Thèmes:
- Introduction à l'hydraulique
- Schémas hydrauliques
Introduction à l'hydraulique :
Par hydraulique, nous entendons la transmission d’énergie (forces et mouvements) à travers un fluide. Le mot « hydraulique » vient du grec (hydro = eau, aulos = tuyau). L'hydraulique est une technologie d'entraînement, de commande et de régulation que l'on retrouve dans la technologie automobile, la construction mécanique, la technique d'entraînement et de commande, l'aéronautique et l'agriculture. On peut distinguer l’hydraulique en entraînement hydrocinétique et hydrostatique :
- Hydrocinétique : vitesses de fluide élevées et pressions relativement faibles, comme le convertisseur de couple dans la transmission automatique ;
- Hydrostatique : faibles vitesses de fluide et hautes pressions, comme on en rencontre dans la direction assistée.
Dans la pratique, outre l'hydraulique, nous trouvons également la pneumatique, l'électronique et la technologie d'entraînement mécanique. Chaque technique présente ses propres avantages et inconvénients selon l’application pour laquelle elle est utilisée. Les avantages et inconvénients de l’hydraulique par rapport aux autres techniques sont :
Avantages :
- Densité de puissance élevée ; des forces et des couples importants peuvent être transmis avec des composants de petite taille ;
- Vitesse, puissance et couple réglables en continu ;
- L'énergie hydraulique peut être stockée et réutilisée ;
- Une grande précision et un positionnement constant sont possibles.
Inconvénients:
- Technologie relativement coûteuse ;
- Sensible à la saleté ;
- Possibilité de fuite (interne et externe).
Dans un système hydraulique, le fluide se déplace. Le flux de liquide peut être mis en mouvement au moyen d'une pompe ou d'un piston. Tous les systèmes hydrauliques sont basés sur la loi de Pascal :
« la pression exercée sur un fluide au repos se propage uniformément dans toutes les directions dans un récipient fermé. »
Nous voyons ce principe dans la figure suivante, où une force (F1) est exercée sur la surface du piston avec un piston. La force crée une pression dans le système rempli de fluide (fermé), qui pousse le piston vers le haut avec la force F2.
La pression dépend de la force et de la surface du piston. Sur la page "pression dans le système hydraulique» Cela ressort clairement des animations et des calculs.
Schémas hydrauliques :
Les schémas hydrauliques composés de symboles sont élaborés par le fabricant pour pouvoir lire comment les composants sont connectés lors des travaux de maintenance et/ou de réparation. L'organigramme indique également quels types de composants se trouvent dans le système. Un aperçu des symboles se trouve sur la page avec le liste des symboles hydrauliques.
Dans l'image suivante, nous voyons les composants les plus couramment utilisés dans un système hydraulique. Les composants sont affichés avec une couleur et un numéro.
Un moteur électrique entraîne la pompe hydraulique (1), qui déplace l'huile hydraulique vers la vanne de commande (4).
La soupape de surpression (2) protège le système contre une pression excessive. La pression du système peut être lue sur le manomètre (3).
La vanne de régulation à commande manuelle dispose de quatre connexions :
P (pompe), T (réservoir) et les connexions A et B pour le cylindre.
Le curseur de commande peut être réglé dans trois positions :
- au repos (position actuelle);
- À droite;
- À gauche.
En fonction de la position de la vanne de régulation, le vérin est alimenté en huile hydraulique et le piston se déplace.
Les images suivantes décrivent les différentes positions de la vanne de régulation avec lesquelles le vérin peut être déplacé.
1. Chariot de commande en position neutre :
La pompe hydraulique dans le schéma suivant est également entraînée par un moteur électrique. La pompe aspire l'huile hydraulique du réservoir et la fournit sous pression accrue à la soupape de surpression, au manomètre et à la soupape de commande.
La vanne de régulation est en position médiane, de sorte que les raccords P et T sont reliés entre eux et que l'huile hydraulique entre dans la vanne de régulation via P et sort via T.
L'huile hydraulique s'écoule du raccord T vers le réservoir via le filtre de retour. Dans le boîtier du filtre de retour se trouve un dispositif de sécurité contre la pression qui s'ouvre contre la force du ressort lorsque la pression du fluide augmente.
L'augmentation de la pression peut se produire lorsque le filtre est obstrué par des particules de saleté.
Étant donné que l'huile hydraulique circule dans cette position de la vanne de régulation, il n'y a pratiquement pas de montée en pression. L'huile ne rencontre qu'une certaine résistance dans la vanne de régulation, les tuyaux et le filtre de retour. Cependant, cette résistance est si faible que l’huile est pompée sans pression.
2. Glissière de commande en position gauche :
Le curseur de commande est placé en position gauche. Les bornes P et A, ainsi que T et B, sont connectées entre elles dans cette position. L'huile hydraulique se déplace via les tuyaux vers le côté gauche du vérin. La montée en pression du côté gauche du piston commence et est désormais contrôlée.
Étant donné que le retour (B) du cylindre est désormais relié au raccord en T de la vanne de régulation, l'huile peut s'écouler du côté droit du cylindre - via le filtre de retour - vers le réservoir.
Le vérin effectue un mouvement vers l'extérieur jusqu'à atteindre la butée. Nous le voyons dans la situation suivante.
3. Piston en position extrême :
Dans cette situation, le piston a été étendu au maximum, de sorte que la butée finale a été atteinte. La protection contre la surpression empêche la pression de monter trop haut. Sans cette protection, la pression augmenterait de manière incontrôlable, entraînant des défauts.
La vanne de régulation de pression (sur la figure, elle est représentée à gauche de la pompe hydraulique) s'ouvre lorsque la pression prédéfinie est atteinte. La soupape de surpression relie la conduite d'alimentation de la pompe hydraulique au retour. Il y a maintenant une circulation constante à travers cette soupape de surpression jusqu'à ce que la pression diminue.
4. Contrôlez le coulisseau dans la bonne position :
Le curseur de commande est maintenant actionné dans la bonne position (ci-contre). Par rapport à la situation 2, les tuyaux sont reliés de manière réticulée les uns aux autres : le P est désormais relié à B, de sorte que la pression s'accumule du côté droit du piston. La connexion A est connectée à T (retour). Dans cette position, le piston se déplace du coulisseau de commande vers la gauche.
Lorsque la butée du piston est atteinte, la pression remonte jusqu'à atteindre la pression à laquelle la soupape de surpression s'ouvre. Le coulisseau de commande doit ensuite être ramené en position médiane.
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