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Chapitre : Technologie des quipements hydrauliques
I- Introduction :
L'hydraulique industrielle est un domaine trs vaste, qui traite
les composants essentiels participant la ralisation des circuits
hydrauliques :(pompes, distributeurs, vrins, limiteur de pression,
limiteur de dbit). De ce point de vue, ce chapitre est ddi la
prsentation des caractristiques de ces composants et les notions de
base des systmes hydrauliques.
2- Systmes hydrauliques :
2-1 - Les Circuits De Transport :
Un circuit de transport permet de dplacer un fluide d'une source
un rservoir de stockage. Le circuit de transport se compose
essentiellement :
D'un rservoir D'une pompe (source dnergie). D'un rservoir de
stockage (citerne) D'une tuyauterie qui relie les diffrents
constituants.
Figure1. Circuit hydraulique de transport
Un circuit de transport peut comprendre aussi :
Une vanne de rglage de dbit plac sur la conduite de refoulement
Une crpine + un clapet de pied placs l'extrmit basse da la
conduite d'aspiration. Un clapet de retenu plac la sortie de la
pompe pour empcher
le retour du liquide, il est utilis pour des grandes hauteurs de
refoulement.
1
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La reprsentation graphique des constituants pneumatiques et
hydrauliques est donne dans les normes NFE04-056, E04-057 et
E49-600.
2-2- Les circuits de Transmission de Puissances :
Un circuit hydraulique industriel est constitu de 3 zones :
1ere zone: Source dnergie : cest un gnrateur de dbit. (Centrale
hydraulique)
2me zone: Rcepteur hydraulique: transforme lnergie hydraulique
en nergie mcanique. (Vrin, moteur hydraulique)
3me zone: Liaison entre les deux zones prcdentes. On peut
trouver dans cette zone :
Des lments de distribution (distributeur). Des lments de liaison
(tuyaux). Des accessoires (appareils de mesure, de protection et de
rgulation)
Le principe de fonctionnement dune installation hydraulique
:
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Une installation hydraulique comprend les lments suivants Figure
2:
Figure 2. Installation hydraulique.
2-3 : Les constituants dun circuit hydraulique :
2-3-1- La centrale hydraulique :
1)-Dfinition :
La centrale hydraulique (figure 3) (appel aussi groupe
hydraulique) est un gnrateur de dbit (et non pas de pression car la
pression augmente lorsquil y a rsistance lcoulement). Elle est
constitue essentiellement dun rservoir dhuile, dun moteur et dune
pompe et dune crpine munie dun systme de filtration. Une centrale
hydraulique doit contenir aussi dautres composants (filtres,
limiteur de pression, manomtre, ).
Rservoir: il permet le stockage de lhuile, protection contre des
lments qui peuvent le polluer, et le refroidissement ;
Systme de filtration: il est utilis pour liminer les impurets et
les particules solides du fluide ;
Pompe: sa fonction consiste :
Gnrer un dbit de liquide Mettre sous pression lhuile sous forme
dnergie hydraulique.
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Le schma de principe est le suivant :
Fig.3: Centrale hydraulique.
2-3-2- Le systme de filtration :
Lhuile sous pression, circulant dans linstallation, vhicule
toutes sortes dimpurets peuvent tre abrasives ou non abrasives.
Quil faut absolument les liminer, car elles provoqueront des pannes
et une usure anormale des composants amenant rapidement des fuites.
Cest le rle de la filtration.
Fig 4.Constitution dun filtre
La filtration de lhuile hydraulique peut se faire laide :
De crpines (grosses particules). De filtres (particules
fines).
Dans le circuit hydraulique, la filtration peut tre dispose
:
a)- Sur la haute pression de la pompe. Cette filtration est
efficace 4
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Elle protge les composants hydrauliques. Arrte les dbris
provenant Agit en filtre de scurit devant un composant
sensible.
b)- Sur le retour: Le montage du filtre se fait sur la conduite
de retour. La totalit de lhuile est filtre. Il permet de:
Rcuprer les dbris provenant de lusure des composants ou du
circuit en gnral.
