problème de cavitation d'huile dans un circuit de fendeuse

[Pilou25]

Bonsoir à tous,

Je viens vers vous pour essayer de résoudre un problème rencontré sur une fendeuse de bûches. Il y a un important bruit (qui semble être dût à la cavitation de l'huile) qui se créé, uniquement lors de la phase de remontée du vérin.

Le circuit hydraulique se compose comme ceci :

Un réservoir hydraulique 40L qui fournit l'huile hydraulique à une pompe à engrennages entrainée par un multiplicateur, relié à un tracteur. La pompe fournit 77l/min en régime normal.
Le débit délivré par la pompe est alors expédié vers un distributeur (débit de 80L/min max) à centre ouvert et 4 positions :
1) position étant le centre ouvert,
2) position descente du vérin en phase lente. (application de la pression sur la surface du piston du vérin)
3) position du vérin en phase rapide (idem que position 2 mais le débit qui sort du vérin est réinjecté à l'entrée du vérin pour aller plus vite)
4) position remontée du vérin (application de la pression sur le piston, côté tige du vérin)

En phase descente lente ou rapide, tout se passe bien.
Au repos ((le distributeur envoie le débit de la pompe directement au réservoir) tout se passe bien.

Par contre, en phase remontée, il y a un important bruit.....qui semble être causé par la cavitation du fluide....

J'ai essayé de faire fonctionner le tout en suprimant le filtre de retour, placé sur le réservoir mais aucun changement....

Pensez-vous que le distributeur soit trop juste en débit max ? dans ce cas, pourquoi la phase de descente lente ou rapide ne génère pas de cavitation ?
Peut_il s'agir des orifices du vérin (perçage du tube, derrière les prises d'huile) qui soient trop petites ?
Le problème peut-il venir d'une vanne trop petite, placée sur le réservoir côté alimentation de la pompe en huile ?

J'essaie de lancer quelques hypothèses....mais peut être pourriez-vous m'aiguiller dans la localisation et la résolution du problème

N'hésitez pas à poser vos questions


Merci d'avance pour votre aide......
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[hydrochristian]

Bonsoir

je vous fait une réponse rapide qui me semble logique.
Que ce soit en descente ou en montée la pompe débit apparemment le même débit.
si elle cavitait je pense qu'elle le ferai dans les deux sens de fonctionnement.
Puisque la cavitation est liée à la dépression engendrée par les pertes de charge dans la canalisation d'aspiration.

Par contre, en phase remontée, il y a un important bruit.....qui semble être causé par la cavitation du fluide....

Le bruit de fonctionnement s'opère lors de la remontée. Si on considère une section de piston double de la section annulaire du vérin
le débit refoulé par le piston du vérin lors de la rentrée de la tige sera donc fois fois celui de la pompe soit 160l/min.

quelle est la taille du distributeur?

[Pilou25]

Merci pour la réponse et les explications rapides....

Le distributeur admet un débit max de 80L/min. les orifices du distributeur sont tous en 1/2G
Le diamètre du vérin mesure 100mm intérieur et la tige fait 50mm. Il y a bien un rapport 1/2...

En gros, si on veut garder le vérin, il faut soit changer le distributeur, soit mettre une pompe plus petite....?

[michel dhieux]

bonsoir
en théorie c'est justement lors de la remontée que la pompe débite le plus ,parce que, en descente rapide il y a transfert de débit (dans ton montage ) et en phase travail la vitesse est moins importante , déjà parce qu' on joue un peu sur le levier distributeur et la perte en charge et comme dit hydrochristian que je salut ,une cavitation se produit en aspiration (bien que cela peu venir d'ailleurs ,mais plus rare) , attention au température basse , par exemple le bruit diminue progressivement avec la montée en température (c'est une question) , voir aussi les dimensions des tuyauteries ou robinet ,une crépine quelque fois ,
cordialement
ps :quel type de distributeur ,marque utilise-tu , pour donner un conseil a sniper 38 (voir son post un peu plus bas) , il est inquiet de ce montage de distributeur a 4 positions.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pilou25]

Merci pour les infos...

J'utilise un distributeur spécial fendeuse qui vient d'italie apparement...
Le problème sera-t il résolu si je mets entre le distributeur et le vérin (côté rentrée de tige) un limiteur de débit ? Si oui, quel débit max faudrait-il avoir au limiteur ? 80, comme le distributeur ou 2 fois plus faible (du au rapport des sections du vérin) ?

