en fonction d'une certaine viscosité du fluide. Si, pour une application donnée, une huile de Viscosité différente est utilisée, il faut prendre quelques précautions avant d'arrêter son choix sur une pompe. Si une viscosité plus faible est utilisée, il peut survenir un manque de lubrification au niveau des pièces mobiles de la pompe. Il peut alors survenir des bris ou une diminution du rendement total de la pompe. Si une huile de viscosité supérieure est utilisée, la pompe pourrait aspirer difficilement le fluide, ce qui peut engendrer de la cavitation et endommager gravement la pompe. Afin de sélectionner l'huile hydraulique adéquate, il importe également de déterminer les conditions de température auxquelles le circuit hydraulique est soumis. La viscosité d'une huile hydraulique varie en fonction de la température. Si la température est basse. la viscosité augmente. Si la température est haute, la viscosité diminue. Avant d'arrêter son choix sur une pompe hydraulique, il faut également s'assurer de la compatibilité des joints d'étanchéité de la pompe avec le fluide utilisé. Les joints d'étanchéité sont offerts en différents matériaux tels que le caoutchouc, le caoutchouc synthétique, le nylon, l'amiante imprégnée de caoutchouc synthétique, le téflon et divers plastiques. Finalement, il est de toute première importance de prévoir une filtration adéquate du fluide afin de respecter la propreté prescrite par le fabricant. La plupart des fabricants recommandent de recourir à une filtration dont la finesse est située entre 10 et 25 µm. Rendement Le rendement total d'une pompe hydraulique volumétrique se situe entre 75 et 90 %. Le rendement des pompes à pistons axiaux et radiaux est élevé, celui des pompes à palettes est moyen et le rendement des pompes à engrenage est plutôt faible. Le rendement d'une pompe est fonction de la vitesse de révolution, de la pression existant au refoulement ainsi que de la viscosité du fluide utilisé. Lorsque le fabricant indique un rende ment, celui-ci correspond nécessairement à des conditions de fonctionnement précises. Une pompe dont le fabricant annonce un rendement total de 90 % peut offrir un rendement beaucoup plus faible si l'on utilise un autre type de fluide que celui prescrit ou si les conditions de vitesse et de pression diffèrent.


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Il faut toujours sélectionner une pompe en s'assurant que les conditions de fonctionnement dans le circuit à alimenter correspondent à un rendement élevé de la pompe. Niveau sonore Le bruit engendré par une pompe dépend du type, de la qualité des pièces, de la cylindrée, de la pression de travail et de la vitesse de révolution de la pompe. On considère qu'une pompe qui engendre un bruit de 90 dB (décibels) est bruyante, tandis qu'une autre est considérée silencieuse si elle émet un bruit d'environ 60 dB. Le bruit émis par une pompe croît beaucoup plus rapidement avec une augmentation de la vitesse de révolution qu'avec une augmentation de la pression ou de la cylindrée. Coût d'achat Le coût d'achat d'une pompe est un facteur important. Celui d'une pompe à palettes est généralement plus élevé que celui d'une pompe à engrenage, tandis que celui d'une pompe à pistons est plus élevé que celui d'une pompe à palettes. Notez également que le coût d'une pompe à cylindrée variable est plus élevé que celui d'une pompe à cylindrée fixe. Bien que plus coûteuse, une pompe à pistons est toutefois plus performante et offre un meilleur rendement. Il ne faut donc pas se baser uniquement sur le coût d'achat d'une pompe pour arrêter son choix. Critères généraux Afin d'éviter de mauvaises surprises, il faut également prendre en considération les critères suivants :

le type d'accouplement de l'arbre de la pompe (cylindrique à clavette, conique fileté, cannelé)

le type de filet et la disposition des orifices; le type de flasque de la pompe (ovale à 2 trous, carré ou rectangulaire à 4 trous); les dimensions de la pompe (hauteur, longueur, largeur); la fiabilité de la pompe; les délais de livraison; la facilité à obtenir des pièces de rechange; la documentation technique disponible; la réputation du fabricant.

Tous ces critères peuvent avoir une in fluence sur le choix définitif d'une pompe. 3.7.2. Utilisation appropriée des manuels du fabricant Les manuels du fabricant contiennent une foule d'informations sur les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe hydraulique. Ils sont de précieux outils lorsque vient le moment de choisir un type de pompe en particulier. De plus, en consultant les manuels du fabricant, il est possible de retracer les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe à partir delà plaque signalétique de cette dernière. Au cours de l'étude de cette section, vous apprendrez à utiliser adéquatement les manuels du fabricant et compléterez des fiches de spécifications de pompes hydrauliques volumétriques.


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Cueillette d'information Les manuels du fabricant renferment généralement toutes les informations pertinentes concernant les caractéristiques de fonctionnement de leurs pompes. Ces manuels sont toutefois rarement offerts en français. Donc, dans le but de vous familiariser avec cette réalité, les figures tirées des manuels vous sont présentées en anglais. Les informations normalement contenues dans le manuel du fabricant d'une pompe hydraulique concernent : le débit d'une pompe; la pression de fonctionnement d'une pompe; le type de fluide prescrit par le fabricant; le rendement de la pompe; la puissance de la pompe; le niveau sonore de la pompe en fonctionnement; le type d'arbre d'accouplement de la pompe; le type de filet des orifices et la disposition des orifices; le sens de révolution de la pompe; le type de flasque; - les dimensions de la pompe; la signification du numéro de la plaque signalétique.

Toutes ces informations sont présentées sous forme de tableaux, de graphiques, de schémas ou tout simplement de texte. Il est également possible d'obtenir de l'information à partir du numéro de modèle. Tableaux Le débit d'une pompe dépend de :

la cylindrée de la pompe; la vitesse de révolution de la pompe; la pression existant au refoulement de la pompe; la viscosité du fluide déplacé par la pompe.

Pour cette raison, on trouve dans les manuels ces informations regroupées dans un même tableau. La figure ci-dessous vous présente l'exemple d'un tableau contenant de l'information sur le débit de différents modèles de pompe à engrenages en fonction de ces paramètres


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En examinant ce tableau, vous pouvez constater que le modèle de pompe D05 a une cylindrée de 0,114 po3/r (1,87 cm3/r) Cette même pompe fournit, à une vitesse de révolution de 1200 r/min, un débit de 0,58 GPM (2,20 L/min) sous une pression de 100 psi (6,9 bar). Toujours à une vitesse de 1200 r/min, si la pression au refoulement passe à 1500 psi (103 bar), le débit de la pompe D05 chute à 0,42 GPM (1,59 L/min). Le débit diminue en fonction de l'augmentation de la pression au refoulement. A une même pression au refoulement de 1500 psi (103 bar), si la vitesse de la pompe passe de 1200 r/min à 1800 r/min, le débit augmente et passe à 0,71 GPM (2,69 L/min). En observant le coin supérieur droit de ce tableau, vous remarquerez que toutes ces don nées ont été établies en fonction d'une huile d'une viscosité de 100 SSU à 120°F (49°C). Selon le fabricant, les tableaux portant sur le débit des pompes peuvent être présentés sous diverses formes. La figure ci-dessous vous présente une autre présentation de ce type de tableau.


