Qu'est-ce que le gain et le recouvrement d'une valve proportionnelle ?

Les valves hydrauliques proportionnelles permettent de contrôler progressivement le débit ou la pression en fonction d'un signal électrique. Contrairement aux distributeurs Tout Ou Rien (TOR), elles autorisent des accélérations, décélérations et positionnements précis.

Le comportement d'une valve proportionnelle dépend notamment de deux paramètres :

le recouvrement du tiroir ;
le gain hydraulique.

Le recouvrement détermine à partir de quel déplacement du tiroir l'huile commence à circuler. Le gain représente la variation du débit ou de la pression obtenue pour une variation donnée du signal de commande.

Ces caractéristiques influencent directement la précision, la stabilité et la sensibilité des systèmes hydrauliques proportionnels.

Aller plus loin en hydraulique

L’utilisation des valves de régulation proportionnelles permet de répondre aux applications hydrauliques les plus exigeantes. Les commandes proportionnelles apportent souplesse et précision par rapport aux commandes TOR (Tout Ou Rien).

Choisir des valves à commande proportionnelle permet de maîtriser des accélérations et décélérations. Ce choix donne accès à une large palette de réglage (valves de pression ou débit)

Les composants proportionnels comportent des organes coulissants à très faible jeu avec des bords vifs. Une attention particulière doit être portée sur la pollution de l'huile. Une filtration efficace doit être mise en place sur la pression en plus de la filtration retour déjà présente dans les systèmes hydrauliques TOR (Tout Ou Rien).

Retrouvez notre fiche sur l'installation des filtres hydrauliques dans un circuit.

Retrouvez notre fiche sur les classes de pollution hydraulique selon la norme ISO 4406.

Retrouvez notre fiche dédiée au fonctionnement des valves hydrauliques proportionnelles et des régulations PID.

Gain et recouvrement des distributeurs proportionnels

Lors du réglage ou du diagnostic d’un circuit hydraulique, l’utilisation d’un manomètre permet de contrôler précisément les pressions du système.

Les différents types de recouvrement des distributeurs proportionnels

Le recouvrement correspond à la position relative entre les arêtes du tiroir et les lumières du corps du distributeur lorsque celui-ci est au neutre.

On distingue généralement trois types de recouvrement :

le recouvrement positif ;
le recouvrement nul ;
le recouvrement négatif.

Le choix du recouvrement dépend de l'application recherchée : contrôle de vitesse, régulation de pression ou asservissement de position.

Le choix du gain et du recouvrement dépend également du type de commande utilisé. Retrouvez notre fiche sur l'hydraulique proportionnelle en boucle ouverte et boucle fermée pour comprendre les avantages et les limites de chaque solution.

Fig. A : Recouvrement positif

Fig. B : Recouvrement nul

Au repos, les arêtes du tiroir (rep 1) affleurent la portée (rep 2) et ferment le passage à l’huile.

La courbe indique le gain en débit de la valve. C’est-à-dire l’augmentation du débit pour une certaine modification du signal d’entrée avec une différence de pression donnée.

Grâce au recouvrement nul, un signal d’entrée faible permet le passage du débit à travers le tiroir. La proportionnalité du signal d’entrée par rapport au gain de débit est vraie sur toute la zone de déplacement du tiroir. Le déplacement du tiroir est très sensible de part et d’autre de la position centrale.

Ce type de tiroir est utilisé en régulation de position.

Fig. C : Recouvrement Négatif

Gain en pression : Le gain en pression correspond au rapport entre la pression de sortie et le signal d’entrée.

Le recouvrement du tiroir influe sur le gain en pression

Le gain en pression est tracé avec les orifices de la valve obturés.

Avec un tiroir à recouvrement nul (courbe B), la pleine pression est atteinte lorsque le signal d’entrée atteint 3 à 4 % de la valeur maximale.

Avec un tiroir à recouvrement négatif (courbe C), le tiroir doit parcourir une course plus longue et se traduit par une courbe moins pentue.

Avec un tiroir à recouvrement positif, la pression commence à monter lorsque le tiroir arrive en zone de découvrement (courbe A).

Réglage d'une commande hydraulique proportionnelle

I max : Ce réglage permet de réduire le paramètre hydraulique maximum alors que la consigne est maximum.

I max = échelle = gain = scal

I limitation : Réglage interne pour des cartes multivalves qui permet de ne pas dépasser une intensité maximale.

I min : Ce réglage permet d’ajuster la quantité de saut. Cela a pour constat de diminuer la sensibilité du joystick.

I min = saut = BIAS

Pré magnétisation : Petit courant présent même s’il n’y a pas de consigne

Pré magnétisation = I polarisation = I base

Ip min : Ce réglage permet d’ajuster le pourcentage de la consigne nécessaire pour effectuer le saut (1 à 3 %). « Réglage du départ du saut ».

Ip max : C’est l’inverse du I max, il permet de diminuer la consigne pour avoir le courant à 100%.

Réglage du zéro : Pour les servovalves et les servo distributeurs, il permet d’éviter la dérive lorsqu’il n’y a pas de consigne.

Retrouvez notre fiche sur le réglage d'une commande proportionnelle hydraulique.

Réglage des rampes d'accélération et de décélération

Définitions importantes en hydraulique proportionnelle

Résolution / sensibilité : Variation du signal de commande à partir duquel on constate une évolution sans changement de sens dont on peut mesurer la variation de débit ou de pression hydraulique. Elle s’exprime en % du courant nominal.

Tension de seuil / grandeur d’inversion : Variation du signal de commande à partir duquel on constate une évolution avec un changement de sens dont on peut mesurer la variation de débit ou de pression hydraulique. Elle s’exprime en % du courant nominal.

Reproductibilité / fidélité / répétabilité : Capacité à reproduire systématiquement la même grandeur de sortie hydraulique (pression ou débit) pour un même signal de commande exercé plusieurs fois de suite. Elle s’exprime en % du paramètre hydraulique.

Hystérésis : Différence de signal de commande nécessaire pour avoir la même grandeur de sortie hydraulique (débit ou pression) entre un signal croissant et décroissant. Elle s’exprime en % du courant nominal.

Linéarité : Capacité à respecter une loi linéaire entre la grandeur mesurée et l’affichage théorique. Elle s’exprime en % du paramètre hydraulique.

Ex : capteur 0-400 bars (0-10V) linéarité de +/-0.5% soit +/- 2 bars.

FAQ hydraulique proportionnelle

Qu'est-ce que le recouvrement d'un distributeur proportionnel ?

Le recouvrement correspond à la superposition entre les arêtes du tiroir et les lumières du distributeur lorsque celui-ci est au neutre.

Quelle différence entre un recouvrement positif et négatif ?

Un recouvrement positif nécessite un déplacement initial du tiroir avant l'apparition du débit. Un recouvrement négatif laisse passer un débit résiduel même au neutre.

Pourquoi utiliser un recouvrement nul ?

Le recouvrement nul offre une très bonne sensibilité autour de la position centrale et convient particulièrement aux applications d'asservissement de position.