Commande electrique d'une pompe hydraulique débit variable

[baichan]

Bonjour,

C'était la moindre des choses (de faire un retour).
Le servo piston est effectivement équipé de ressorts de rappel.

Du coup la lecture de cette pression est elle intéressante? Ou elle se destine plutôt à déceler une panne (de commande du plateau par exemple) qui pourrait survenir dans le futur ? Donc plutôt du diagnostique qu'une surveillance quotidienne pendant l'utilisation.

Concernant la surveillance de ma pression de retour et des carters pompe/moteur, est-ce une donnée prise en compte la plupart du temps dans les installations, ou est-ce que je veux trop en faire ? Normalement ma tuyauterie de retour est très largement surdimensionnée, mais sans prise de pression il est difficile de savoir ce qu'il s'y passe réellement. (sauf erreur de ma part, pression de retour = pression des carters qui communiquent par les drains)

Merci
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[hydrochristian]

Bonjour

A mon sens la seule pression intéressante à gérer dans le cycle de fonctionnement serait la pression de gavage.
En général la perte de cette pression ramène la pompe à cylindrée nulle et bloque le récepteur (Moteur ou vérin) soit par la retombés du frein ou de clapet anti retour piloté.

Prenons l’exemple d’un treuil s’il se produit une rupture d’une canalisation de travail -HP- durant une phase de travail la pression chute, le moteur ne sera plus rempli,
il y aura une perte de contrôle de la charge, le même phénomène se produira sur un mouvement horizontal avec des conséquence moindre PEUT ÊTRE ?

[baichan]

Bonsoir,

Effectivement, et je pense tout de même prendre celles des orifices a et b, pour sentir la "charge" sur mon chariot et avoir une vitesse adapté.
Pour le moment, mon tambour qui entraine un déplacement de mon chariot est équipé de freins hydrauliques, de type automobile à plaquette, malheureusement pour le moment à commande manuelle. Mais comme ce n'est pas à proprement dit du levage mais de la translation sur un cable en pente, le temps de réaction est moins problématique en cas de problème hydraulique.

J'ai une petite question encore, si quelqu'un veut bien m'aider à comprendre ce qu'il se passe.

Ce même système hydraulique, en période d'utilisation, lorsque la pompe a débit variable est en position neutre, le moteur est effectivement bloqué hydrauliquement.
Cependant, lors d'un arrêt prolongé (entrainement de la pompe arrêté, serait-ce le cas si la pompe reste entrainé et en position neutre cette même durée?), d'une durée pour le moment pas définit (pas instantanée, mais 10 minutes, 1h, + ? je ne sais pas encore malheureusement), le moteur est libre en rotation, c'est à dire des tours entiers et pas seulement quelques degrés de rotation, et cela à la main (si le tambour lié mécaniquement au moteur hydraulique est vide / relié à rien, bien sur).

A quoi est-ce dû, j'ai du mal à comprendre? Est-ce la valve d'échange (poclain), les fuites internes, qui permettent cela ? J'ai imaginé un moment que les fuites internes / valve d'échange vide en partie mon circuit, remplacé par de l'air, la cylindrée du moteur n'étant pas étanche à l'air, la rotation est permise ?
Mais je ne vois pas comment de l'air pourrait rentrer dans le circuit HP/BP de mon circuit hydrostatique, a moins d'une prise d'air sur un raccord ?

Bref est-ce quelque chose de normal, ce qui justifie la possibilité d'avoir un frein négatif flasqué sur le moteur (ce qui n'est pas mon cas, actuellement) ? Ou j'ai un problème sur mon circuit

Merci!

[lafuite73]

Bonjour,
Votre analyse est bonne. c'est un problème de fuites internes. Les volumes dans les chambres des pistons se vidangent au carter donc au réservoir sous l'effet d'un couple résiduel qui crée de la pression dans ces chambres. Cette fuite interne de la branche qui a de la pression va aux carter. Et dans le carter il y a 0bar voir moins si vous êtes + haut que réservoir. Et il se fait le vide dans la branche BP qui elle ne peut pas réaspirer au carter car avec moins de 1bar de dP carter/BP le débit est pratiquement nul. Voir sans couple résiduel si votre moteur est bien plus haut que le réservoir, mais cela ne pose pas de problème de perte de contrôle de la vitesse du moteur s'il est arrêté et qu'il n'y a pas de couple. Même neuf en une nuit un joint d'arbre pompe ou moteur va laisser rentrer de l'air si le réservoir est plus bas.
Donc cela ne sert à rien de raccorder un clapet piloté ou une valve d'équilibrage à un moteur. Il faut mettre un frein ou un cliquet qui tombe quand on perd la pression de gavage. Cela si une charge externe peut entrainer le moteur. Et surtout qu'une mise en roue libre peut détruire votre moteur par survitesse.
Nota: pour certains moteurs orbitrol (Danfoss sauer par ex) avec clapets intégrés sur le drain et plus bas que le réservoir: on peut avoir une dérive lente sur fuite mais quand même gavage côté BP par le clapet.
Cordialement

[baichan]

Bonjour,

merci pour votre réponse, effectivement j'étais dans la bonne direction, il me manquait le technique que vous avez apporté. Je suis donc rassuré, ce n'est pas mon montage ni matériel qui est en cause.

