Guide des systèmes oléo-hydrauliques : avantages, principe de Pascal et pompes

Résumé

Ce guide présente les systèmes oléo-hydrauliques : leurs avantages (régulation de vitesse, transmission de grandes puissances, contrôle de position, protection contre les surcharges), le principe de Pascal et de l'équilibre, ainsi que les principales caractéristiques des pompes hydrauliques. Il décrit aussi les trois familles de pompes hydrostatiques et les types de valves et distributeurs.

Points clés

L'huile étant incompressible, les systèmes oléo-hydrauliques permettent une régulation de vitesse facile, précise et rapide.
Selon le principe de Pascal, la pression se transmet intégralement dans toute la masse d'un fluide incompressible au repos.
Sans pertes, P₁ = P₂ soit F₁/A₁ = F₂/A₂ : une petite force peut produire une force beaucoup plus grande.
Le rendement volumétrique se situe généralement entre 0,89 et 0,99, et le rendement total entre 0,5 et 0,9.
Les trois types de pompes hydrostatiques sont les pompes à engrenages externes, à palettes et à pistons (axiaux ou radiaux).
Les pompes à pistons fournissent des pressions de travail plus élevées que les pompes à engrenages ou à palettes.

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Avantages des Systèmes Oléo-Hydrauliques

Les systèmes oléo-hydrauliques présentent de nombreux avantages :

Régulation facile de la vitesse : L'huile étant un fluide incompressible, la variation de vitesse est facile, précise et rapide grâce aux vérins hydrauliques ou oléo-hydrauliques.
Transmission de grandes puissances : Ces systèmes permettent la transmission d'une puissance plus importante par unité de volume, assurant ainsi une haute qualité de transmission.
Contrôle de la position : Grâce à l'incompressibilité du fluide, un actionneur peut s'arrêter à n'importe quelle position avec un degré élevé de précision.
Réversibilité des actionneurs : L'inversion du sens de rotation ou de mouvement peut être effectuée instantanément via une valve appropriée ou une pompe.
Protection contre les surcharges : Un système de transmission mécanique soumis à une surcharge peut subir une panne de ses éléments ou de l'entraînement lui-même. En revanche, un système oléo-hydraulique équipé de soupapes de sécurité empêche les surcharges qui pourraient entraîner des surpressions.
Possibilité de démarrage et d'arrêt sous charge : Permet de bloquer tout mouvement brusque, ainsi que le démarrage après chargement.

Comparatif des Caractéristiques

Tableau des performances :

Réponse : rapide / lente
Force : petite / grande
Masse : légère / lourde
Contrôle de la position : difficile / possible
Contrôle de la vitesse : insuffisant / adéquat
Pression d'alimentation : faible / grande
Rigidité de la position intermédiaire : basse / haute
Système d'entraînement : simple / complexe
Prix : bas / élevé

Principe de Pascal et de l'Équilibre

Le principe de Pascal énonce que la pression exercée sur un point d'un fluide incompressible au repos se transmet intégralement dans toutes les directions de la masse liquide, car les fluides sont pratiquement incompressibles.

Le principe de l'équilibre stipule que, si l'on considère qu'il n'y a pas de pertes, cette pression est transmise tout le long du tuyau : P₁ = P₂ ⇒ F₁/A₁ = F₂/A₂.

Ainsi, nous concluons qu'une petite force permet d'obtenir une force beaucoup plus importante.

Caractéristiques des Pompes Hydrauliques

Pression : Il s'agit de la valeur nominale de la pression maximale de service continu pour une vitesse donnée.
Débit : Aussi connu sous le nom de déplacement géométrique, c'est le volume de liquide pompé par tour.
Rendement volumétrique et rendement total : Le rendement volumétrique est le rapport entre le débit réel et le débit théorique, se situant généralement entre 0,89 et 0,99 selon les caractéristiques. Le rendement total est le produit des rendements volumétrique et mécanique, se situant généralement entre 0,5 et 0,9.

Les 3 Types de Pompes Hydrostatiques

Ces pompes permettent d'augmenter la pression :

Pompes rotatives à engrenages externes : Le flux est généré par le transport du fluide entre les dents de deux engrenages en prise directe. Un engrenage est entraîné par le moteur et fait tourner l'autre. C'est un type de pompe très utilisé dans la plupart des installations oléo-hydrauliques. Elles sont moins sensibles aux impuretés du fluide.
Pompes rotatives à palettes : À débit fixe ou variable, elles fonctionnent à basse pression. Le principe repose sur un rotor abritant des palettes mobiles qui tournent à l'intérieur d'un anneau. La chambre de pompage est formée entre le rotor et le corps de la pompe.
Pompes rotatives à pistons : Elles comportent plusieurs ensembles piston-cylindre. Le mécanisme tourne autour de l'arbre du moteur. Il existe deux types de pompes à pistons : à pistons axiaux et à pistons radiaux. Ces pompes fournissent des pressions de travail plus élevées et une plus grande variété de débits que les pompes à engrenages ou à palettes, offrant ainsi un rendement supérieur.

Types de Valves et Distributeurs

Clapet anti-retour (valve antiretour)
Distributeur 4/3
Distributeur 4/2
Vanne de régulation de pression (soupape de sécurité)
Distributeur 2/2

Questions fréquentes

Quel est le principe de Pascal ?

Le principe de Pascal énonce que la pression exercée sur un point d'un fluide incompressible au repos se transmet intégralement dans toutes les directions de la masse liquide. Cela tient au fait que les fluides sont pratiquement incompressibles.

Quelle est la différence entre rendement volumétrique et rendement total d'une pompe ?

Le rendement volumétrique est le rapport entre le débit réel et le débit théorique. Le rendement total est le produit des rendements volumétrique et mécanique.

Quels sont les avantages d'un système oléo-hydraulique face aux surcharges ?

Un système oléo-hydraulique équipé de soupapes de sécurité empêche les surcharges qui pourraient entraîner des surpressions. Un système de transmission mécanique soumis à une surcharge risque en revanche une panne de ses éléments.