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Ce tableau est divisé en deux parties. Les données de la partie du haut correspondent à une vitesse de 1500 RPM (r/min), tandis que celles du bas concernent une vitesse de 1800 r/min. Une pompe ayant le code de 25V 12 a une cylindrée de 40 Cm3/r (2,47 po3/r). Cette même pompe fournit un débit de 54,5 L/min (14,4 GPM) sous une pression de 70 bar (1000 psi) et à une vitesse de 1500 r/min. Remarquez que, dans ce cas, le fabricant fournit également la puissance mécanique nécessaire à fournir à la pompe dans ces conditions. La puissance d'entrée à la pompe Graphiques On trouve plusieurs types de graphique dans les manuels des fabricants. Il y a, par exemple, des graphiques portant sur la puissance mécanique ou sur le débit en fonction de la vitesse, de la pression au refoulement et du type de fluide utilisé. La figure ci-dessous vous montre des graphiques sur la puissance et le débit.


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Ce type de graphique est très fréquemment utilisé par les fabricants. Il contient les informations suivantes : le débit, la puissance d'entrée à la pompe (ou puissance mécanique), la puissance hydraulique nécessaire pour actionner le compensateur de pression, le rendement volumétrique et le rendement total. Les graphiques de la figure ci-dessous sont ceux de pompes à pistons axiaux à axe droit à cylindrée variable. Ils concernent les pompes de modèles PAVC 33 et PAVC 38. Toutes les informations sont en fonction de la pression au refoulement de la pompe à 1800 r/min et d'un type de fluide donné.


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En examinant la figure, on constate que le débit de cette pompe à pistons décroît lentement avec l'augmentation de la pression. La chute du débit (en pointillé) à 1500 psi (103 bar) montre comment le débit se comporte lorsque la plaque de poussée de la pompe réduit la cylindrée de la pompe pour un ajustement du compensateur à 1500 psi. Le comportement du débit est également montré dans le cas d'un ajustement du compensateur à 3000 psi (207 bar). Cette figure indique également la puissance mécanique à l'entrée de la pompe en fonction de la pression, et ce, pour la cylindrée maximale de la pompe. La puissance hydraulique nécessaire pour actionner le compensateur de pression représente, quant à elle, la puissance hydraulique fournie par la pompe pour maintenir une condition de cylindrée nulle (ou débit nul), c'est-à-dire pour compenser les fuites volumétriques de la pompe. Par exemple, pour maintenir une pression de 1500 psi (103 bar) dans un circuit hydraulique, la pompe PAVC 33 doit fournir une puissance hydraulique approximativement de 2.5 hp pour uniquement compenser ses propre fuites interne. Texte Plusieurs informations très importantes figurent également sous forme de texte dans les manuels. Selon le fabricant, on peut retrouver des informations telles que : - des recommandations sur l'accouplement de la pompe avec sa source motrice; - la filtration à respecter; - le fluide hydraulique à utiliser; - le poids de la pompe; - le niveau sonore de la pompe; - le sens de révolution (la référence est toujours prise face à l'arbre d'accouplement); - les accessoires disponibles; - les précautions à prendre lors du démarrage; - la vitesse et - la pression de pointe (maximales). On doit clarifier ici la notion de vitesse et de pression maximales. En fonctionnement intermittent, la pompe peut tolérer une vitesse ou une pression de pointe supérieure à la vitesse ou à la pression nominale. La signification de «fonctionnement intermittent» peut varier d'un fabricant à l'autre. Il est donc préférable de ne jamais dépasser la vitesse ou la pression nominale sans avoir préalablement fait une vérification auprès du fabricant. Numéro de modèle : Le numéro de modèle du fabricant apparaissant sur la plaque signalétique d'une pompe permet d'obtenir une foule d'informations concernant les caractéristiques de fonctionnement de celle-ci. La figure ci-après vous présente un exemple de numéro de modèle avec sa signification. Il s'agit d'une pompe à pistons axiaux à cylindrée variable de marque Parker.


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En observant les données inscrites sur cette figure, on peut connaître les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe de marque Parker dont, par exemple, le numéro de modèle est PVP 16 20 _ 2R _ __ V. En effet, en décomposant ce numéro de modèle on obtient les informations suivantes. PVP :pompe à piston à cylindrée variable 16 : cylindrée de 16 cm3/r, (0,98 po3/r) 20 plage de pression au refoulement permise entre 250 et 2000 psi (17-138 bar) Espace (Omit) : arbre d'accouplement de type cylindrique à clavette longitudinale 2 :orifices d'admission et de refoulement situés sur le côté de la pompe raccordement

de l'admission effectué à l'aide de quatre vis (filet 3/4 po SAE) et d'une bride raccordement du refoulement effectué à l'aide de quatre vis (filet 3/4 po SAE) et d'une drain du carter de la pompe raccordé à l'aide d'un raccord SAE-6 à filet standard

R : révolution de l'arbre d'accouple ment en sens horaire (la pompe vue de face, face à l'arbre d'accouplement).

Espace (Omit) : pas d'ajustement de la cylindrée maximale Espace (Omit) : impossibilité de faire une pompe double (en accouplant deux pompes

bout à bout) Espace (Omit) : compensateur de pression présent V : joints d'étanchéité en Viton Note : Viton est une marque de commerce. Ce type de joint est composé d'élastomère

(caoutchouc synthétique) et de fluor (fluorélastomère).


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Fiche de spécifications Une fiche de spécifications est une fiche sur laquelle les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe apparaissent d'un seul coup d'œil. Elle est construite à partir des manuels du fabricant et permet d'éviter de perdre un temps précieux à retrouver un manuel ou une information particulière y apparaissant. De plus, une fiche de spécifications permet de planifier un travail d'installation ou de réparation d'une pompe. En connaissant les caractéristiques physiques de la pompe, on est en mesure de prévoir les outils et pièces nécessaires (type de vis, de boyau, de raccord), les pièces de rechange correspondant au numéro et le modèle de la pompe Il est essentiel d'avoir accès à une fiche de spécifications lors d'essais en fonctionnement d'une pompe. En effet, comment pourrait-on effectuer un essai d'une pompe et conclure à son bon fonctionnement si l'on ne connaît pas ses caractéristiques? Une fiche de spécifications permet donc de comparer les caractéristiques en fonctionnement avec celles fournies par le fabricant. On est ainsi en mesure de conclure au bon ou au mauvais état d'une pompe. La figure ci-après vous présente un exemple de fiche de spécifications d'une pompe hydraulique.


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3.8. vérification en fonctionnement des caractéristiques des pompes volumétrique

Les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe qui sont mentionnées dans le manuel du fabricant sont celles d'une pompe en bon état. Elles servent donc de référence pour déterminer l'état d'une pompe. Au cours de l'étude de cette section, vous apprendrez à réaliser des essais en fonctionnement de pompes volumétriques. Vous aurez l'occasion de comparer les caractéristiques de fonctionnement obtenues avec celles annoncées par le fabricant et pourrez ainsi confirmer le bon ou le mauvais état d'une pompe. Vous apprendrez également à mesurer le rendement volumétrique d'une pompe hydraulique à l'aide d'un banc d'essai. Essais en fonctionnement Les essais en fonctionnement s'effectuent à l'aide d'un banc d'essai. Un banc d'essai hydraulique permet de vérifier des équipements hydrauliques tels que pompes, moteurs, vérins et soupapes. Pour ce faire, on installe l'équipement hydraulique sur le banc d'essai, puis on effectue les raccords hydrauliques entre les deux. Par la suite, à l'aide du banc d'essai, on reproduit fidèlement les conditions de fonctionnement de l'équipement, ce qui permet de mesurer le comportement de ce dernier. Il existe plusieurs types de banc d'essai, mais tous remplissent le même rôle, soit celui de mesurer les performances des pompes, moteurs, vérins et soupapes hydrauliques. Les caractéristiques des pompes volumétriques qu'on peut vérifier à l'aide d'un banc d'essai sont : le débit fourni à différentes vitesses et sous différentes pressions de travail; le rendement volumétrique; les différents ajustements de la pompe, par exemple l'ajustement de la cylindrée

maximale et l'ajustement du compensateur de pression. De plus, lors du fonctionnement de la pompe, une inspection visuelle est effectuée pour détecter les fuites externes, c'est-à-dire les fuites d'huile à l'extérieur du carter. Procédure de démarrage Avant de mettre en marche une pompe hydraulique volumétrique, il faut observer les mesures suivantes.