J'ai encore (hé oui, encore) une interrogation, puis-je faire une dérivation de mon circuit principale (primaire sur le schéma) pour alimenter un vérin (de béquille par exemple, secondaire du schéma) à l'aide de vannes 3 voies.

Si la valve d'échange est en commun que ce soit pour utiliser le moteur hydraulique ou le vérin, je ne vois pas de problème particulier, la bp étant "vidangé" de l'excédentaire vu que les chambres du vérins ne sont pas de volume identique ...? (ou je dis n'importe quoi, pas impossible)

Dans le cas où cela marche, si lors de l'installation et mise en place de la béquille, la pression du vérin monte à 100bars. Ensuite utilisation du circuit primaire avec le moteur hydraulique pour l'exploitation du chantier. Lors de la désinstallation de la machine, que ce passe t'il lors du changement de circuit avec les vannes 3voies, si la pression du circuit primaire est très inférieur à celle du vérin (car plus de charge lors de l'arrêt du chantier), mouvement du vérin, ou totalement imperceptible ?

Du mal à me représenter un circuit fermé avec un vérin, si bien que cela soit possible

Merci

cordialement

[lafuite73]

L'habitude est de mettre une pompe à engrenage en bout de la pompe à débit variable pour fournir l'énergie des circuit auxiliaires.
Dans un moteur hydraulique ou une pompe le débit entrant est identique au débit sortant (aux fuites internes près). Dans un vérin simple tige ce n'est pas le cas. Donc la différence de débit ne doit pas être supérieure au débit de gavage. Cela veut dire que pour la sortie de tige qu'il faut limiter la valeur de commande de la pompe à débit variable a une valeur à calculer en fonction des ratio section fond/section annulaire du vérin. Pour la rentrée de tige ne pas aller trop vite non plus car les limiteurs échange et gavage vont saturer.
Autre détails:
Attention aux vannes 3 voies 1/4 de tour. Les valves standard du marché risquent d'avoir de fuites internes. Et les vannes à siège compensé sont beaucoup plus chères.
Vérifier que votre vérin peut supporter la pression max du circuit fermé. Surtout si une vanne fuit et que le vérin bouge lentement et va en butée mécanique. Ou que la vanne coté fond fuit que vous avez une grosse tige que le vérin agit alors en multiplicateur de pression.
Effectivement si les béquilles sont en pression et que vous tournez les vannes pour passer sur le circuit auxiliaire, il y aura une petite chute (compressibilité huile 1% pour 150bar) puis une descente très lente sur les fuites internes de la pompe à Qvariable.

[hydrochristian]

Bonjour

Il y a aussi un autre petit détail si les efforts sur le vérin sont réversibles.
Prenons l’exemple sortie vérin avec un effort résistant jusqu’à la mi course, puis menant.
L’orifice -A- raccordé à celui du piston et l’orifice -B- à celui de la section annulaire du vérin.
Lorsque le vérin sort l’orifice -A- sera en Haute pression et l’orifice -B- en Basse pression jusqu’à la mi course, la vitesse du vérin sera liée au débit de la pompe dans la canalisation -A-
le manque de débit à l’aspiration dans la canalisation -B- sera fourni par la pompe de gavage (Si elle est suffisante ?)

Exemple en sortie vérin :

La pompe débite 20l/min dans la canalisation -A- le vérin à un rapport de section de 2 entre la section piston et la section annulaire elle en récupère 10l/min venant de la canalisation -B-.
Lorsque l’effort change de sens après la mi course l’orifice -B- passera en haute pression et -A- en basse pression.
Si le réglage de la cylindrée de la pompe n’a pas changée elle récupérera 20l/min dans la canalisation -B- ce qui se traduit par le doublement de la vitesse de sortie du vérin,
les 20l/min manquant dans la canalisation -A- seront fourni par la pompe de gavage (si elle est suffisante).

si le vérin était un double tige il n'y a pas cet inconvénient.

http://hydrauliqueportuaire.fr/animations_AS/CCIM-3.mp4

[baichan]

Bonjour,

Merci pour vos réponses!
Effectivement, dans le cas d'utilisation de la pompe à débit variable, l'utilisation d'un vérin est intimement lié au débit de gavage / commande cylindrée de la pompe.
Dans mon cas, l'effort de la béquille change de sens "suspension en l'air et appui/levage".
Je vais étudier tout cela maintenant que je pense avoir tous les tenants et aboutissants avec votre aide, et chercher la solution qui m'est le plus simple à mettre en oeuvre.