Maintenir le niveau de propret du systme dans le cas ou il
existe des risques importants de pollution ingre.
c)- Sur laspiration: Cette filtration doit protger la pompe.
Elle est assez grossire et ne peut arrter que les grosses
particules. Elle se fait laide de crpine.
2-3-3: La pompe hydraulique :
1)- Principe de fonctionnement : Le mouvement du liquide rsulte
de laccroissement dnergie qui lui est communiqu par les lments en
mouvement de a pompe. Le choix du systme de pompage doit tre fait
en prenant en compte non seulement les contraintes techniques (type
de pompe, nergie, hauteur de refoulement, dbit, turbidit de leau),
mais aussi les contraintes lies au contexte socio-conomique (systme
de pompage accept, disponibilit des pices dtaches, facilit de
maintenance des pompes).
2)-Rle dans un systme hydraulique: La pompe est destine
transformer une nergie mcanique fournie par un moteur, en nergie
hydraulique. Son rle se limite aspirer lhuile de rservoir et de la
refouler. La pompe fournit un dbit. Elle est donc un gnrateur de
dbit.
Les caractristiques gnrales : Une pompe se caractrise par ;
Sa vitesse de rotation : Ce sont les vitesses maximum et minimum
entre lesquelles la pompe pourra tre utilise tr/min :
sa cylindre : Elle correspond au volume dhuile thorique dbite
par tour en cm3 ou en litre. Donc le dbit Q correspond la cylindre
par la vitesse de rotation.
son dbit : C'est la quantit de fluide refoule par unit de temps
dans des conditions donnes(en m3/s ou l/s). Qth = Cyl . N avec
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Qth : dbittheorique, en litres /minute (l/min) ;
Cyl : Cylindre, en litres (l/tr) ou en cm3/tr ;
N : vitesse de rotation, en tours /minute (tr/min).
Sa puissance :
La puissance absorbe : donne la pompe par le moteur dont laxe
tourne la vitesse et transmet un couple C, scrit : Pa = C .
C: moment du couple appliqu larbre dentranement de la pompe
(N.m),
: La vitesse angulaire de larbre dentranement de la pompe
(rad/s),
Pa: La puissance absorbe par la pompe (W). C'est la puissance
qu'il est ncessaire de fournir l'entranement d'une pompe
La puissance hydraulique: fournie la sortie dune pompe, traitant
le dbit volumique Q est : PH= P.Q avec
Q : dbit, en m3/s
P = Ps-Pe : La diffrence de pression entre lentre et la sortie
de la pompe et Pe et Ps en Pascal (Pa).
son rendement : Rendement volumtrique : C'est le rapport entre
le dbit thorique pression nulle et le dbit rel au refoulement une
pression considre. Ce rapport s'exprime en pourcentage. Rendement
global : C'est le rapport entre la puissance hydraulique releve au
refoulement et la puissance fournie l'arbre d'entre. C'est le
produit du rendement volumtrique par le rendement mcanique.
Rendement mcanique : C'est le rapport entre le couple thorique
fournir et le couple rel qui est transmis l'arbre d'entranement. Le
produit de ces deux rendements est videmment le rendement global
:
Son sens de rotation 6
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3)- Reprsentation Symbolique des pompes :
Le trait interrompu court reprsente le drain (drainage externe).
Cest une canalisation qui rcupre le dbit de fuite, invitable cause
des jeux fonctionnels, et qui lenvoie au rservoir.
4)- Classification des pompes:
On classe les pompes en deux grandes familles :
Les pompes non volumtriques : possdent un dbit lev mais
irrgulier, sont moins tanches
Les pompes volumtriques (hydrodynamiques) : sont gnratrices dun
dbit. Celui-ci peut tre fixe ou variable. elles sont utilises en
hydraulique industrielle.
4-1) Les pompes volumtriques: Une pompe volumtrique se compose
d'un corps de pompe parfaitement clos (stator) l'intrieur du quel
se dplace un lment mobile rigoureusement ajust participant la
circulation du fluide lintrieur de la pompe. Ce dplacement est
cyclique. Dautres lments mobiles destins mettre en mouvement les
lments prcdents. Pendant un
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cycle, un volume de liquide pntre dans un compartiment avant
d'tre refoul.