Avoir sous la main la fiche de spécifications complétée de la pompe à tester. Cette fiche indique la vitesse et la pression nominales (ou maximales en fonctionnement) à respecter ainsi que le débit sous différentes conditions de pression et de vitesse de révolution. Elle contient également des informations importantes telles l'identification de l'orifice d'admission en fonction du sens de révolution et la température à laquelle les essais doivent être réalisés.

S'assurer que le carter de la pompe est rempli d'huile afin d'éviter que les pièces mobiles ne manquent de lubrification lors du démarrage.

Gaver le conduit d'admission d'huile pour permettre à la pompe d'aspirer de l'huile ou de s'amorcer le plus rapidement possible.

S'assurer que la pompe sera mise en marche sous des conditions de pression nulle. La pression dans un circuit hydraulique est une résistance à l'écoulement. Cette


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résistance pourrait fortement nuire à l'amorçage de la pompe. Une fois toutes ces mesures respectées, on peut procéder au démarrage du banc d'essai.

Réalisation des essais II importe que les essais soient effectués à la même température que celle prescrite par le fabricant. En effet, le débit fourni par une pompe varie en fonction delà viscosité du fluide utilisé, tandis que la viscosité d'un fluide varie en fonction de la température. Effectuer un essai à une température autre revient donc à utiliser un fluide de viscosité différente, ce qui peut avoir un effet significatif sur le débit fourni par la pompe. Il faut donc, avant de réaliser les essais, procéder au chauffage de l'huile. Essai de débit Un essai de débit effectué sur une pompe hydraulique volumétrique consiste à mesurer, à l'aide d'un banc d'essai hydraulique, le débit fourni par une pompe à différentes vitesses de révolution. Les vitesses de révolution habituellement sélectionnées pour réaliser les essais sont 1200 r/min, 1500 r/min et 1800r/min. Un essai de débit s'effectue à vide, c'est-à-dire sous aucune pression du côté du refoulement de la pompe. L'essai de débit permet de vérifier la cylindrée annoncée par le fabricant. Une pompe en bon état devrait fournir un débit équivalent au produit de sa cylindrée par sa vitesse de révolution (q = C* n). Essai de pression Un essai de pression effectué sur une pompe hydraulique volumétrique consiste à augmenter graduellement la pression au refoulement de la pompe à une vitesse de révolution constante (ex. : 1200 r/min), ce qui permet de mesurer le débit fourni par la pompe. Par la suite, ce débit est comparé à celui annoncé par le fabricant sous les mêmes conditions. L'essai de débit est ensuite effectué à différentes vitesses de révolution (ex. : 1500 r/min et 1800 r/min). Il est normal que le débit fourni par une pompe hydraulique volumétrique diminue progressivement avec une augmentation de la pression de travail. Cependant, une pompe en mauvais état subira une diminution beaucoup plus importante de son débit en fonction de la pression de travail. Une diminution anormale du débit est donc un signe de mauvaise étanchéité interne de la pompe. L'essai de pression porte aussi le nom d'essai de charge puisqu'il existe une pression de travail Essai de rendement volumétrique Un essai de rendement volumétrique effectué sur une pompe hydraulique consiste à évaluer en pourcentage, la chute de débit d'une pompe entre une pression de travail nulle et sa pression de travail nominale lorsque cette pompe est entraînée à sa vitesse de révolution nominale.


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Chapitre 02 : Les moteurs hydrauliques

Introduction :

Les moteurs hydrauliques possèdent une apparence et un principe de fonctionnement

qui ressemblent beaucoup aux pompes hydrauliques volumétriques. Cependant, le rôle d'un moteur hydraulique est tout autre. Une pompe hydraulique fournit un débit et une puissance hydraulique à un circuit hydraulique. Quant au moteur hydraulique, il fait partie du circuit et est entraîné en rotation par le débit de la pompe. Il transforme l'énergie hydraulique du circuit en énergie mécanique. Au cours de l'étude de ce chapitre, vous apprendrez les caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques. Vous verrez également quels sont les principaux types de moteur hydraulique et comment en faire la sélection. Enfin, vous apprendrez à utiliser les manuels du fabricant et effectuerez une vérification en fonctionnement d'un moteur hydraulique. 1. caractéristique de fonctionnement des moteurs hydrauliques Il existe plusieurs types de moteur hydraulique. Ils diffèrent les uns des autres par leurs dimensions ainsi que par la quantité et la nature de leurs pièces mobiles internes. Malgré ces distinctions, les moteurs remplissent essentiellement le même rôle, soit celui de transmettre un mouvement de rotation à une charge. Il est donc tout à fait normal que les caractéristiques qui régissent leur fonctionnement soient les mêmes. Cette section vous présente les caractéristiques de fonctionnement ainsi que les équations mathématiques de base des moteurs hydrauliques. 1.1. Couple (T) Le couple est la capacité d'une force à engendrer un mouvement de rotation. Il n'est pas nécessaire qu'il y ait un mouvement de rotation pour qu'un couple existe. Toutefois, si le couple est suffisamment élevé pour vaincre la friction et la résistance de la charge à entraîner, un mouvement de rotation est alors engendré. Les unités utilisées pour exprimer le couple sont, dans le système métrique, les newtons- mètres (N.m), tandis que dans le système anglais, on parle de livres - pouces (lb.po). Le couple fourni par un moteur hydraulique dépend de deux importants facteurs : la cylindrée (C) du moteur et la chute de pression (∆p) entre les deux orifices du moteur. La cylindrée d'un moteur est le volume ou la quantité de fluide qu'il faut fournir à un moteur pour que son arbre d'accouplement effectue une révolution complète (360°). Le fluide fourni au moteur entraîne le déplacement des pièces mobiles internes de ce dernier, entraînant ainsi le déplacement de l'arbre d'accouplement du moteur. La cylindrée des moteurs est exprimée en centimètres cubes par révolution (cm3/r) ou en pouces cubes par révolution (po3/r) Plus la cylindrée d'un moteur est élevée, plus les dimensions du moteur sont grandes.