[sniper38]

bonjour a tous,
pourrais-je savoir l' ordre de marche de ton distributeur ?
est- ce bien:
1_retour vérin (crantée)
2_neutre
3_avance rapide
4_avance travail
?

pour michel, quel effet peut avoir la cavitation sur une pompe a engrenage ?

et comme le dit Pilou 25, avec un rapport de volume 1/2 et un debit de 80L sur la rentrée de tige, on a environ 160L de débit en sortie de la grande chambre , est-ce compatible avec le circuit de 80L max? est-ce la vitesse elevé du fluide qui produit ce bruit ?
peut etre est- ce possible de divisé le débit du retour de la grande chambre pour diminuer la vitesse du fluide ...

stef

[hydrochristian]

bonjour

Le diamètre du vérin mesure 100mm intérieur et la tige fait 50mm. Il y a bien un rapport 1/2...

le rapport entre les sections du vérin est de 1.33 le débit de retour sera donc de 106l/mn.

pour s'assurer que le bruit est associé à la vitesse importante du fluide lors de la rentrée du vérin.

Est-il possible que tu essaies en diminuant par deux la vitesse de rotation de la pompe?

[Pilou25]

effectivement, en diminuant la vitesse de rotation de la pompe, le bruit diminue bien.
A 350/400 tr/min il n'y a presque plus de bruit, alors qu'à 540, ça fait un bruit d'enfer

Pour le limiteur de débit, qu'en pensez vous ? serait-ce le moyen le plus économique pour palier au problème ?

[hydrochristian]

Rebonjour

le moyen le plus efficace serai à mon sens d'évacuer une partie de l'huile qui sort du vérin durant sa phase de rentrée.

Je crains que le montage d'un limiteur de débit unidirectionnel pour limiter la vitesse de rentrée du vérin va occasionner la montée en température de l'huile au réservoir de 40litres.
Car le débit excédentaire sera évacué au travers du limiteur de pression.

[michel dhieux]

effectivement, en diminuant la vitesse de rotation de la pompe, le bruit diminue bien.
A 350/400 tr/min il n'y a presque plus de bruit, alors qu'à 540, ça fait un bruit d'enfer

bonsoir.
je n'affirme pas ,tout est possible ,mais j'essayerai de voir du coté ,des tuyauteries ,raccords ,en aspiration et y a t il une crépine (la tueuse de pompe ) essayez de faire un essai ,sans trop de dépense ,
éventuellement pour nous une photo.
cordialement.

[Pilou25]

merci pour votre aide,

J'ai effectivement essayé d'enlever la crépine (filtre anti retour) mais il n'y a aucun changement. D'ailleur, pour une pompe qui débite 80L:min, quel débit doit pouvoir absorber cette crépine ? y a t-il un coef de sécurité à prendre par rapport au colmatage ?

Pour les raccords de tuyauterie, je vais essayer d'en modifier. les tuyaux sont en 19mm de diamètre intérieur. Par contre, je pense que si ça venait de là, j'aurais également le problème en phase de sortie petite ou grande vitesse non ?

[hydrochristian]

Bonjour

Si tu as une vanne qui résiste la pression maximale du circuit.
fait un essaie, d'évacuer le débit de retour directement au réservoir.
Pièce jointe

[michel dhieux]

merci pour votre aide,

J'ai effectivement essayé d'enlever la crépine (filtre anti retour) mais il n'y a aucun changement. D'ailleur, pour une pompe qui débite 80L:min, quel débit doit pouvoir absorber cette crépine ? y a t-il un coef de sécurité à prendre par rapport au colmatage ?

bonjour
je ne crois pas que l'on parle de la même chose ,une crépine (si il y en a une) se trouve en ASPIRATION dans le réservoir , et plus haut tu parle d'un filtre sur le réservoir.
cordialement

[Pilou25]

Ok, merci pour la précision....
donc, il n'y a pas de crépine sur mon système.

Et si je changais carrément de pompe ? Si je monte une pompe qui débite 66L/min au lieu de 77L/min, avec le rapport de section de 1,33, il y aurait un débit max sur le retour de 82,5L/min.

[sniper38]

salut, plutot que de changer de pompe, accélere moins, tu économiseras ton tracteur en plus ...

[michel dhieux]

Ok, merci pour la précision....
donc, il n'y a pas de crépine sur mon système.

