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  3. N°188 Moteur à cylindrée variable
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Moteur hydraulique à cylindrée variable

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1. Pourquoi utiliser un moteur à cylindrée variable

  1. On utilise des moteurs hydrauliques à cylindrée variable notamment pour :
  • Treuils et enrouleurs,
  • Convoyeurs lourds,
  • Transmissions hydrostatiques,
  • Machines mobiles (engins, forestier, agricole),
  • Bancs d’essais et machines spéciales.

 
  1. Un moteur hydraulique à cylindrée variable est utilisé lorsqu’une application nécessite d’adapter le couple et la vitesse en fonctionnement, sans modifier la pression du circuit ni le débit fourni par la pompe.

Contrairement à un moteur à cylindrée fixe, il permet une souplesse de fonctionnement et une meilleure maîtrise de la puissance transmise.

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  1. Un moteur à cylindrée variable démarre souvent en cylindrée maximale, ce qui permet :
  • Un couple de démarrage élevé,
  • Une montée en régime progressive,
  • Une réduction des chocs mécaniques.

C’est un avantage majeur par rapport à un moteur à cylindrée fixe.

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  1. Un démarrage en cylindrée minimale n’est pas le cas le plus courant, mais il présente un intérêt précis dans certaines architectures de circuits hydrauliques.
  • Limiter le couple au démarrage
  • Favoriser un démarrage rapide
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2. Différence moteur cylindrée fixe et variable

Moteur à cylindrée fixe

  • La cylindrée est constante.
  • Le moteur fournit toujours le même volume par tour.
  • Couple et vitesse ne dépendent que de la pression et du débit.
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Moteur à cylindrée variable

  • La cylindrée est réglable (manuelle, hydraulique, électrique).
  • Le volume par tour peut augmenter ou diminuer en fonctionnement.
  • Couple et vitesse sont adaptables.
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Comparaison fonctionnelle

Critère

Cylindrée fixe

Cylindrée variable

Cylindrée

Constante

Réglable

Couple

Fixé pour une pression donnée

Ajustable

Vitesse

Fixée pour un débit donné

Ajustable

Démarrage en charge

Limité

Très bon

Souplesse d’utilisation

Faible

Élevée

Régulation possible

Non

Oui

Complexité

Faible

Plus élevée

Coût

Plus bas

Plus élevé

Couple et vitesse : différence clé

Cylindrée fixe

  • Pour plus de couple → il faut augmenter la pression
  • Pour plus de vitesse → il faut augmenter le débit

Peu de marge de manœuvre sans modifier le circuit.

Cylindrée variable

  • Pour plus de couple → on augmente la cylindrée
  • Pour plus de vitesse → on réduit la cylindrée

Le moteur s’adapte sans changer la pompe ni la pression.

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3. Pompe & moteur : comment connaitre la position au démarrage.

Dans un circuit hydraulique, la position au démarrage d’une pompe ou d’un moteur dépend de sa conception et de son mode de régulation.
Sur les schémas hydrauliques, les composants sont toujours représentés à l’arrêt, ce qui permet de déterminer leur comportement au démarrage.

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  1. Pompe à cylindrée variable en circuit ouvert : Au démarrage, les pompes utilisées en circuit ouvert sont généralement orientées en cylindrée maximale.

Cela signifie qu’elles :

  • Aspirent le débit maximal,
  • Refoulent le débit maximal dès la mise en rotation.

Objectif principal :

  • Garantir un débit disponible immédiat pour les actionneurs,
  • Assurer un fonctionnement simple et robuste du circuit.

Cas particulier (plus rare) :
Certaines pompes peuvent démarrer en cylindrée nulle ou réduite afin de :

  • Limiter le couple résistant au démarrage,
  • Eviter une surcharge du moteur d’entraînement (électrique ou thermique),
  • Réduire les appels de courant ou les contraintes mécaniques.

 Ce choix est volontairement lié à l’application, jamais accidentel.

 

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  1. Pompe à cylindrée variable en circuit fermée : Au démarrage, les pompes utilisées en circuit fermé sont orientées en cylindrée nulle.

Cela signifie qu’elles :

  • N’aspirent pas de débit utile,
  • Ne refoulent pas,
  • Ne transmettent aucune puissance hydraulique à l’arrêt.
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Avantages de ce principe :

  • Démarrage sans charge,
  • Couple de démarrage très faible sur le moteur d’entraînement,
  • Absence de mouvement intempestif du moteur hydraulique.

 La cylindrée n’augmente que lorsque la commande de régulation est activée.

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  1. Moteur hydraulique à cylindrée variable (circuit ouvert ou fermé) : Au démarrage, un moteur hydraulique à cylindrée variable peut être orienté :
  • Soit en cylindrée maximale,
  • Soit en cylindrée minimale.

Il n’existe pas de règle universelle : le comportement dépend de la commande de cylindrée.

Comment connaître la cylindrée de démarrage ?

Pour le déterminer, il faut :

  • Lire le schéma hydraulique
  • Identifier la commande de cylindrée du moteur
  • Observer la position au repos, car le moteur est toujours représenté à l’arrêt

Sur le symbole :

  • Le piston de commande est annoté Vg mini et Vg maxi,
  • La position imposée par le ressort de rappel, sans pression pilote, indique la cylindrée de démarrage.

 Tant qu’aucune pression de pilotage n’est appliquée, le moteur démarre dans la position ressort.

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