Limiteur de pression secondaire hydraulique : réglage et diagnostic

Le limiteur de pression secondaire hydraulique est un composant essentiel pour protéger une partie spécifique d’un circuit hydraulique. Contrairement au limiteur de pression principal qui protège la pompe, il agit localement, au plus proche du vérin ou du moteur hydraulique, afin d’éviter toute surpression pouvant entraîner des dommages mécaniques ou des défaillances du système.

Très utilisé sur les machines mobiles, les engins de travaux publics ou les installations industrielles, il permet de sécuriser les mouvements et de limiter les efforts appliqués aux actionneurs. Un mauvais réglage ou un dysfonctionnement de cette valve peut entraîner des pertes de performance, des dérives de vérin ou encore des pannes difficiles à diagnostiquer.

Comprendre le fonctionnement, le réglage et le diagnostic d’un limiteur de pression secondaire est donc indispensable pour toute intervention en maintenance hydraulique ou en dépannage sur machine.

Aller plus loin en hydraulique

Les valves de pression secondaires permettent de protéger une partie du circuit hydraulique.

Elles sont de conception normalement fermées, pilotées sur l’entrée et dérivent de l’huile au réservoir.

Placées entre le distributeur et le récepteur, elles limitent la pression dans le vérin ou le moteur protégeant ainsi le récepteur des surpressions. La mécanique est également protégée d’efforts trop important.

Fonctionnement du limiteur de pression secondaire : stand-by

La schématique représente la mécanique du circuit.

Sur le schéma ci-dessus, nous retrouvons :

Un réservoir (rep 1).
Une pompe cylindrée fixe (rep 2) entrainée par un moteur thermique. Lorsque le moteur thermique est au régime travail, la pompe débite 30 l/min.
Un limiteur de pression à action directe (rep 3). Réglé à 200 bars, il protège la pompe.
Un distributeur 4/3 tout ou rien , centre ouvert de P vers T, à commande électrique (rep 4) permettant d’aiguiller l’huile vers le récepteur.
Un limiteur de pression secondaire (rep 5). Réglé à 120 bars , il protège la mécanique associée au vérin lorsqu’il rentre.
Un vérin double effets (rep 6). Il déplace une charge nécessitant 50 bars de poussée hydraulique.
3 manomètres (M1, M2, M3) permettant de contrôler la pression dans le circuit.

En stand-by, toute l’huile issue de la pompe retourne librement au réservoir en passant par le centre ouvert du distributeur.

Le centre du distributeur bouche l’orifice A & B du vérin.

En négligeant les pertes de charges (frottements de l’huile dans la tuyauterie), nous constatons aucune pression sur les manomètres.

Fonctionnement du limiteur de pression secondaire : phase sortie tige vérin

Lorsque la bobine (b) du distributeur est alimentée, le tiroir du distributeur se déplace « flèches croisées » et oriente l’huile de P vers B et A vers T.

L’huile se comprime à la pression nécessaire pour déplacer la charge du vérin.

Le vérin sort avec un débit de 30 l/min à l’admission et 15 l/min à l’échappement. Cette différence est due au rapport de section du vérin (R = 2 dans l’exemple).

En négligeant les pertes de charges, nous constatons :

50 bars en M1 & M2
0 bar en M3

A noter : Dans cette phase, nous n’avons ni passage d’huile dans le limiteur de pression principal (rep 3) ni dans le limiteur de pression secondaire (rep 5).

Fonctionnement du limiteur de pression secondaire : phase sortie tige, vérin en butée

Lorsque le vérin arrive en butée, le débit de la pompe se cumule dans la tuyauterie et se comprime. La pression monte dans le circuit, le débit soulève le clapet du limiteur de pression principal (rep 3) sous 200 bars constatés en M1 & M2.

A noter : Dans cette phase, nous avons aucun passage d’huile dans le limiteur de pression secondaire (rep 5).

Fonctionnement du limiteur de pression secondaire : phase rentrée tige vérin

Lorsque la bobine (a) du distributeur est alimentée, le tiroir du distributeur se déplace « flèches droites » et oriente l’huile de P vers A et B vers T.

L’huile se comprime à la pression nécessaire pour déplacer la charge du vérin.

Le vérin rentre avec un débit de 30 l/min à l’admission et 60 l/min à l’échappement. Cette différence est due au rapport de section du vérin (R = 2 dans l’exemple).

En négligeant les pertes de charges, nous constatons :

100 bars en M1 & M3
0 bar en M2

A noter : Dans cette phase, nous n’avons ni passage d’huile dans le limiteur de pression principal (rep 3) ni dans le limiteur de pression secondaire (rep 5).

Fonctionnement du limiteur de pression secondaire : phase rentrée tige, vérin en butée

Lorsque le vérin arrive en butée, le débit de la pompe se cumule dans la tuyauterie et se comprime. La pression monte dans le circuit, le débit soulève le clapet du limiteur de pression secondaire (rep 5) sous 120 bars constatés en M1 & M2.

La mécanique du vérin est protégée à l’effort maximum de 120bars * surface du piston.

A noter : Dans cette phase, nous n'avons aucun passage d’huile dans le limiteur de pression principal (rep 3)

Réglage du limiteur de pression secondaire

Pour effectuer le réglage et le contrôle de l’installation, un seul manomètre installé en sortie de pompe suffit.

Détarer « desserrer » le limiteur de pression principal (rep 3) et secondaire (rep 5)
Mettre la pompe en fonctionnement, régime moteur thermique au maximum « régime travail »
Actionner le distributeur « flèches croisées » de façon à faire sortir la tige du vérin.
Serrer le limiteur de pression principal (rep 3) en constatant la montée en pression du circuit sur le manomètre.
Si le vérin bouge, arrêter le réglage et attendre l’arrivée en butée.
Lorsque le vérin est en butée, finir le réglage jusqu’à constater 200 bars sur le manomètre en sortie de pompe.
Actionner le distributeur « flèches droites » de façon à faire rentrer la tige du vérin.
Serrer le limiteur de pression secondaire (rep 5) en constatant la montée en pression du circuit sur le manomètre.
Si le vérin bouge, arrêter le réglage et attendre l’arrivée en butée.
Lorsque le vérin est en butée, finir le réglage jusqu’à constater 120 bars sur le manomètre en sortie de pompe

Diagnostic d’un problème de pression secondaire

Un dysfonctionnement du limiteur de pression secondaire peut entraîner des comportements anormaux du vérin ou du moteur hydraulique. Une analyse des symptômes permet souvent d’orienter rapidement le diagnostic.

Vérin qui manque de force

Si le vérin ne développe pas l’effort attendu, le limiteur de pression secondaire peut être réglé trop bas.
Dans ce cas, la valve s’ouvre prématurément et dérive une partie du débit vers le réservoir, limitant la pression disponible au niveau de l’actionneur.
À vérifier : valeur de réglage, cohérence avec l’effort théorique attendu.

Échauffement anormal de l’huile

Une montée en température rapide du circuit peut être causée par un limiteur de pression secondaire qui reste partiellement ouvert en permanence.
Dans ce cas, une partie du débit est continuellement dérivée vers le réservoir, ce qui génère des pertes d’énergie transformées en chaleur.

Symptômes associés :

perte de rendement
mouvements lents
consommation énergétique élevée

⚠️ À retenir

Un limiteur de pression secondaire défectueux ne provoque pas toujours une panne franche, mais souvent des pertes de performance difficiles à identifier.
Une approche méthodique basée sur les symptômes est indispensable pour éviter des diagnostics erronés.