- Remarque: La pression ne doit pas sabaisser en dessous de la
pression de vapeur saturante du liquide, pour viter son bullition
et lapparition du phnomne de cavitation.
4-1-1) Pompe piston alternatif : pression, quon peut attnuer
grce un pot anti-blier sur la conduite de refoulement.
Ces machines ont un fonctionnement alternatif et ncessitent un
jeu de soupapes ou de clapets pour obtenir tantt laspiration du
fluide, tantt le refoulement.
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Rgulage du dbit : Le principal dfaut de cette machine est de
donner un dbit puls et par suite des -coups. On peut aussi
concevoir une machine mieux quilibre par association de plusieurs
pistons travaillant avec un dphasage judicieux
Utilisation : Les pompes piston sont robustes et ont de bons
rendements au-dessus dune certaine taille. Elles peuvent tre
utilises comme pompes doseuses, on les trouve dailleurs assez
souvent avec des pistons course rglables.
Ltanchit de ce type de pompes ne leur permet pas de travailler
avec des fluides possdant des particules solides
4-1-2) Pompe diaphragme :
Appeles aussi pompes membrane, le fluide nentre pas en contact
avec les lments mobiles de la machine. Ces pompes sont donc bien
adaptes au pompage des liquides corrosifs ou/et chargs de
particules solides.
4-1-3) Pompe piston plongeur :
Cette machine est un compromis entre la pompe piston et la pompe
membrane. Le fluide nest pas isol du piston, mais les frottements
de celui-ci sont faibles car limits au niveau du presse-toupe qui
assure ltanchit. Ces pompes sont adaptes la production de hautes
pressions.
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4-2) Pompes volumtriques rotatives :
4-2-1) Pompes palettes rigides :
Cest la classique pompe vide . Un rotor excentr tourne dans un
cylindre fixe. Sur ce rotor, des palettes, libres de se mouvoir
radialement, et pousses par des ressorts sappliquent sur la face
intrieure du cylindre fixe. Les espaces ainsi dlimits varient au
cours de la rotation et cr les dpressions ncessaires au
fonctionnement dune pompe volumtrique.
Ces pompes conviennent bien aux gaz.
4-2-2) Pompe pristaltiques :
Son principe de fonctionnement est plutt simple : un tuyau
souple est cras par des galets, le fluide est alors repouss sans
turbulence, ni cisaillement. Il ny a pas non plus de contact entre
le fluide et les pompes mcaniques. Son dbit est limit des valeurs
de lordre de 60 80 m3/h. Par contre, le rendement est de 100 % et
elle est la pompe doseuse par excellence.
4-2-3) Les pompes engrenages :
Cest la pompe standard, elles ont une cylindre fixe et
fonctionne a des pressions maximales de lordre entre 10 et 170
bars.
Elles en existent en deux types, dentures extrieures et dentures
intrieures.
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a) Les pompes engrenages extrieures :
Le principe de fonctionnement consiste en deux pignons qui
tournent en sens inverse dans un carter. Lun des engrenages est
moteur tandis que lautre est men. Le fluide situ entre les dents et
la paroi du carter est contraint davancer au cours de la rotation,
tandis quau centre, le contact permanent entre les deux pignons
empche le retour du fluide vers lamont malgr la diffrence de
pression et le dplacement des dents qui se fait en direction de
lentre.
Elles sont bruyantes donc utilises dans le monde agricole,
industriel lourd,... Pour diminuer le bruit on peut augmenter le
nombre de dents. Elles ne ncessitent pas de haute filtration. Le
point faible de ces pompes est lusure des dents qui se traduit par
des fuites. Peuvent fournir un dbit de lordre de 80 100 m3 /h.
Elles ont un rendement denviron 0,8.
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Fig.5 : Pompe engrenages extrieures
Avantages :
Dbit rgulier. Pas de clapets ncessaires. Marche de la pompe
rversible.
Inconvnients :
Nombreuses pices dusure Pas de particules solides dans cette
pompe ni de produits abrasifs ; la
prsence de traces de solide ayant pour effet dacclrer lusure
mcanique des pignons et de diminuer ltanchit entre le corps de
pompe et les dents.