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Le second facteur qui influence directement le couple d'un moteur hydraulique est la chute ou la différence de pression (∆p) que le fluide hydraulique subit en passant de l'orifice d'admission à l'orifice de refoulement du moteur. Le couple théorique d’un moteur hydraulique est donné par l’équation mathématique suivante :

1.2. Vitesse de rotation La vitesse de révolution d'un moteur hydraulique dépend de la quantité d'huile qui lui est fournie ainsi que de la cylindrée du moteur. La vitesse de révolution est obtenue comme suite :

n = QV*1000/ C QV : Débit en litres par minute (L/min) n :Vitesse de révolution en révolutions par minute (r/min) C : Cylindrée en centimètres cubes par révolution (Cm3/r) En examinant cette équation, on s'aperçoit que la vitesse de révolution est directement proportionnelle au débit qui lui est fourni. Par contre, la vitesse de révolution est inversement proportionnelle à la cylindrée du moteur hydraulique 1.3. Puissance Un moteur hydraulique transforme la puissance hydraulique, qui lui est fournie par pompe, en puissance mécanique. La puissance hydraulique est calculée à l'aide de l'équation suivante :

Phyd=Qv* ∆p/60000 Où QV : Débit en litres par minute (L/min) ∆p : chute de pression en KPa Phyd : puissance hydraulique en kW La puissance mécanique d'un mouvement de rotation est calculée à l'aide de l'équation suivante :

Pméc=T*n/9550 Où : n :Vitesse de révolution en révolutions par minute (r/min) T : couple en Newton-mètre (N.m) Pméc : puissance mécanique en kW Formateur: Sami REKIK.

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1.4. rendement volumétrique ηv Les moteurs hydrauliques transforment l'énergie fluidique en énergie mécanique. Aucun système ne peut transformer l'énergie d'une forme à une autre sans qu'il n'y ait de pertes. Dans un moteur hydraulique, les pertes sont occasionnées par des fuites d'huile internes entre les interstices des pièces mobiles du moteur. On parle alors de fuites volumétriques. Certains types de moteur ont des fuites internes plus importantes que d'autres, ce qui leur confère un rendement volumétrique faible. 1.5. rendement mécanique ηméc Le couple réel fourni par un moteur est toujours inférieur au couple théorique. Cette différence est due aux pertes que subit le couple théorique pour vaincre le frottement visqueux et le frottement dynamique à l'intérieur du moteur. Le rendement mécanique représente le pourcentage du couple théorique disponible à l'arbre d'un moteur pour entraîner une charge. Ainsi, un rendement mécanique de 90 % indique que 90 % du couple théorique est disponible pour entraîner une charge et que les 10 % restants sont utilisés pour vaincre les forces de friction. 1.6. rendement total ηtot Le rendement total d'un moteur hydraulique tient compte à la fois des pertes volumétriques et des pertes mécaniques. Le rendement total d'un moteur est le produit du rendement volumétrique et du rendement mécanique.

ηtot = ηv* ηméc Le rendement total d'un moteur hydraulique peut également être connu en pourcentage par le rapport de sa puissance de sortie (ou puissance mécanique) sur sa puissance d'entrée (ou puissance hydraulique). L’équation utilisée est la suivante :

ηtot = (Pméc /Phyd)*100 2. Principaux types de moteurs hydrauliques Il existe plusieurs types de moteur hydraulique. A chaque type de moteur correspondent une nature et un agencement particulier des pièces mobiles internes. Cependant, quel qu'en soit le type, un moteur hydraulique remplit essentiellement le même rôle, soit celui de transformer l'énergie hydraulique en énergie mécanique. Le principe de fonctionnement de tous les types de moteur est le même. Une différence de pression existe entre l'admission et le refoulement du moteur. Cette différence de pression s'applique sur les parties mobiles internes du moteur qui sont reliées mécaniquement à l'arbre d'accouplement du moteur. Sous l'effet de la différence de pression, les pièces mobiles internes se déplacent et entraînent ainsi l'arbre du moteur et la charge à déplacer. Cette section porte sur les différents types de moteur hydraulique. On y parle des


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moteurs à engrenage, des moteurs à palettes et des moteurs à pistons. Vous verrez quelles sont les pièces mobiles qui caractérisent ces divers types de moteur ainsi que l'interaction de ces composants. 2.1. moteurs à engrenages Les moteurs à engrenage sont une réplique des pompes volumétriques à engrenage. Ils sont de constitution simple et ont l'avantage d'être le type de moteur le moins coûteux. Toutefois, ils offrent un rendement volumétrique (ηv ) peu élevé. Moteurs à engrenage à denture externe

Dans un moteur à engrenage à denture externe, le fluide sous pression fourni par la pompe fait tourner les roues dentées en sens opposé. Une roue dentée est raccordée à l'arbre d'accouplement du moteur et fournit ainsi le couple de sortie du moteur. La figure ci-dessous représente le principe de fonctionnement d'un moteur à engrenage à denture externe.

Ces deux dents, en s’éloignant de la paroi du carter du moteur, sont soumises à une différence de pression

Pression emprisonnée dans une alvéole

La pression du fluide dansles alvéoles n’a pas d’effet sur le couple Pression dans

la conduite de refoulement

Ces deus dents sont soumises à la pression et entraîne la rotation des deux roues en sens opposé

L'huile sous pression est transportée entre les dents et le carter de la pompe. La pression de l'huile emprisonnée dans ces alvéoles n'a pas d'effet sur le couple du moteur, puisque cette pression est la même pour chaque alvéole. En s'éloignant de la paroi du carter du moteur, les dents sont soumises à une différence de pression : d'un côté, la pression emprisonnée dans une alvéole, de l'autre, la pression de la conduite de refoulement qui est généralement nulle ou plus faible que la pression d'admission. Moteurs à engrenage à denture interne

II existe deux principaux types de moteur à engrenage à denture interne :


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- les moteurs à engrenage à denture interne à croissant. - les moteurs à engrenage à denture interne à gérotor. Ces deux types de moteur sont des copie; des pompes volumétriques du même nom.

Le moteur à engrenage à croissant et celui à gérotor fonctionnent selon le même principe. En arrivant dans le moteur, le fluide sous pression se heurte aux dents des roues et oblige ainsi les deux roues à tourner dans le même sens. Le fluide est ensuite évacué à basse pression par l'orifice de refoulement. La figure ci-dessous vous montre le principe de fonctionnement d'un moteur à engrenage à denture interne à gérotor.

Les chiffres et les lettres qui y sont inscrits indiquent le déplacement rotatif d'une roue par rapport à l'autre.

Centre de rotation de roue à denture externe

Rotation

Admission Refoulement Centre de rotation de roue à denture interne


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On retrouve également sur le marché un type de moteur à denture interne appelé

«orbital». Les moteurs orbitaux sont conçus selon le principe du gérotor. La seule distinction réside au niveau de la roue à denture interne qui est maintenue fixe et qu'on appelle stator. Quant à la roue à denture externe, elle tourne sous l'effet de la pression à l'intérieur du stator selon un mouvement orbital. La figure ci-dessous représente le principe de fonctionnement d'un moteur orbital. Vous pouvez visualiser la rotation de la roue à denture externe à l'aide des marques de référence qui ) sont inscrites.

Marques de référence

Marques de référence

Le mouvement orbital du rotor est transformé en mouvement de rotation transmis à l'arbre d'accouplement du moteur par un arbre intermédiaire à cardans. La figure ci-dessous vous montre le rotor et le stator d'un moteur orbital.


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2.2. Moteurs à palettes Le fonctionnement des moteurs à palettes est l'inverse de celui de la pompe à palettes. Le débit issu de la pompe pénètre par l'orifice d'admission, oblige le rotor et les palettes à tourner et s'évacue par l'orifice d'échappement. Le mouvement du moteur entraîne la rotation de l'arbre de sortie. A l'arrêt du moteur, il est évident qu'il n'existe aucune force centrifuge pour assurer le contact des palettes et du contour interne de l'anneau, des ressorts sont donc prévus pour provoquer une étanchéité radiale suffisante et permettre le démarrage du moteur. Les moteurs à palettes sont à cylindrée constante, leur couple est constant pour une pression de fonctionnement constante et leur vitesse est approximativement proportionnelle au débit d'alimentation. Ces moteurs doivent être protégés par une soupape de sûreté qui limite la pression d'admission du liquide à la valeur maximale admissible cette pression peut atteindre 175 bars pour certains types de moteur.