Je reviens juste sur ta phrase lafuite

Et surtout qu'une mise en roue libre peut détruire votre moteur par survitesse.

Si le moteur est mis en rotation à ce moment (par une force externe), est-ce que cela s'apparenterait à un phénomène de cavitation ? et si l'on reste dans les tolérances de vitesses admises par le moteur, y a t'il une usure du moteur si l'on utilise volontairement cette roue libre pour mettre en mouvement le moteur avec une force externe, ou bien l'usure prématuré fait que ce n'est pas une solution possible ?

cordialement

[lafuite73]

Le fluide sert à lubrifier la mécanique et a transférer les calories produites par les pertes mécaniques. Faire tourner de façon régulière une pompe ou un moteur sans huile même dans sa plage de vitesse va provoquer des échauffements anormaux et d'autres phénomènes ( ex: accélération des pistons sans pression de gavage pour les maintenir appuyés sur le plateau incliné). Quand on veut faire tourner un moteur en roue libre on by pass ses 2 orifices, on met de la pression de gavage en fonction de sa vitesse et si cela dure longtemps on vérifie qu'on a de l'échange pour filtrer et ne pas trop chauffer. Pour les moteurs a pistons radiaux à bloc cylindre fixe genre Poclain ou Hagglunds, on peut mettre un peu de pression dans le carter et relier les 2 orifices moteur au réservoir. Les pistons se rétractent dans le bloc cylindre car pas soumis à la force centrifuge.
Bonne journée

[baichan]

Pour les moteurs a pistons radiaux à bloc cylindre fixe genre Poclain ou Hagglunds, on peut mettre un peu de pression dans le carter et relier les 2 orifices moteur au réservoir. Les pistons se rétractent dans le bloc cylindre car pas soumis à la force centrifuge.
Bonne journée

Bonjour,
comme d'habitude, une réponse très interessante, merci.

Alors si je souhaite avoir une roue libre, dans mon cas j'ai deux possibilités:
- au niveau de la pompe sauer mpv46, possède un by-pass mais a utiliser avec parcimonie (10% de la vitesse nominale) et sur de faibles durées, plus du dépannage si besoin de mouvement si rien n'a était prévu

- au niveau du moteur (Poclain MS 11), je relie les orifices A et B au réservoir, j'envoie de l'huile en permanence dans l'orifice du drain du moteur, en respectant bien la pression max. admissible par les joints (je l'ai pas en tête, de l'ordre de 2 bars certainement), pour avoir un échange thermique et évacuations d'impuretés.
Dans ce cas, une petite pompe supplémentaire accouplé à ma pompe variable, qui me servirait soit à alimenter mes béquilles, soit pour avoir une roue libre simple à mettre en oeuvre (j'ai également une possibilité de démonter la transmission, qui pourrait être réservé aux grands trajets - ou pour élever la vitesse de déplacement), serait une bonne option a priori ?

(précision pour comprendre ma recherche de la meilleure solution: mon engin est automoteur mais devient une remorque lorsqu'il y a déplacement sur la voie publique)

Cette solution est a priori interessante, surtout que si les pistons sont rétractés, il n'y aura que très peu d'usure mécanique sur le moteur ?

PS: désolé si je "rabâche", j'essaie vraiment d'être sur d'avoir tout bien compris !

[lafuite73]

Vous avez tout compris. Cependant le MS11 est à bloc cylindre tournant. On peut quand même le débrayer en mettant impérativement les 2 orifices à la bache (ne pas espérer une vidange par fuite interne). Et il faut mettre exactement 1.5bar dans le carter et ne pas perdre cette pression dans tous les cas de défaillances possibles. La vitesse maxi débrayée est alors de 600RPM.
Attention encore à 3 points:
-Pas de frein sur le moteur car le joint crame au bout d'un temps pas trés long.
-Attention aux accélérations verticales d'un véhicule sur route qui peuvent faire sortir quelques pistons. On a trouvé jusqu'à 10g véhicule à vide avec des pneus bien gonflés et donc des galets qui vont cogner la came et détruisent le moteur. Pour être sérieux, je suis à la retraite et j'ai oublié beaucoup de chose. Je suis certain que les gens de Poclain se feront un plaisir de vous aider de façon plus professionnelle.
-Si l'huile à 1.5bar balaie le carter c'est mieux.

[hydrochristian]

Bonsoir
Voilà un schéma qui s’affranchit du problème de la charge mais pas du gavage de compensation(à débattre).

Rein de mieux que de dissocier les fonctions dans ce cas comme l’a mentionné Lafuite dans ces réponses toujours très pertinentes.