L'tanchit: L'tanchit entre le ct refoulement et le ct aspiration
est assure radialement par les roues en position d'engrnement ainsi
que par les dents contre le caner. L'tanchit axiale est assure par
les faces des roues
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appliques directement sur le carter. cette tanchit est donc
obtenue par la prsence d'un film de graissage remplissant les
interstices. L'tanchit peut tre amliore par l'adjonction de plaques
d'appui, de paliers- lunettes ou de coussinets intercals entre
l'engrenage et le carter.
Le debit : En premire approximation en assimilant une dent un
rectangle de volume (pas/2).bh on peut prendre qv = b w m2 z avec
un calcul plus prcis peut tre donn par :
qv: debit moyen(m3/s)
b: largeur de denture (m)
w: vitesse angulaire du moteur dentranement (rad/s)
m: module de la denture (m)
z : nombre de dents dun pignon
: angle de pression
Coefficient dirrgularit sur le dbit :
Avec
a) Les pompes engrenages intrieures :
Sont compactes et silencieuses, car leur dbit est beaucoup plus
rgulier, donc utilises pour les MO ou affaires spciales.
Caractristiques de la pompe engrenage denture intrieure
Cylindre : 250 cm3/tour maxi
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Pression de service : 250 bars maxi Peu de pices en mouvement
Faible encombrement Combinaison possible de plusieurs pompes
Aptitude tourner vite : de 300 3000tr/min Bruit de fonctionnement
trs faible et Rendement lev
Il en existe deux types, avec ou sans croissant
Systme dentures intrieures avec croissant :
(Couronne dente) engren un pignon. Dans ce cas la pompe peut
disposer dune pice intermdiaire en forme de croissant. Le croissant
est li la forme des dents en dveloppante de cercle. Sans croissant
il y aurait communication entre refoulement et aspiration
permettant ainsi de diminuer les fuites internes et daugmenter la
pression de service.La limite dutilisation des pompes engrenages
intrieures est autour de 250 bar. Elles ont un rendement denviron
0,9.
Fig.6 -Pompe engrenages intrieures
Calcul du dbit moyen : Le calcul du dbit est identique au cas
des pompes engrenages extrieurs et le nombre de dents est celui du
pignon dentures extrieures
Le nombre de pices rduit et labsence dtanchit complexe en font
une pompe dun prix attractif (par rapport aux pompes palettes) pour
un rendement aussi bon.
Coefficient dirrgularit sur le dbit : 14
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Systme dentures intrieures sans croissant.
Les dents ont des profils circulaires. Les deux lumires en forme
dharicot (aspiration et refoulement) sont raliss dans le stator. Le
pignon dentures intrieures en liaison pivot avec le carter une dent
de plus que le pignon dentures extrieures entran par le moteur.
Calcul du dbit moyen : Les volumes cellulaires a, b et c sont en
phase daugmentation tandis que les volumes d, e et f sont rduction
donc au refoulement ; les fonctions daspiration et de refoulement
sont donc symtriques par rapport laxe horizontal x. Quand une dent
du pignon 1 fait un tour elle chasse z+1 volumes cellulaires.
qv :Dbit moyen thorique (m3/s)
: vitesse angulaire du moteur dentranement (rad/s)
z : nombre de dents du pignon 1
Vcm : volume cellulaire mini
VcM : volume cellulaire maxi
Coefficient dirrgularit sur le dbit :
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Les zones daspiration et de refoulement ne sont pas ralises sur
le cot comme dans ltude thorique mais radialement. Cela est rendu
possible grce aux videments E ralis dans la couronne.
Des coussinets 2 sont placs aux extrmits des dents de la
couronne pour assurer une meilleure tanchit. La vitesse de
glissement cet endroit est faible donc lusure est limite.
4-2-4) Les pompes palettes :
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Construction: Elles se composent principalement d'un rotor
prsentant des rainures dans lesquelles se dplacent radialement des
palettes rectangulaires de faible paisseur. Ces palettes,
s'appuyant sur les surfaces curvilignes du stator, forment des
cellules individuelles limites latralement par des plaques de
pression. Le rotor et le stator ne sont pas concentriques.