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Ce moteur ressemble extérieurement à la pompdeux roulements et entraîne le rotor par l'intermédiairerainures du rotor contient une palette qui se déplace rinterne de l'anneau sous l'action d'un bras de levier rsemble rotor,palettes et anneau est serré entre le corps depoussée par quatre vis. L'étanchéité latérale au démarragplaque de poussée est assurée par une rondelle-ressortl'une des quatre positions possibles. Le corps et le cod'écoulement utilisé pour l'admission et l'échappement dpositionnement de l'anneau par rapport à la plaque de po Le joint à lèvres empêche les fuites de liquide hydraulidans le circuit. Le fonctionnement du moteur est essentiellement l'invtype (voir figure ci-dessus). Le liquide sous pression pénpeut être l'un quelconque des orifices) est dirigé dans leA1 puis dans les alvéoles formées par les palettes et l'ann Deux palettes consécutives d'une alvéole ne présentepuisqu'elles suivent le contour particulier de l'anneau. Lforce sur la palette la plus éloignée de l'axe de rotation


Nomenclature

1 Vis 2 Couvercle 3 Glace de distribution 4 Rondelle à ressort 5 Palette 6 Anneau 7 Goupille 8 Rotor 9 Clavette 10 Arbre 11 Circlips 12 Joint de l’arbre 13 Roulement extérieur 14 Roulement intérieur 15 Joint de glace 16 Joint statique 17 corps

e. L'arbre de sortie est supporté par de cannelures. Chacune des douze adialement et s'applique sur la face essort (voir figure ci-dessus). L'en- moteur, le couvercle et sa plaque de e entre le groupe rotor, l'anneau et la . Le couvercle peut être monté dans uvercle possèdent chacun un orifice u liquide. Deux goupilles assurent le

ussée et au corps du moteur. que le long de l'arbre et l'entrée d'air

erse de celui de la pompe de même étrant dans l'orifice d'admission (qui s chambres en forme de haricot A et eau. nt pas la même surface de poussée a pression crée donc une plus grande

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Le débit sous pression régnant entre les palettes l et 2 exerce une force plus grande sur la palette 2 que sur la palette l. La résultante des deux forces opposées donne naissance à un couple et le moteur est entraîné en rotation. Lorsque deux palettes consécutives ont quitté les chambres d'admission, l'huile remplissant l'alvéole se trouve enfermée jusqu'à ce que la première palette atteigne un orifice de sortie B ou B1. A cet endroit l'espace formé par l'anneau et le rotor diminue et l'huile enfermée dans l'alvéole se trouve chassée au travers du passage d'échappement.

Le fonctionnement de tous les moteurs hydrauliques est conditionné par l'étanchéité entre l'admission et l'échappement. Une fuite interne tend à réduire la vitesse donc le rendement du moteur. On nomme cette perte : « glissement ». Dans les moteurs à palettes il existe deux zones critiques d'étanchéité pouvant causer un glissement, la surface de contact entre les palettes et l'anneau ou zone radiale et la surface de contact entre la plaque de poussée et l'ensemble formé par l'anneau, le rotor et les palettes constituant la zone latérale. Au démarrage, l'étanchéité est assurée dans la zone radiale par des bras de levier ressorts exerçant une poussée sous les palettes et dans la zone latérale par une rondelle-ressort assurant le contact entre la flasque de poussée d'une part et l'anneau, le rotor et les palette d'autre part. Si le liquide sous pression est dirigé dans le moteur par l'orifice du corps de moteur , il s'échappe par l'orifice du couvercle et le moteur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Si le liquide est dirigé dans l'orifice du couvercle et sort par l'orifice du corps de moteur( voir figure ci-après), celui-ci tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. En dirigeant le liquide dans l'un ou l'autre des orifices on change le sens de rotation du moteur. Pour permettre le renversement du sens de rotation du moteur tout en dirigeant toujours le liquide sous pression derrière la plaque de poussée et sous les palettes, deux clapets anti- retour, composés chacun d'une bille, ont été incorporés à la plaque de poussée. La chambre A est séparée de l'orifice de refoulement, qui est ici celui du couvercle, par le clapet fermé par la pression du liquide alimentant le moteur( voir figure ci-après). L'orifice du couvercle est relié à un passage annulaire situé autour de la plaque de poussée. Lorsque le débit est renversé, l'orifice couvercle admet le liquide sous pression et la bille du clapet se déplace à droite et obstrue le passage 2, le liquide sous pression ne peut donc passer directement dans l'orifice d'échappement du corps de pompe, mais maintient toujours la


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plaque de poussée contre l'anneau et le rotor, et les palettes contre la partie interne de l'anneau comme précédemment.

2.3. Moteurs à pistons axiaux à axe droite Moteurs à pistons axiaux à axe droite à cylindrée fixe

Ce moteur est également de construction semblable à celle de la pompe à cylindrée constante en ligne correspondante, et son fonctionnement est l'inverse de celui de la pompe (voir figure ci-dessous). Ce moteur fournit une puissance approximativement proportionnelle à la vitesse de rotation à pression constante, et la vitesse de rotation de l'arbre est proportionnelle au débit d'entrée. Cette vitesse peut varier dans le rapport de 12 à l en conservant un couple constant. Le fonctionnement peut être continu ou intermittent dans les 2 sens. Le moteur peut être bloqué par la charge s'il est convenablement protégé par une soupape de sûreté. Il peut fonctionner dans les deux sens en renversant le débit. Le couple est directement proportionnel à la cylindrée et à la différence de pression qui existe entre l'admission et le refoulement du liquide hydraulique. Comme la cylindrée est constante, la seule façon de faire varier le couple de ce moteur est de modifier la pression différentielle. L'angle générateur de la cylindrée est obtenu en inclinant la plaque de poussée par rapport à l'arbre moteur et puisqu'il est monté sur le même arbre, par rapport à l'axe du bloc-cylindres. La pression agit sur les pistons côté admission du liquide hydraulique et donne naissance à une force qui agit suivant l'axe du piston (voir figures 110 et III). Cette force forme un angle avec la plaque de poussée, elle est donc décomposée en deux forces perpendiculaires entre elles. La force F l est dirigée perpendiculairement à la plaque de poussée, elle n'a donc aucun effet rotatif, mais la force F 2 est parallèle à la plaque de poussée et peut être elle-même décomposée en deux autres forces, l'une parallèle à l'axe du moteur qui est sans effet rotatif et l'autre perpendiculaire à cet axe.. Cette dernière force située à une certaine distance de l'axe provoque un couple. La somme des couples variables produit par les pistons provoque la rotation de l'ensemble bloc-cylindres, pistons et arbre moteur.


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Moteurs à pistons axiaux à axe droite à cylindrée variable

Les moteurs à pistons en ligne à cylindrée variable sont pratiquement identiques aux pompes du même modèle. Toutefois la plaque dé poussée et son étrier prennent par rapport à. l'arbre un angle opposé à celui qu ils occupent dans la pompe du même modèle.