Et si je changais carrément de pompe ? Si je monte une pompe qui débite 66L/min au lieu de 77L/min, avec le rapport de section de 1,33, il y aurait un débit max sur le retour de 82,5L/min.

bonsoir
tu a dis (plus haut) entre 350 et 400 tr le bruit est presque normal.....
puis , si je changeais de pompe ......
il faudrait donc calculer le débit qu'il faut pour se retrouver dans la zone du presque normal ,( mais c'est le PRESQUE normal qui me gène ).
une cavitation (si c'est une cavitation) c'est destructeur pour une pompe....mais si c'est uniquement en fonctionnement continu .
il y a également la solution d'hydrochristian , qui peut être faite sans trop de complication....et si il y a moins ,ou mieux , plus aucun bruit ,(en clair un fonctionnement normal ).... passer à une electro-vanne actionné par la remonter du vérin (si c'est possible).
il va falloir , bien cerner le problème , car par exemple pour moi ce n'est pas forcement une cavitation , le cumul de débit ,entraine une pression supérieure en sortie de pompe mais pas forcement une cavitation ,qui est essentiellement en aspiration de pompe (comme pour une d'hélice ... )
bref , je pense qu'on te laisse seul choisir la solution car personnellement ,je suis désolé ,mais je ne cerne pas le réel problème , >>> la cause >>> et si ce bruit est, ou risque d'être réellement destructeur .
quelque soit ton intervention future , tiens-nous au courant ,merci.
ps : des photos peut être ,nous éveillerez une idée nouvelle .
cordialement

[polo974]

Qu'y a-t-il entre le réservoir et la pompe? (diamètre, longueur...)
Car la cavitation intervient quand le débit est élevé, et que les pertes en charges à l'entrée de la pompe deviennent trop grandes.
solutions:
pressuriser le réservoir, mais gare à la variation de volume (selon sortie du vérin)
réduire les pertes entre réservoir et pompe (facile à dire...)
recirculer le retour au plus près de l'entrée de la pompe, ça réalise une sorte de gavage lors de la rentrée du vérin, mais l'huile ne passe plus par le filtre du réservoir...

[invite48dd29ab]

une petite question rapide suivit d'une remarque et de mon avis.
Le retour de l'huile dans ton réservoir plonge t'il bien sous le nivaux d'huile même quand il est au plus bas (tige sortie à fond)?
De plus le reservoir est bien petit par rapport au débit de ton système!
Je m'explique petit reservoir = faible échange naturel de la température+ forte variation du nivaux d'huile à la sortie du vérin.
Si le retour ne plonge plus dans le réservoir quand le vérin est sorti, en phase de remonter le gros débit produit par le différentiel du vérin va obligatoirement crée des bulles d'air dans ton huile.
Le petit réservoir certainement non cloisonné ne permet pas la séparation de l'air et de l'huile.
La pompe aspire ce mélange et à la monté en pression on fabrique un superbe moteur diesel (le bruit de la cavitation est en fait le bruit de micro explosion du mélange huile/air/chaleur) on comprend de suite mieux pourquoi la cavitation est très nocive pour les pompes mais aussi pour les autre composant et ça on y fait moins souvant attention.

Michel sera certainement un meilleur prof que moi pour t'expliquer simplement ça, mais moi je ferait un essai en regardant ce qui ce passe coté reservoir car les distributeurs de fendeuse sont défini en fonction d'un débit d'entré (pour toi 80L/min) et sont prévu pour des vérin diférentiel en moyenne de 1/2.

J'ai pour ma par réaliser plusieur fendeuse avec à peut près les même valeur que toi sans problème de cavitation, par contre j'ai réalisé mes instal avec de gros réservoir cloisoné (160 Litres en moyenne) et retour qui plonge sous le nivaux.

pour vérifier le réservoir j'ai ma méthode mais il faut être deux et ces un peut barbare.

[michel dhieux]

bonjour
Cédric tu viens de trouver une possible faille , peut être pas sur la quantité du réservoir 40 litres mais sur le retour du réservoir .....
en effet ,avec un retour non plongeant , il y a émulsion (mélange d'air un d'huile , le retour d'huile au dessus du niveau crée de l'air ) puis si les retours sont mélangés avec l'aspiration ,cela s'empire ,la pompe aspire de l'air , et c'est un bruit saccadé qui se produit ,et de toute façon il suffit de contrôler l'huile ,elle a des petites bulles d'air que l'on voie facilement , elle doit être claire et limpide .
conclusion :
un retour doit être plongeant dans l'huile , un drain doit être au dessus du niveau , et ne doit pas être avec le retour du réservoir , pour éviter , un choc pression au cas ou le filtre réservoir reçoive une trop grande quantité d'huile (ce qui arrive souvent ) ainsi que les changement de direction du débit du distributeur , ce qui augmente la pression du retour ,(rien ,puis tout d'un coup )et que certain moteur n'apprécie pas sur leur canalisation drainage ....
un retour doit être séparé de l'aspiration de/ des pompes .
en général par un tôle soudé en travers du réservoir (sur la largeur ) presque au bas de celui-ci avec un passage dessous , avec donc d'un coté l'aspiration et de l'autre le retour (un réservoir en deux partie en somme ).