Lorsque le rotor tourne, l'accroissement de volume des cellules
provoque l'aspiration du fluide. Le mouvement de rotation se
poursuivant, le volume des cellules se restreint et le fluide est
refoul de la chambre de refoulement.
Le mouvement du rotor fait varier de faon continue les
diffrentes capacits comprises entre les cylindres et les palettes
en crant ainsi une aspiration du liquide d'un ct et un refoulement
de l'autre.
Fonctionnent sur la mme plage de pression que les pompes
engrenages. Elles sont en revanche trs silencieuses. Ce sont des
pompes caractrises par des dbits allant jusqu' 100 m3.h-1 et des
pressions au refoulement de 4 8 bars mme jusqu 200bar. Elles ont un
rendement denviron 0,9. Elles conviennent aux liquides peu
visqueux,
Il en existe deux types :
A stator cylindrique, rarement quilibre
A stator en forme de came, trs souvent quilibre
Elles sont aussi bien cylindre fixe qu cylindre variable. La
variabilit consiste juste faire varier lexcentricit entre le stator
et le rotor.
Lquilibrage : en effet le dsquilibre pression daspiration dun
cot et pression de refoulement de lautre cot cre des efforts sur
les paliers, en revanche si on arrive doubler le refoulement et
laspiration de faon symtrique les efforts squilibrent.
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Amliorations :
Avantages :
Pas de brassage, ni dmulsionnage du liquide pomp. Dbit rgulier.
Marche rversible de la pompe
Inconvnients :
Usure du corps par frottement des palettes.
A stator cylindrique :
Calcul du dbit moyen :
qv :Dbit moyen thorique (m3/s)
i : profondeur des palettes (m)
: vitesse du moteur dentranement (tr/min)
e : distance dexcentration (m)
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R : rayon du stator (m)
n : nombre de palettes
Cette pompe est galement dite annulation de dbit, en effet sous
une pression de refoulement importante le ressort de compression
flchit et annule lexcentration.
A stator en forme de came :
Calcul du dbit moyen :
qv :Dbit moyen thorique (m3/s)
i : profondeur des palettes (m)
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: vitesse du moteur dentranement (tr/min)
R : rayon du stator dans la zone CD (m)
R : rayon du stator dans la zone AB (m)
4-2-5) Pompes rotatives pistons axiaux :
Ou aussi Les pompes pistons et plateau
Construction: les pices principales sont :
- Un carter avec une bride de fixation
- Un arbre de transmission avec un plateau oscillant
- Un corps de pompe avec les pistons et ressorts
- Un couvercle avec des clapets de refoulement.
Fonctionnement : Le plateau oscillant est mont sur l'arbre de
transmission et tourne avec lui. Les pistons sont mobiles dans le
corps de pompe fixe et, sous l'action d'un ressort s'appuient sur
le plateau oscillant. Ils excutent un aller et retour en
translation lorsque le plateau tourne.
Pendant la course de descente d'un piston (clapet de refoulement
ferm), le fluide hydraulique venant de l'orifice d'aspiration est
aspir dans la chambre en passant par un canal annulaire et une
fente d' aspiration. Une fois le piston au point mort bas PMB, le
plateau oscillant, en tournant, le repousse vers le haut contre le
ressort antagoniste. Une fois la fente
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d'aspiration dpasse, le fluide emprisonn est refoul dans le
canal annulaire du couvercle en passant par le clapet de
refoulement puis dans la conduite de refoulement.
A pistons axiaux : Le principe est celui de la pompe vlo mais
pour amliorer le dbit il y a plusieurs pistons sur la couronne
circulaire. On obtient un coefficient dirrgularit en mettant un
nombre impair de pistons.