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Ces moteurs fournissent un couple qui varie en fonction de la position de l'étrier, donc de la cylindrée. La puissance disponible sur l'arbre de sortie est approximativement proportionnelle à la vitesse pour une pression différentielle constante. Ils peuvent également fonctionner de façon continue ou intermittente, changer de sens de rotation par inversion de débit et être bloqués sous charge. Les vitesses dépendent du débit à l'entrée et de l'angle que fait l'étrier avec l'axe de l'arbre moteur. Nous avons vu précédemment que l'action de la pression sur les pistons se traduisait par la naissance d'une force F 2 génératrice du couple moteur. La figure ci-après représente trois positions de la plaque de poussée. A ces trois positions correspondent trois forces F 2 différentes fonctions de l'angle a. formé par la plaque de poussée et l'axe de l'arbre moteur. On voit sur cette figure que la force F 2 diminue lorsque l'angle a diminue. Lorsque l'angle décroît, la course du piston diminue et le volume de liquide hydraulique nécessaire à la rotation du moteur décroît.

Mais la pompe continue à fournir la même quantité de liquide hydraulique au moteur. Pour que ce moteur puisse continuer à absorber cette même quantité, dans le même temps, avec une cylindrée plus petite, il doit tourner plus rapidement. Comme le couple est fonction de la cylindrée, la vitesse est inversement proportionnelle au couple. Le moteur risque d'atteindre un régime de survitesse si un système ne vient pas réduire le débit à son entrée. On trouve toujours dans un moteur à pistons à cylindrée variable une butée qui limite l'angle minimum que peut occuper la plaque de poussée, ou un compensateur qui, en fonction d'une certaine pression prédéterminée au réglage, limitera le débit admis au moteur donc sa vitesse.

Le compensateur (voir figure ci-après) assure le positionnement automatique de la plaque de poussée. Nous savons qu'à la plus petite cylindrée correspond la plus grande vitesse et le plus petit couple. Toute augmentation de la charge du moteur entraîne une augmentation de la pression du liquide admis au moteur. Cette augmentation de pression se manifeste dans le passage « A » .et se traduit par une force plus grande que celle fournie par le ressort taré Le piston compensateur se soulève et permet au liquide sous pression de pénétrer dans le cylindre de commande de l'étrier, de faire sortir le piston creux du compensateur et de repousser vers la gauche le bas de l'étrier. Ce déplacement entraîne celui de la plaque de poussée qui occupe alors un angle plus grand. Cet angle plus grand donne au moteur une cylindrée plus importante ce qui entraîne une diminution de la vitesse et une augmentation du couple, et permet de faire face à l'augmentation de la charge. Le tarage du ressort taré détermine la valeur de la pression à partir de laquelle le compensateur agit. Le compensateur permet donc d'obtenir le couple correspondant à la charge imposée au moteur, en modifiant la valeur de la cylindrée. Il évite aussi le blocage du moteur quand la charge augmente. La variation de la cylindrée par déplacement de l'étrier peut encore s'obtenir à l'aide d'un levier solidaire de l'un des axes de l'étrier ou encore par un volant qui commande une vis agissant également sur l'étrier.


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1. 2. 3. 4.

5. 6.

2.4. Moteurs à pistons axiaux à ax Moteurs à pistons axiaux à axe brisé à cy Leur construction est identique à cconstante, à l'exception de quelques légèrde la glace de distribution et du bloc caractéristiques une puissance variable et constante et un débit variable. Ils peuvent renversement du sens de rotation. Ils trprotégés par une soupape de sûreté. Led'admission. L'inversion du sens d'écoulemdu moteur. En fonctionnement (voir figurmoteur par l'orifice d'entrée puis elle est ddu bloc-cylindres. La pression régnant danrepousse les pistons de la glace de distridistance fixe de l'arbre et que l'axe du blol'axe de cet arbre, les pistons engendres'éloignant de la glace de distribution. Lorsortie, ils se rapprochent de la glace de dalésages au travers de la lumière de sortiesont construits avec un angle fixe de 23" l'axe de l'arbre d'entraînement) Formateur: Sami REKIK.

Ressort taré Piston compensateur Passage « A » Piston de commande de l'étrier Ressort d'étrier Etrier

e brisé

lindrée fixe

elles des pompes à pistons à axe brisée à cylindrée es modifications apportées aux surfaces de contact cylindres (voir figure ci-dessous). Ils ont pour

un couple constant pour une pression différentielle être employés en service continu, intermittent, avec availlent sous charge variable mais doivent être sens de rotation dépend du choix de l'orifice ent de l'huile permet de modifier le sens de marche e ci-dessous), l'huile sous pression pénètre dans le irigée par la glace de distribution dans les alésages s les alésages du bloc-cylindres crée une force qui bution. Puisque les pistons sont maintenus à une c-cylindres est décalé angulairement par rapport à nt obligatoirement un mouvement de rotation en sque les pistons se présentent devant la lumière de istribution et repoussent l'huile contenue dans les

et l'orifice d'échappement du moteur. Ces moteurs ou 30° (angle formé par l'axe du bloc- cylindres et

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Moteurs à pistons axiaux à axe brisé à cylindrée variable Ces moteurs sont de construction identique à celle des pompes à pistons à cylindrée variable à axe brisé. Ils travaillent à haute pression, jusqu'à 210 et 350 bars suivant le modèle (voir figures l 15 et l 16). Le fonctionnement de ces' moteurs est l'inverse de celui des pompes du modèle correspondant. L'huile sous pression pénètre dans le moteur par la bride d'entrée, passe dans les passages internes pratiqués dans l'axe d'articulation, l'étrier et le bloc de distribution ; elle traverse ensuite la lumière d'admission de la glace de distribution et pénètre dans les alésages du bloc-cylindres. Comme la distance entre ces pistons et l'arbre reste constante et que l'axe du bloc-cylindres est décalé angulairement par rapport à l'axe de l'arbre, les pistons doivent obligatoirement engendrer un mouvement de rotation pour s'éloigner de la glace de distribution. Lorsque les pistons se présentent devant la lumière de refoulement de la glace de distribution, ils repoussent l'huile contenue dans les alésages du bloc- cylindres au travers de la lumière d'échappe- ment, de l'étrier et de l'axe d'articulation jusqu'à la bride de sortie. L'étrier ne peut être orienté de chaque côté de la position centrale. Le changement de sens de rotation ne peut être obtenu que par le changement de sens de l'écoulement du liquide au travers du moteur. Les différentes commandes du déplacement de l'étrier sont obtenues par : un volant à main.

une commande hydromécanique.

ou un compensateur de pression.


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1. Joint universel 2. Groupe de rotation 3. Glace de distribution 4. Axe du bloc- cylindre 5. Bloc de distribution 6. Etrier 7. Bloc-cylindres 8. Pistons

Elles permettent de régler le couple de sortie et la vitesse de rotation de l'arbre de

commande. Le couple varie en raison inverse de la vitesse de sortie et ceci donne comme caractéristique une puissance en bout d'arbre approximativement constante lorsque la pression et le débit d'entrée sont maintenus constants.

Ces moteurs peuvent fonctionner d'une façon continue intermittente avec

renversement du sens de rotation par inversion du débit d'alimentation. Le fonctionnement doit être sans choc ; pour cela un freinage hydraulique doit être appliqué au moteur lorsque d'autres appareils hydrauliques appropriés ont été installés dans le circuit.


