COURS 51 / Lecture des schémas hydrauliques 3/3
La lecture de schéma a pour but de connaître les pressions et débits en différents points du circuit. Elle permet d’identifier sur quel composant il faut agir pour modifier un paramètre de fonctionnement.
Si l’exigence de connaissance d’un circuit doit être plus pointue, il est nécessaire de lire plus précisément les valeurs de débit et de pression. Pour cela, il faut récupérer un nombre important d’informations sur les actionneurs, les valves, les canalisations du circuit, l’huile utilisée… Comme nous vous le présentons ci-dessous, les valeurs de fonctionnement peuvent être éloignées de l’initial.
EXEMPLE POUR LA DÉTERMINATION DE LA PRESSION EN FONCTION PARALLÈLE
Données complémentaires :
– Surface fond du vérin = 200cm²
– Surface annulaire du vérin = 100cm²
– Cylindrée de pompe = 40cm3/tr
APPROCHE RAPIDE DES VALEURS
Lors de la sortie de ce vérin, un calcul rapide aurait donné une pression de sortie égale à : F/Sfond = 10 000/200= 50 bar
Pour la vitesse de sortie de ce récepteur, on aurait trouvé une valeur correspondant à :
Débit fourni par la pompe = cylindrée * vitesse d’entrainement/1000 = 40*1500/1000 = 60 L/min
Et donc une vitesse de sortie = Débit /(6*Sfond) = 60/(6*200) = 0.05m/s
APPROCHE PLUS DÉTAILLÉE POUR DETERMINER LA PRESSION
Comme nous l’avons vu dans les précédents Coins Techno, il est intéressant de repartir du réservoir pour connaître les pressions.
La pression précédant le filtre est souvent considérée comme nulle mais en fonction du débit le traversant et la viscosité du fluide cette pression peut augmenter.
Pour un filtre dont la perte de charge est de 0.5bar pour 30L/min à 30cSt on passera à 1bar pour 60cSt ! Il est à noter que cette pression augmentera jusqu’à la valeur de tarage du clapet de by-pass.
Prenons cette dernière viscosité pour référence : donc la pression au manomètre bleu M5 = 1 bar.
→ La canalisation du filtre au distributeur : les pertes de charge sont proportionnelles à la longueur de la canalisation, et liées à son dimensionnement ainsi qu’au fluide véhiculé : ici 0.5 bar.
Le passage de 30L/min dans le distributeur de B vers T va générer lui aussi une perte de charge qui devra être considérée pour la viscosité du fluide. Il faudra consulter la documentation du constructeur : ici 4 bar.
La pression M4 lue en B du distributeur affiche donc 1 + 0.5 + 4 = 5.5 bar.
La pression M4 lue en B du distributeur affiche donc 1 + 0.5 + 4 = 5.5 bar.
M4 = 5.5 bar
M5 = 1 bar
→ La canalisation du distributeur au vérin : les pertes de charge sont proportionnelles à la longueur de la canalisation, et liées à son dimensionnement ainsi qu’au fluide véhiculé : ici 2 bar.
La contre-pression dans la chambre annulaire du vérin atteindra donc M4 + 2 = 7.5 bar
Le vérin ayant un rapport de surface de ½, la pression nécessaire pour vaincre la contre pression sera de 3.75 bar.
Lors de sa sortie, le vérin devra déplacer la charge mais aussi monter à une pression nécessaire pour le frottement des joints : 2 bar et pour la charge 10 000/200= 50 bar.
La pression côté fond du vérin M3 sera alors de 3.75 + 2 + 50 = 55.75 bar
La valeur de tarage de la valve n’étant pas atteinte, le composant ne travaille pas, il faudra simplement prendre en compte des pertes de charge liées au 60L/min d’écoulement du fluide : soit 4.5 bar.
La pression en amont de la réduction de pression sera alors de 55.75 + 4.5 = 60.25 bar
→ La canalisation du distributeur à la réduction de pression : les pertes de charge sont proportionnelles à la longueur de la canalisation, et liées à son dimensionnement ainsi qu’au fluide véhiculé pour 60L/min : ici 2 bar.
La Pression en M2 sur le A du distributeur sera alors de 60.25 + 2=62.25 bar.
M2 = 62.25 bar
M3 = 55.75 bar
M4 = 5.5 bar
M5 = 1 bar
Le distributeur va à nouveau générer des pertes pour le passage de P vers A mais pour 60L/min soit : 9 bar.
La pression en P du distributeur sera alors de 62.25 + 9 = 71.25 bar.
→ La canalisation du distributeur à la réduction de pression : les pertes de charge sont proportionnelles à la longueur de la canalisation, et liées à son dimensionnement ainsi qu’au fluide véhiculé pour 60L/min : ici 0.25 bar.
La pression en M1 sera donc de 71.25+0.25 = 71.5 bar
Conclusion
On voit sur cet exemple que la pression initiale de 50 bar pour la charge, nécessite en fait 71.5 bar en refoulement de pompe pour réaliser le mouvement ! Pour un cas de charge plus élevée, la pression pourrait atteindre la plage d’ouverture du limiteur de pression par exemple, ce qui provoquerait une perte de débit et donc de vitesse du récepteur.
La même démarche devra être réalisée pour la recherche des débits réels dans le circuit qui prendront en compte, bien sûr, le rendement de la pompe. Mais dans des cas de très faible débit on pourra subir les fuites du distributeur ou encore de la réduction de pression, le tout sous réserve d’un vérin avec des joints en bon état !
TABLEAU RECAPITULATIF :
M1 = 71.5 bar
M2 = 62.25 bar
M3 = 55.75 bar
M4 = 5.5 bar
M5 = 1 bar
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