On les utilise pour des pressions de 250 350 bars. Elles sont
relativement bruyantes. Elles ont un rendement denviron 0,9. En
fonction de la technologie utilise elles sont cylindre fixe ou
variable. On peut en dfinir 4 configurations :
Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement bris,
cylindre fixe,
Plateau tournant, bloc cylindre fixe, axe dentranement align,
cylindre fixe,
Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement align,
cylindre variable,
Plateau fixe mais inclinable, bloc cylindre tournant, axe
dentranement align, cylindre variable,
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Calcul du dbit moyen : Chaque piston passe du PMB au PMH
qinstantan : Dbit instantan thorique (m3/s)
d : diamtre du piston (m)
R : rayon des blocs cylindres (m)
: vitesse angulaire des blocs cylindres (rad/s)
: angle de brisure
: abscisse angulaire positionnant le piston n1
n: nombre de pistons
On obtient pour un cylindre unique pour une rotation complte et
pour 5 pistons
En sommant pour chaque position on obtient le dbit instantan
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Le dbit moyen vaut :
Coefficient dirrgularit sur le dbit :
Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement bris,
cylindre fixe :
La glace de distribution fixe possde deux lumires oblongues (en
forme de haricot) Ce systme peut aussi fonctionner en moteur
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Plateau tournant, bloc cylindre fixe, axe dentranement align,
cylindre fixe :
Une partie de la distribution (aspiration) seffectue entre le
support tournant et le plateau fixe en rotation. Pour assurer cette
liaison et ltanchit, on place des ressorts de compression dans les
cylindres. Une lumire oblongue est ralise sur le support et le
passage du fluide axialement est assur par un perage des pistons.
Le refoulement est ralis par les clapets en bout de chambres des
pistons
Pompe utilise dans le monde automobile. Les trous radiaux
permettent ladmission du fluide et lobturateur 3 empche le retour
en arrire du fluide. La pression peut atteindre 150 bars pour une
frquence de rotation de 3000 tr/min.
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Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement align,
cylindre variable,
Les blocs cylindres sont entrans en rotation par larbre
dentranement moteur. Le support est non tournant mais inclinable,
on peut passe donc dun sens de flux lautre par une annulation de
celui-ci. La distribution aspiration, refoulement est assur comme
dans la premire configuration.
Entre le premier schma et le second la seule diffrence est
linclinaison des blocs cylindres.
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La variation de cylindre est ralise par la translation de laxe 5
suivant z. La came axiale au niveau de F sur le plateau gnre alors
une rotation daxe z.
A lextrmit droite une petite pompe de gavage est directement
connecte larbre dentranement.
Plateau fixe mais inclinable, bloc cylindre tournant, axe
dentranement align, cylindre variable
Les blocs cylindres sont entrans par larbre dentranement. Le
support est fixe mais inclinable par lintermdiaire du vrin. La
liaison patin glace est assure par les ressorts de compression
placs dans les cylindres. Laspiration est assure dans la glace par
une lumire oblongue et un perage des patins tandis que le
refoulement et non retour est assur par les clapets.
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Pour les faibles dbits, le fluide ne se rgnre pas chaque
oscillation il en rsulte des contractions rptes et donc une lvation
de la temprature, pour y remdier lorifice P permet le
renouvellement du fluide vers la zone basse pression.
Laxe de rotation C du plateau 4 nest pas plac sur laxe
dentranement. Cela est du la volont dassurer une liaison relle
entre 4 et 5 et entre 4 et rgulateur de puissance.
4-2-6) Pompes rotatives pistons radiaux
Construction : Se compose essentiellement du corps (1), de
larbre excentrique (2) et de 3, 5 ou 10 lments de pompe (3) avec la
valve daspiration (4), la valve de refoulement (5) et le piston
(6).
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On les utilise pour des pressions suprieures 350 bars. Elles
sont trs silencieuses. Elles sont utilises dans les cas de forts
dbits. Elles ont un rendement denviron 0,9. Il en existe trois
types :
A systme bielle manivelle,
A excentrique,
A blocs cylindres excentrs.
Dans les deux premiers systmes on a des cylindres constantes.
Dans le dernier cas lexcentration peut tre modifie on aura alors
une pompe cylindre variable.