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2.5. Moteurs à pistons radiaux La figure ci-après représente le principe de fonctionnement d'un moteur à pistons radiaux.

L

d'admisboisseaubielle, mouvem

Came excentrique

Roulement avant

Orifices d’admission et de refoulement Arbre du moteur

Bielle

Boisseau cylindrique

Accouplement

L’huile fournie à un piston par l’entremise du boisseau cylindrique crée une pression sur le piston et entraîne l’arbre du moteur

L

déplacesuccessipistons

Formate

Roulement arrière

a distribution du fluide s'effectue par un boisseau cylindrique qui comporte un orifice sion et un orifice de refoulement. L'huile fournie à un piston par l'entremise du cy1indrique crée une pression sur le piston. Ce piston pousse, par l'entremise de sa

sur la came excentrique de l'arbre du moteur et force ce dernier à amorcer un ent de rotation.

Segment du piston

e mouvement de rotation de l'arbre entraîne par l'entremise d'un accouplement le ment du boisseau cylindrique. En tournant, le boisseau cylindrique permet vement l'alimentation en huile des pistons et le refoulement simultané de l'huile des opposés.

ur: Sami REKIK. 60


Chapitre 03 : L’Entretien, la réparation et le dépannage des pompes et

des moteurs hydrauliques

Introduction :

Les tâches regroupées d’entretien, de dépannage et de réparation représentent approximativement 80% du temps que consacre en moyenne le service d’entretien. Et sans doute dans l’industrie vous allez trouver des pompes et des moteurs.

1. Défaillances et entretien des pompes et des moteurs hydrauliques

Les défaillances sont la raison d’être de l’entretien. Afin de diminuer les risques qu’une pompe ou un moteur hydraulique subie une défaillance, on doit effectuer un entretien régulier de ces équipements. 1.1. Défaillances Il arrive très rarement qu’une pompe ou un moteur hydraulique subie une défaillance

partielle ou totale à cause d’un défaut de fabrication. Lorsqu’un équipement ne fonctionne pas correctement, cela résulte obligatoirement de la présence d’un problème ailleurs dans le système. Dans la réalité de 90 à 95% des défaillances de ces équipements peuvent être attribuées à une ou à plusieurs des causes suivantes :

• Aération • Cavitation • Contamination • Surpression • Température excessive • Viscosité inadéquate 1.1.1. Aération

La présence des bulles d’air dans un fluide hydraulique s’appelle aération et elle entraîne un fonctionnement bruyant de la pompe ainsi qu’un mauvais fonctionnement des composants d’un circuit hydraulique. Elle peut provoquer l’arrachement de la matière au niveau de refoulement. l’aération est généralement due à l’état défectueux des joints d’étanchéité au niveau de l’arbre ou de carter de la pompe.

1.1.2. Cavitation

La cavitation d’une pompe hydraulique se produit lorsque le fluide n’occupe pas l’espace disponible à l’intérieur de la pompe, l’étranglement de l’admission ou bien une grande vitesse de révolution ce qui entraîne un fonctionnement bruyant de la pompe. Elle peut provoquer l’arrachement de la matière au niveau de l’admission.


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1.1.3. Contamination Tout corps étranger se trouvant dans un fluide hydraulique est défini comme étant la contamination et à un effet important sur les performances d’un circuit hydraulique et de ses composants.

1.1.4. Surpression L’utilisation des pompes et des moteurs hydrauliques dans des conditions de pression supérieure à celle prescrite par le fabricant entraîne des forces extrêmes sur les pièces mobiles internes de ces équipements.

1.1.5. Température excessive

Une température de fonctionnement supérieure à celle recommandée par le fabricant affecte la viscosité du fluide hydraulique.

1.1.6. Viscosité inadéquate La viscosité d’un fluide est déni comme étant la résistance à l’écoulement. Plus la viscosité est élevée plus ce fluide s’écoule lentement. Donc on doit utiliser la viscosité recommandée par le fabricant. N.B :

• L’aération et la cavitation provoquent la contamination, puisqu’elles arrachent de la matière.

• L’aération, la cavitation, la contamination et la surpression sont des facteurs qui contribuent à une augmentation de la température.

• Si la température augmente la viscosité diminue ce qui peut entraîner : - des fuites internes ou externes - une augmentation de l’usure des pièces mobiles internes

1.2. Entretien des pompes et des moteurs hydrauliques

L’entretien des pompes et des moteurs hydrauliques consiste à vérifier les conditions de fonctionnement afin d’assurer que celles prévues pour ces équipements sont respectées. Un entretien régulier peut prolonger la durée de vie de ces équipements et permet d’éviter l’apparition de certaines défaillances. Les principaux points à vérifier sont : 1.2.1. Lubrification


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La lubrification est une tâche importante qui se diffère selon le type de l’équipement à lubrifier.

1.2.2.1. Pompes volumétriques et moteurs hydrauliques Dans ce cas la lubrification des roulements et des pièces mobiles internes est assurée par l’huile hydraulique qui circule à l’intérieur du circuit.

1.2.2.2. Pompes non volumétriques Elles sont utilisées comme des pompes de transfert, dans ce cas il faut utiliser les recommandations du fabricant pour l’ajout ou le changement d’huile ou de graisse pour les paliers.

1.2.2. Etanchéité on doit vérifier régulièrement l’étanchéité au niveau de : • pompes et moteurs hydrauliques • tuyauterie et raccords • joints d’étanchéités 1.2.3. Pression et température de fonctionnement On doit respecter celles indiquées par le fabricant. 1.2.4. Niveau sonore et vibrations

Il faut se familiariser avec le niveau sonore de ces équipements, mais chaque bruit ou vibration inhabituelle indique un problème quelconque alors on doit vérifier son origine et remédier ce problème.

2. Réparation des pompes et des moteurs hydrauliques

Lorsqu’un des composants des pompes ou des moteurs hydrauliques est usé ou brisé, on doit le réparer. Les principales réparations effectuées sont :

• Le remplacement • L’ajustement • L’alignement • Le ré usinage

2.1. Remplacement

Le remplacement des pièces usées ou défectueuses est une réparation fréquemment effectuée et qui peut toucher des pièces telles que : Le rotor, le bloc cylindre, la couronne, les palettes, les pistons, les ressorts, les roulements, le compensateur, etc… Lorsqu’on remplace des pièces il faut utiliser les manuels de fabricant puisqu’ils contiennent des informations concernant :

• l’assemblage des pièces à l’aide des vues éclatées • les outils nécessaires • des recommandations importantes

2.2. Ajustement Formateur: Sami REKIK.

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L’ajustement qui est également une réparation pratiquée sur les pompes et les moteurs hydrauliques touche :

Les garnitures Les joints d’étanchéités Le compensateur de pression La soupape de sûreté

Pour les garnitures et les joints d’étanchéités il faut toujours respecter le couple de serrage prescrit par le fabricant. Un mauvais ajustement de la soupape de sûreté peut être responsable d’une surpression ou bien d’une faible pression.

2.3. L’alignement L’alignement fait également partie des réparations qui sont effectuées sur les pompes et les moteurs hydrauliques. 2.4. Ré usinage

Lorsqu’une pièce d’une pompe ou d’un moteur hydraulique est usée ou brisée dans certains cas on procède à son ré usinage plutôt qu’à son remplacement. On choisit généralement le ré usinage lorsque la ou les pièces ne sont pas disponibles sur le marché ou pour des questions de coût.