bravo Cédric et bienvenu sur ce forum ,on compte sur toi à l'avenir .

ps :1/ un retour d'orbitrol doit être plongeant car la loi indique que pour une direction hydrostatique ,le conducteur doit pouvoir tourner la direction en absence du thermique ,l'orbitrol dans ce cas réaspire de l'huile du réservoir pour bien fonctionner ( le volant est un peu plus dur, mais cela fonctionne ).
ps /2 une cavitation est produite en général par une mauvaise aspiration , filtre ,crépine, bouché ,dimension des tuyauteries , faible ,viscosité de l'huile ou température trop basse ....
une émulsion ,c'est de l'air dans l'huile ,les raisons sont multiples , les retours (voir ci-dessus ) mais également à cause d'une cavitation ,dans ce cas la pompe va chercher à aspirer tout de même et il peut y avoir par exemple un collier d'une tuyauterie mal serré , et cela provoque une prise d'air à ce niveau
bruit d'une prise d'air >>> saccadé avec débit irrégulier , bruit cavitation >>>> très bruyant , surtout si aspiration vraiment "bouché" et tuyauterie vibre .
cordialement

[invite9bb9d02e]

une petite question rapide suivit d'une remarque et de mon avis.
Le retour de l'huile dans ton réservoir plonge t'il bien sous le nivaux d'huile même quand il est au plus bas (tige sortie à fond)?
De plus le reservoir est bien petit par rapport au débit de ton système!
Je m'explique petit reservoir = faible échange naturel de la température+ forte variation du nivaux d'huile à la sortie du vérin.
Si le retour ne plonge plus dans le réservoir quand le vérin est sorti, en phase de remonter le gros débit produit par le différentiel du vérin va obligatoirement crée des bulles d'air dans ton huile.
Le petit réservoir certainement non cloisonné ne permet pas la séparation de l'air et de l'huile.
La pompe aspire ce mélange et à la monté en pression on fabrique un superbe moteur diesel (le bruit de la cavitation est en fait le bruit de micro explosion du mélange huile/air/chaleur) on comprend de suite mieux pourquoi la cavitation est très nocive pour les pompes mais aussi pour les autre composant et ça on y fait moins souvant attention.

Michel sera certainement un meilleur prof que moi pour t'expliquer simplement ça, mais moi je ferait un essai en regardant ce qui ce passe coté reservoir car les distributeurs de fendeuse sont défini en fonction d'un débit d'entré (pour toi 80L/min) et sont prévu pour des vérin diférentiel en moyenne de 1/2.

J'ai pour ma par réaliser plusieur fendeuse avec à peut près les même valeur que toi sans problème de cavitation, par contre j'ai réalisé mes instal avec de gros réservoir cloisoné (160 Litres en moyenne) et retour qui plonge sous le nivaux.

pour vérifier le réservoir j'ai ma méthode mais il faut être deux et ces un peut barbare.

bonjour

la remarque est exacte ta pompe doit etre montée en charge pour limiter l'aspiration de l'air , cela réduira cosidérablement la cavitation avec un réservoir d'une capacité double à celle du circuit , apres, tout devrait fonctionner normalement, sinon augmenter les sections du circuit retour

[Pilou25]

Bonjour à tous,

Je m'excuse de répondre aussi tardivement...

Vous avez tout à fait raison sur le fait que l'huile dans le réservoir n'immerge pas le filtre retour. J'ai juste mis le système en marche avec 20 Litres d'huile.
Par contre, ne devrais-je pas avoir le même problème en phase de sortie ?

Je compte faire l'essai ce weekend avec le réservoir plein (qui recouvre le filtre retour) ... je vous tiens au courant.
Si cela ne résout pas le problème, j'ai une pompe de cylindrée plus faible à essayer...

Merci encore de vous intérresser encore à mon problème ! super forum...

Pilou25

[Pilou25]

re Bonjour à tous,

Quelle section de flexible me conseilleriez vous de mettre entre la pompe et le distributeur ? section 1/2 ou 3/4 ? pour rappel, la pompe débite 77L/min et travaille à 220 bar.

