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  4. N°104 Régulation puissance

Fonctionnement d'une pompe à régulation puissance constante

1-Introduction

Pour des raisons de consommation, de pollution et de coût, les moteurs d’entraînement des pompes hydrauliques sont parfois dimensionnés volontairement plus petits.

Afin de ne pas caler le moteur thermique ou électrique, il est nécessaire d’installer une pompe avec une régulation de puissance.

P =p * Q / 540

P = Puissance en Kw

p = Pression en bars

Q = Débit en l/min

540 = Coefficient tenant compte des rendements mécaniques.

 

 

La puissance est le produit de la pression par le débit. L’idée est que la pompe réduise sa cylindrée lorsque la pression du circuit hydraulique devient trop importante.

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2-Stand by

Fonctionnement pompe à régulation de puissance constante

On retrouve Fig. A :

Rep 1 : Moteur thermique 20 Kw

Rep 7 : Piston de mesure coulissant sur équerre

Rep 2 : Piston de commande

Rep 8 : Butée cylindrée mimi

Rep 3 : Equerre sur pivot

Rep 9 : Butée cylindrée maxi

Rep 4 : Tiroir de régulation

Rep 10 : Limiteur de pression

Rep 5 : Ensemble ressort réglable

Rep 11 : Distributeur 6/3

Rep 6 : Ressort de rappel du piston de commande

Rep 12 : Moteur hydraulique

Au démarrage du moteur thermique (Rep 1), la pompe est orientée pleine cylindrée à l’aide du ressort du piston de commande (Rep 6). Elle débite 100 l/min qui sont dirigés vers le réservoir grâce au centre à suivre du distributeur 6/3 (Rep 11). Une pression résiduelle créée par les pertes de charges est constatées en M1.

On constate que le moteur thermique a une puissance de 20 Kw, ce qui ne permet pas d’entrainer la pompe avec un débit maximal (100 l/min) à une pression maximale (250 bars)

P = 250 * 100 / 540 = 46.30 Kw.

Pour ne pas caler le moteur thermique, la pompe sera réglée à 15 Kw.

On remarque que le piston de mesure (Rep 7) coulisse sur l’équerre (Rep 3). Elle est reliée au tiroir de régulation (Rep 4) qui tend à s’opposer à son basculement. Grâce à cet assemblage mécanique, l’effort pour basculer l’équerre lorsque la pompe est pleine cylindrée est plus faible que lorsque la pompe aura réduit sa cylindrée. De ce fait, dès que la pompe aura commencée à réduire sa cylindrée, la puissance demandée au moteur thermique sera constante (P * Q = Constant).

3-Phase pleine cylindrée

Pompe hydraulique régulation de puissance

Sur la Fig. B, le distributeur 6/3 (Rep 1) est actionné totalement. Tout le débit de la pompe (100 l/min) est orienté vers le moteur hydraulique (Rep 12). La pression nécessaire pour entraîner le récepteur est de 50 bars.

A l’intérieur de la pompe, la pression (50 bars) est dirigée sous le piston de mesure (Rep 7).

Le bras de levier de l’équerre (Rep 3) est au maximum. Le piston de mesure (Rep 7) applique une force mécanique sur l’équerre, mais l’effort nécessaire pour la basculer et contrer le réglage du tiroir de régulation (Rep 4) n’est pas atteint.

La pompe reste orientée pleine cylindrée. La puissance demandée au moteur thermique dans cette phase de travail est inférieure au réglage du tiroir de régulation (Rep 4).

Puissance demandée au moteur thermique :

P = 50 * 100 / 540 = 9.26 Kw.

4-Phase régulation

Pompe hydraulique à régulation de puissance constante

Sur la Fig. C, le moteur hydraulique (Rep 12) force,la pression nécessaire pour l’entraîner est de 160 bars.

Phase transitoire du changement de cylindrée :

A l’intérieur de la pompe, lorsque la pression appliquée sous le piston de mesure (Rep 7) atteint l’effort nécessaire pour basculer l’équerre (Rep 3), le tiroir de régulation (Rep 4) se déplace vers la droite et oriente l’huile de l’autre côté du piston de commande (Rep 2) du plateau de la pompe. La même pression est de chaque côté du piston de commande (Rep 2), mais la surface B est plus importante que la surface A et il en résulte un déplacement du piston de commande avec une réduction de la cylindrée de la pompe.

Positionnement du plateau de pompe :

Le plateau de la pompe se positionne selon la courbe de puissance, c’est-à-dire que la pompe débite 50 l/min pour une pression de 160 bars.

P = 160 * 50 / 540 = 14.81 Kw.

5-Réglage

Pour effectuer le contrôle ou le réglage de la pompe, il est nécessaire d’installer un débitmètre en sortie de pompe associé à une vanne de charge (limiteur de débit). Le constructeur de la machine indique un point de la courbe à contrôler.

 (Par exemple : pression 160 bars pour un débit 50 l/min)

Serrer la vanne de charge jusqu’à atteindre la pression de 160 bars et contrôler le débit de 50 l/min. Ajuster le débit en réglant le ressort (Rep 5).

A noter : Souvent il est difficile d'installer un débitmètre en sortie de pompe. Il est plus facile de connecter le débitmètre sur la prise auxiliaire de la machine quand c'est possible.

Pompe hydraulique :Régulation puissance constante

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