2.5. Rédaction d’un rapport

A la suite d’une réparation, il faut toujours rédiger un rapport contenant des informations pertinentes de l’intervention :

La panne La ou les causes Le remède etc…

3. Dépannage des pompes et des moteurs hydrauliques

La réparation rapide et efficace exige qu’on agisse d’une manière structurée comme celle présentée au premier chapitre de ce module. Lors d’un processus de dépannage on doit déterminer avec précision la cause d’une défaillance puis la corriger. Dans les manuels des fabricants il existe des tableaux de diagnostic de panne dans lesquels les défectuosités fréquemment rencontrées sur ces équipements.

3.1. Diagnostic de panne des pompes hydrauliques volumétriques


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Incapacité de la pompe à refouler l’huile Causes possibles Mesures à prendre 1. Bas niveau d’huile dans le réservoir - Ajouter de l’huile ayant les même

propriétés - Vérifier la présence des fuites(réservoir, raccords tuyauteries…) - Réparer si nécessaire

2. Tuyauterie d’admission ou filtre bouché

- Enlever l’obstruction ou nettoyer le filtre d’admission

3. Mauvaise étanchéité (admission) empêchant l’amorçage de la pompe

- Repérer et réparer la fuite

4. Vitesse trop lente empêchant l’amorçage de la pompe

- Vérifier la vitesse minimale de la pompe

5. Viscosité d’huile trop élevée empêchant l’amorçage de la pompe (froid)

- Employer une huile de plus faible viscosité

6. Mauvais sens de rotation - Inverser le sens de rotation pour éviter le bris des pièces mobiles internes

7. Arbre de la pompe brisé ou pièces internes brisées

- Remplacer les pièces brisées

8. Présence de saletés dans la pompe - Démonter et nettoyer la pompe 9. Mauvais ajustement de compensateur de pression

- Vérifier et ajuster conformément aux instruction de fabricant

Incapacité de la pompe à bâtir une pression Causes possibles Mesures à prendre 1. Incapacité de la pompe à refouler l’huile.

-Voir les mesures à prendre dans ce cas (figure 2.13)

2. Dysfonctionnement de la soupape de sûreté -Réglage de la soupape trop bas -Soupape non étanche -Ressort cassé

-Augmenter le réglage de la soupape

en prenant bien soin de ne pas dépasser la pression nominale de la pompe. -Vérifier, puis réparer ou remplacer la soupape. -Vérifier et changer le ressort.

3. Mauvaise étanchéité interne de la pompe

-Démonter et vérifier la pompe conformément aux instructions du fabricant.

4. Sur les pompes à cylindrée variable, dysfonctionnement du compensateur de pression.

-Réparer ou remplacer conformément aux instructions du fabricant.


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Pompe bruyante Causes possibles Mesures à prendre 1. Canalisation d’admission partiellement bouchée, filtre d’admission obstrué

- Nettoyer la canalisation ou le filtre

2. Mauvaise étanchéité au niveau : . joints de la tuyauterie ou de la pompe . garniture de l’arbre

- Vérifier l’état des joints et de la garniture de l’arbre, changer les si nécessaire.

3. Air aspiré par le positionnement des canalisations d’aspiration et de retour au-dessus du niveau d’huile dans le réservoir

- Vérifier et réparer les canalisations

4. Bas niveau d’huile dans le réservoir - Ajouter l’huile 5. Reniflard bouché - Nettoyer ou remplacer le reniflard 6. Vitesse de révolution trop élevée - Vérifier 7. Viscosité de l’huile trop élevée - Employer une huile de plus faible

viscosité 8. Filtre d’admission trop petit - Poser un filtre de plus grande capacité 9. Mauvais alignement - Vérifier et réaligner 10. Pièces internes usées ou brisées - Démonter, vérifier et réparer 11. Saletés dans la pompe - Démonter et nettoyer la pompe 12. Contamination du fluide par des saletés ou de l’eau

- Installer un filtre approprié ou remplacer l’huile

Fuites d’huile à l’extérieur de la pompe Causes possibles Mesures à prendre 1. Joint d’étanchéité de l’arbre usé - Remplacer les joints 2. Joint d’étanchéité usé - Remplacer les joints Bris de pièces à l’intérieur du carter de la pome Causes possibles Mesures à prendre 1. Surpression - Vérifier et ajuster la pression 2. Blocage causé par un manque d’huile - Vérifier le niveau de l’huile 3. Matière solide coincée dans la pompe - Démonter et nettoyer la pompe

- Changer le filtre d’aspiration - Changer l’huile si nécessaire

5. Viscosité de l’huile trop élevée - Changer l’huile

Diagnostic de panne des moteurs hydrauliques Bruit excessif Causes possibles Mesures à prendre 1. Pièce internes usées ou endommagées - Démonter, vérifier et remplacer les

pièces 2. Présence d’air dans le circuit - Purger les conduits et déterminer la

source 3. Viscosité d’huile top élevée - Employer l’huile convenable


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Fuites externes Causes possibles Mesures à prendre 1. Joints défectueux - Remplacer les joints conformément aux

instructions du fabricant 2. Défectuosité du joint de l’arbre - Remplacer les joints conformément aux

instructions du fabricant 3. Carter défectueux - Remplacer le carter 4. Mauvais serrage des raccords hydrauliques

- Vérifier et resserrer

Jeu de l’arbre Causes possibles Mesures à prendre 1. Roulements usés - Remplacer conformément aux

instructions du fabricant 2. Charge latéral ou axiale grande -

Absence de rotation du moteur Causes possibles Mesures à prendre 1.Grippage de l’arbre causé par un : • excès de charge • manque de lubrification •mauvais alignement

- Vérifier la capacité de charge du moteur - Vérifier le niveau du fluide et sa capacité- Vérifier et corriger

2. Absence de pression - Vérifier si les conduites ne sont pas bloquées ou si elles fuient et les remettre en marche

3. Arbre cassé - Remplacer l’arbre et déterminer la cause 4. Fluide contaminé - Vérifier et nettoyer tout le système

- Trouver la cause de la contamination du fluide - Utiliser un fluide propre en quantité et en qualité.

Vitesse de rotation du moteur trop lente Causes possibles Mesures à prendre 1. Mauvaise viscosité du fluide - Remplacer le fluide 2. Pompe usée ou moteur usé - Vérifier la pompe ou le moteur

- Réparer ou changer si nécessaire 3. Température élevée du fluide - Utiliser une huile de viscosité adéquate

- Vérifier le niveau d’huile, puis corriger en cas de besoin

4. Filtre bouché - Rechercher la cause - Nettoyer ou changer le filtre

5. Mauvais débit du fluide - Rechercher les fuites de fluide - Vérifier les différents ajustement de la pompe


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Fonctionnement irrégulier du moteur Causes possibles Mesures à prendre 1. Pression trop basse - Rechercher les fuites

- Vérifier l’ajustement de la soupape de sûreté

2. Mauvais débit du fluide - Rechercher les fuites - Vérifier les différents ajustement de la pompe

3. Commandes du système défectueuses - Vérifier l’état de la pompe et des composants de commande

Sens de rotation inversé du moteur Causes possibles Mesures à prendre 1. Mauvais branchement entre la pompe et le moteur

- Vérifier, puis brancher correctement

2. Charges excessives - Vérifier la capacité de charge du moteur 3. Moteur usé - Démonter, vérifier et remplacer les

pièces usées - Remplacer tout le moteur si nécessaire


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Documents

Pompe Et Moteur Hydraulique