Une pompe hydraulique à puissance constante permet d’adapter automatiquement le débit fourni à la pression du circuit. Lorsque la pression augmente, la pompe réduit sa cylindrée afin de limiter la puissance demandée au moteur thermique ou électrique.

Cette régulation est notamment utilisée sur les engins mobiles et les installations hydrauliques lorsque la puissance disponible du moteur est inférieure à la puissance maximale que pourrait absorber la pompe.

Cette fiche explique le fonctionnement de la régulation de puissance constante, les différentes phases de fonctionnement de la pompe, le calcul de la puissance hydraulique ainsi que la méthode de contrôle et de réglage.

Aller plus loin en hydraulique

Principe de la régulation de puissance constante

Calcul de la puissance d’une pompe hydraulique

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

Identification des composants de la pompe hydraulique

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

Pompe au repos : phase de stand-by

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).

Fonctionnement de la pompe en pleine cylindrée

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.

Régulation de la cylindrée à 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.

Contrôle et réglage de la pompe hydraulique

Pannes possibles d’une régulation de puissance

Une pompe hydraulique à puissance constante mal réglée peut provoquer un calage du moteur d’entraînement, un manque de débit, une réduction trop rapide de la cylindrée ou une perte de vitesse des récepteurs.

Lors d’un diagnostic, il convient notamment de contrôler :