Calcul du dbit moyen :
qinstantan : Dbit instantan thorique (m3/s)
d : diamtre du piston (m)
R : rayon de la manivelle ou distance de lexcentration (m)
: vitesse angulaire des blocs cylindres (rad/s)
: abscisse angulaire positionnant le piston n1
n : nombre de pistons (valeur impaire)
Cette formule est applicable aux 3 types de pompes radiales si :
R
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A systme bielle manivelle
Cest comparable celui du moteur piston. Seulement les soupapes
sont remplaces par des clapets.
La solution propose est un moteur hydraulique et non une pompe
mais le principe reste totalement identique. On enlvera bien
videment le rducteur. La glace de distribution est repre 4 et est
entrane par larbre principal dentranement. Dans cette solution il
nexiste pas de clapet.
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A excentrique : Les ressorts assurent la liaison entre
lexcentrique et les pistons. Pour laspiration et le refoulement on
peut utiliser le systme des clapets comme prcdemment ou comme
propos ci-dessus. On a alors un clapet unique dans chaque cylindre
et laspiration seffectue par la rainure sur lexcentrique et surtout
un rservoir toujours en charge.
Ltanchit et les liaisons entre le piston, le patin et
lexcentrique sont assurs par le ressort 10.
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A bloc cylindres excentrs :
Le rotor est dsax du stator et est constitu des blocs cylindres.
La bielle qui relie le piston au stator est donc l par un patin de
frottement. Laspiration et le refoulement sont raliss dans un arbre
fixe de centre A par lintermdiaire dorifices entrant en
communication avec les parties suprieures des blocs cylindres
La variation de lexcentration est obtenue par le doigt 8. Le CIR
du stator est en C. La glace de distribution 4 est ralise avec deux
lumires oblongues qui permettent laspiration et le refoulement du
fluide. Une petite pompe de gavage place en bout darbre rattrape
les fuites ventuelles
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A pistons en lignes
Il sagit dune pompe cylindre constante. La distribution du
fluide se fait par des clapets amnags dans la partie suprieure des
cylindres.
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Tableau comparatif en fonction du type de pompe :
type de pompe
rendement volumtrique
rendement mcanique
rendement global
engrenages 80 95 % 75 95 % 60 85 %
palettes
75 95 %
80 93%
60 88 %
pistons
90 98%
80 95 %
72 96 % Classification des pompes
Autres caractristiques des pompes :
Fuites internes : Pour les calculs sur les pompes il faudra
tenir compte des fuites internes. Elles interviennent gnralement
entre le rotor et le stator pour les pompes engrenages et palettes
et entre les liaisons pivots/glissants (piston/cylindre),
distribution (piston/patin et patin/glace) pour les pompes pistons
radiaux et axiaux.
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Ces fuites favorisent la lubrification hydrodynamique des lments
et aussi la stabilit en temprature des lments.
Attention toutefois aux systmes basse vitesse pour lequel la
disparition du film entrane le phnomne de stick-slip.
Rodage : A lachat les pompes mme si elles ont t rodes ont encore
des zones de frottement importantes. Il conviendra de mettre les
additifs anti-usure dans le fluide autorisant des pressions de
contact importantes. Les constructeurs prvoient galement la
filtration ncessaire, elle est souvent de lordre de 25 m.
Cavitation : Il sagit dune dpression dun volume de fluide,
celui-ci se transformant localement en phase gazeuse. Il y a alors
naissance dune variation de dbit et de pression. Des vibrations se
propagent alors dans tout le circuit. Les raisons peuvent tre :
Frquence de rotation trop leve,
Filtre daspiration trop exigent en terme de cration de pertes de
charge,
Viscosit du fluide trop importante,
Dpression dans le rservoir (absence de reniflard par
exemple).
Une pompe qui cavite aura une usure prmature, en effet les
pressions/dpressions peuvent amener des arrachements localiss et
ainsi favoriser les fuites internes et surtout des rayures dans les
zones de frottements.
Niveau sonore : Lirrgularit du dbit des pompes, lie la
cinmatique, entrane des acclrations locales du fluide et donc des
variations de pressions certaines frquences. Ces phnomnes sont
lorigine des bruits. Ci-dessous un tableau de synthse des bruits
enregistrs pour une frquence de rotation de 1500 tr/min:
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