Merci d'avance pour vos lumières

Pilou

[invite48dd29ab]

Bonsoir
Avec le débit que tu à moi je prendrai:
à l'aspiration du 2" mini 1"1/2 si le reservoir est bien en charge.
en pression du 3/4
et au retour du 1".
Pour mémoire sont préconisées les vitesses de fluides suivantes:
aspiration 0.5 à 1 m/s 1.5m/s si le réservoir est bien en charge
pression 3 à 6 m/s
retour 1.5 à 2 m/s

m/s = metres/seconde

Bonne soirée

[Pilou25]

Bonjour à vous tous !

Merci pour vos différentes explications.

Qu'entendez-vous par réservoir bien en charge ?

Pour le problème de bruit, j'ai essayé de mettre de l'huile pour immerger le filtre retour. Le bruit a effectivement bien diminué mais j'ai quand même été obligé de changer de pompe. J'ai mis une cylindrée de 32cm3/tr ce qui donne environ 62L/min à 540 Tr/min prise de force.

Par contre, j'ai un nouveau problème :
J'arrive à fendre des petits morceaux de bois mais si je mets des trop gros, le coin de descend plus, comme si tout le débit repartait au réservoir. Le tracteur ne cale pas.

Pensez-vous qu'il puisse s'agir du limiteur de pression sur le distributeur ou d'une section de flexible trop faible ou autre hypothèse ?

En tous cas, merci pour vos lumières sur le problème de débit... il me reste encore à faire un essai en enlevant une vanne entre le réservoir et la pompe pour voir si elle joue un rôle ou non...

Pilou

[Pilou25]

Re bonjour,

Avez-vous des idées quant à mon problème de manque de force sur la fendeuse ?
Si je modifie raisonnablement la pression de la soupape du distributeur, celà est-il dangereux ?

Pour mes flexibles, j'utilise (pompe 66L/min) :

Du réservoir à la pompe , flexible en 3/4 (19mm)
de la pompe au distributeur, flexible en 3/4 (19mm)
du distributeur au vérin, flexibles en 1/2 (13mm)
du distributeur au réservoir, flexible en 3/4 (19mm)

J'ai une vanne en sortie du réservoir (vers la pompe) en 1/2. Pensez-vous qu'elle puisse générer ce problème ?

Merci !

[michel dhieux]

Si je modifie raisonnablement la pression de la soupape du distributeur, celà est-il dangereux ?
Du réservoir à la pompe , flexible en 3/4 (19mm)
J'ai une vanne en sortie du réservoir (vers la pompe) en 1/2. Pensez-vous qu'elle puisse générer ce problème ?
Merci !

bonsoir
une vanne de 12.7 mm de passage et un tuyau de 19.05 mm derrière et en aspiration ,tu te doute bien que l'on ne va pas dire que c'est normal ......
et pour la pompe le fait d'en changer ,l'on regarde toujours la pression maximale quelle peut donner ,par la notice du constructeur suivant la référence de la pompe ,et ensuite on fait l'essai ,avec un manomètre placé entre le distributeur ( a condition qu'il ai un limiteur incorporé ) et la pompe , le T distributeur relié au réservoir , on bouche A ou B , ou mieux , plus simple, on met le vérin en sortie maximale , on insiste et on lit la pression .
surtout ne pas toucher au limiteur , puisque avant avec l'ancienne pompe cela fonctionné.....
ne jamais oublier qu'une pompe ne fourni jamais de pression mais uniquement un débit .
et c'est la résistance (freinage ,étranglement) au passage de ce débit , qui engendre la pression .
et c'est la conception lors de la construction des pompes à la résistance mécanique à cette pression qui fait une différence entre elles .
évidement une pompe fatigué ne pourra pas donner la même pression que neuve , elle chauffe anormalement puisque une partie du débit revient ( au travers des faibles passages provoqués par les usures) , vers l'admission (pour une pompe engrenages).
donc monter la pression au distributeur !!! ......
de plus une pompe fatigué ,peut monter un cours instant a la pression maximale ,puis très rapidement on voit nettement la pression chuter .
la pression maximale seule atteinte et maintenu nous donne la force.
cordialement

[Pilou25]

Merci pour les remarques

Si j'ai bien compris, le diamètre des durites impactera juste sur le passage des débits et des pertes de charges...

Pour info, les 2 pompes sont neuves...Je vais essayer de placer un mano pour voir à quelle pression max le système monte

Merci encore