Régulateur de débit hydraulique 3 voies : fonctionnement et explication simple

Le régulateur de débit 3 voies permet de maintenir un débit constant vers un récepteur, même lorsque la charge varie. Contrairement à un limiteur de débit, il adapte automatiquement le débit excédentaire en le renvoyant au réservoir.

Contrairement à un régulateur 2 voies, le débit excédentaire est directement dérivé au réservoir

Aller plus loin en hydraulique

Le limiteur de débit

Vous pouvez consulter la fiche (le débit dans un étrangleur avec le théorème de Bernoulli).

Gicleur, réducteur de débit, restriction, vanne de réglage…sont tous des termes correspondant au limiteur de débit.

Ne pas confondre avec le régulateur de débit qui est un autre composant hydraulique.

Il existe deux types de limiteur de débit :

Unidirectionnel (le débit est réduit que dans un sens de passage).
Bidirectionnel (le débit est réduit dans les deux sens de passage).

Il existe plusieurs façons d’installer un limiteur de débit :

En série à l’admission du récepteur.
En série à l’échappement du récepteur (attention aux surpressions causées par les différences de sections des vérins).
En parallèle, dérivant de l’huile au réservoir.

Dans tous les cas, on constate que le débit passant dans un simple étrangleur ne sera pas conservé si les charges des récepteurs varient.

Régulateur de débit 3 voies

Le régulateur de débit permet de conserver un débit constant quel que soit la charge du récepteur.

Il existe deux types de régulateur de débit :

Régulateur de débit 2 voies.
Régulateur de débit 3 voies exédentaire ou prioritaire .

Nous pouvons retrouver deux symboles :

Le symbole détaillé (Fig. 1).
Le symbole simplifié (Fig. 2).

Régulateur de débit 3 voies : vanne fermée

Le schéma est représentatif de la mécanique. Comme son nom l’indique, le régulateur de débit 3 voies possède trois orifices.

A : entrée de la valve.
B : sortie de la valve.
T : retour au réservoir.

Sur la Figure A, le régulateur de débit est représenté vanne fermée (rep 7). La balance de pression est normalement fermée au repos et laisse passer l’huile de A vers T lorsque la pression de pilotage qui agit sur le clapet (rep 5) atteindra la valeur du ressort (rep 6) à laquelle s’ajoutera la contrepression de pilotage prise derrière la vanne.

Le ressort (rep 6) est de 5 bars et n’est pas réglable, sa dureté est comprise en fonction des constructeurs entre 2 et 10 bars.

La pompe (rep 1) entrainée par un moteur thermique (rep 2) débite 30 l/min. Elle est protégée par un limiteur de pression (rep3) réglé à 200 bars.

Tout le débit de la pompe (30l/min) retourne au réservoir en passant par la balance de pression sous une pression de 5 bars.

Cette pression est créée par le ressort (rep 6)du clapet (rep 5). Aucune contre-pression ne s’ajoute à la dureté du ressort puisque la vanne (rep 7) est fermée.

La pression d’attente ou de stand-by est de 5 bars en M1.

Régulateur de débit 3 voies : sortie vérin

Nous ouvrons la vanne (rep 7) du régulateur de débit, la pression de stand-by (5 bars) vient se reboucler en contre-pression sur le ressort (rep 6) et ferme la balance de pression. L’huile issue de la pompe se comprime et le débit dosé par l’ouverture de la vanne (rep 7) déplace le vérin. La pression créée par la charge s’établit sur M2 à 50 bars.

Cette même pression est ramenée en contre-pression sur le ressort (rep 6). Le clapet a pour valeur d’ouverture 5 bars de ressort + 50 bars de contre-pression. 10 l/min vont au vérin, le débit excédentaire de la pompe (20 l/min) retourne au réservoir en passant par la balance de pression en soulevant le clapet (rep 5) à 55 bars constatés en M1.

On observe une différence de pression (∆P) de 5 bars aux bornes de la restriction.

Régulateur de débit : sortie vérin avec changement de la charge

La charge du vérin augmente à 100 bars en M2. Instantanément la contrepression dans la balance de pression augmente également à 100 bars et a pour effet de durcir le ressort (rep 6) obligeant l’huile excédentaire de la pompe à retourner au réservoir en soulevant le clapet (rep 5) sous 105 bars constatés en M1.

On observe que la différence de pression aux bornes de la restriction est toujours de 5 bars. Le débit restera inchangé et le vérin sortira à la même vitesse.

Régulateur de débit 3 voies : vérin en butée

Erreurs fréquentes avec un régulateur de débit 3 voies

Confondre avec un limiteur de débit → vitesse instable

Un limiteur de débit (étrangleur) réduit simplement le passage de l’huile.

Mauvais raccordement des orifices P / R / T

Un régulateur 3 voies possède 3 connexions :

alimentation (pression : P)
sortie régulée (R)
retour réservoir (T)

Mauvaise filtration → blocage du clapet

Le régulateur contient des éléments mobiles précis (tiroir, clapet, balance de pression) qui sont sensibles à la pollution.

Utilisation sur mauvais circuit

Un régulateur de débit 3 voies n’est pas adapté à tous les montages.
Si le débit excédentaire ne retourne pas correctement au réservoir, la pression monte dans le circuit et perturbe le fonctionnement de la machine.

Si le débit excédentaire doit être utilisé pour alimenter un autre mouvement, il est alors nécessaire d’utiliser un régulateur de débit à voie prioritaire.