Forum-1.JPGForum-2.JPG

[baichan]

Bonjour,

La solution pour la roue libre, je la garde dans un coin de la tête, je la mettrais certainement en place dans le futur.

Concernant mes vérins, j'ai pensé à une solution abordable et facile à mettre en place, malheureusement je n'ai pas un bureau d'étude avec moi et dur de penser à tout..

Donc solution si je me réfère à mon niveau de compétence en hydraulique (c'est à dire assez bas, et merci hydrochristian pour ton schéma, je pense comprendre même si "ça coule pas de source" dans ma tête, lol), ce montage me semble pas mal.
Je l'ai bien compris, cette solution n'est pas adopté normalement, mais beaucoup de boulot pour l'implantation d'une pompe supplémentaire, complication pour raccordement au réservoir... voir rajout d'un supplémentaire

Alors voici ma proposition


Dans cette situation, contrairement à celle que j'avais montré au début (il y avait 2 vannes 3 voies, et incomplète: il y a un distributeur à plusieurs sections en réalité et plusieurs vérins), je suis sûr de ne pas saturer mon limiteur de pression de gavage et valve d'échange, ma seule limite sera de ne pas dépasser mon débit de gavage (important !), c'est à dire entre 13 et 60l/min environ.
Evidemment, vu ma recherche de réduire les coûts au maximum, j'opterais bien pour des vannes 3 voies "classiques". Etant donné le risque de manque d'étanchéité, s'il y a micro fuite, ai je le risque d'avoir ma pression dans la branche HP de mon circuit principal (avec le moteur poclain) limité à la valeur du limiteur du distributeur multi éléments ? Je suis tenté de dire non, mais sans être convaincu.

(pour rappel, ou information si ce n'a jamais était dit: pression max de mon circuit principal 345b, pression de gavage 13b, pression au distributeur auxiliaire max admissible 300b et réglage de son limiteur 180b, vanne 3 voies prévus pour 500b

Qu'en pensez vous ?

PS: mon projet est un ensemble de solution sorties de ma tête (et de l'aide de beaucoup, y a qu'à voir ce sujet qui m'a mis sur la piste pour économiser plusieurs centaines d'euros) pour contourner des solutions coûteuses, dans le but de réduire au maximum son coût sans y perdre en "confort d'utilisation" et efficacité.

Merci à vous, j'espère que mes multiples interrogations ne vous agacent pas de trop.

[djodjo44]

Bonsoir, avec les béquilles, attention de ne pas tordre définitivement le châssis de l'installation.

[lafuite73]

Bonjour,
Excellent tout est parfait. Vous pouvez mettre une vanne 3 voies sans aucun risque de fuite interne dans ce cas d'application. Lors de l'utilisation des auxiliaires inclinez la pompe du bon côté avec une consigne < Qgavage/Qmax.

[lafuite73]

Comme vous avez une commande précise du débit de pompe, pour régler la bonne valeur à la mise en route: laisser tourner le thermique à la vitesse mini d'utilisation, faire chauffer l'huile à la température max d'utilisation, monter un mano sur la pression gavage, maintenir poussé un levier du distributeur mobile pour emmener un vérin en butée et avoir 180bar à la HP puis augmenter la consigne jusqu'à ce que la pression gavage commence à chuter. Ainsi quand le thermique tourne plus vite ou que l'huile est plus froide vous garderez toujours bien la pression de gavage.

[lafuite73]

Il serait souhaitable d'additionner un limiteur de pression à régler entre 4.5 et 18bar sur le retour de votre distributeur à levier. Normalement les joints des tiroirs tiennent ces 18bar. Cela pour garantir un minimum de gavage à la pompe principale quand il n'y a aucun mouvement auxiliaire.
S'il y a de l'inertie sur l'arbre du moteur pour assistance mettre protection surpression et regavage.

[baichan]

Bonjour,

Je suis content que le schéma semble convenable. Bien noté pour le clapet pour maintenir le gavage de la pompe.
Le moteur qui sert d'assistance ne peut avoir d'inertie donc je suis tranquille de ce côté la.
Bien compris pour le réglage de la commande, le mano pour le gavage est prévu, vous lui avez déjà trouvé une utilité

Je vous remercie tous pour votre aide, je mettrais à jour le topic lorsque la modification sera effective.

[hydrochristian]

Bonjour

Je me suis inspiré de ce qui a été mentionné jusqu'à présent

ATTENTION tout de même au cycle de ta machine on est jamais assez PRUDENT.

[hydrochristian]

Bonjour
Petit commentaire il serait intéressant de relier mécaniquement les deux vannes ¼ de tour ce qui éviterai toute fausse manœuvre malgré le clapet de tarage indispensable implanté sur la canalisation de retour.