Fonctionnement des pompes hydrauliques, types

Comment fonctionnent les pompes hydrauliques ?

Table des matières

Qu'est-ce qu'une pompe hydraulique ?
Une pompe hydraulique convertit l'énergie mécanique d'un moteur en énergie hydraulique en produisant un débit. La pression du système provient de la résistance en aval ; la pompe ne crée pas de pression. Des tolérances étroites permettent un auto-amorçage et un fonctionnement à haute pression.

Comment ça marche

L'élément rotatif crée une basse pression à l'entrée, la pression atmosphérique pousse le fluide du réservoir dans la pompe. Les chambres rotatives transportent le fluide vers la sortie, ce qui permet d'alimenter le circuit. Le blocage de la sortie provoque des pics de pression dangereux qui peuvent endommager la pompe.

Classes de pompes

Pompes volumétriques et pompes non volumétriques. Les pompes volumétriques déplacent un volume presque fixe par rotation avec un glissement minimal, ce qui est idéal pour les systèmes hydrauliques à haute pression. Les pompes non volumétriques permettent le glissement ; le débit varie en fonction de la restriction de la sortie, ce qui convient aux tâches de circulation.

Types courants

Les pompes volumétriques utilisées dans l'hydraulique industrielle sont les suivantes engrenage, Les pompes non positives (hydrodynamiques) sont utilisées pour la circulation. Le déplacement peut être fixe ou variable ; les modèles variables modifient la géométrie de la chambre (par exemple, le plateau oscillant).

Pompes à engrenages

Pompe à engrenage externe - deux engrenages droits externes créent une aspiration à l'entrée et transportent le fluide autour du boîtier. Déplacement fixe ; pression typique 150-300 Bar (≈ 2175-4350 PSI). Simple, robuste, rentable ; efficacité et bruit modérés.

Pompe à engrenage interne - une paire d'engrenages interne-externe dans une disposition compacte améliore l'aspiration et réduit le bruit ; largement utilisé dans les systèmes industriels/mobiles. Pression typique jusqu'à ~400 Bar (≈ 5800 PSI) selon la série de produits.

Options: jeux d'engrenages simples, bidirectionnels et doubles (HI-LO) ; tailles de groupe normalisées pour l'intégration.

Pompes à palettes

Conception à simple ou double effet ; des ailettes coulissantes dans un anneau de came créent une alternance d'augmentation et de diminution du volume de la chambre. Déplacement fixe ou variable. Pression typique 70-200 Bar (≈ 1015-2900 PSI). Faible bruit, débit régulier ; nécessite une huile plus propre et un réglage précis.

Convient aux machines-outils et aux systèmes qui privilégient le confort acoustique et la régularité du débit.

Pompes à piston

Piston axial (plateau cyclique) - pistons disposés autour d'un bloc-cylindres ; l'angle du plateau cyclique détermine la cylindrée (fixe ou variable). Rendement élevé ; pression typique 250-350 Bar+ (≈ 3625-5075 PSI). Prise en charge de la compensation pression/débit et de la commande à détection de charge.

Piston radial - pistons disposés radialement ; très haute pression à faible débit pour les systèmes à usage intensif. Les modèles spécialisés peuvent atteindre ~650 Bar (≈ 9427 PSI).

Pour/ContreLes caractéristiques de ces systèmes sont les suivantes : rendement et capacité de pression les plus élevés ; coût plus élevé et exigences en matière de propreté/précision de l'entretien.

Pompes à main

Pompes volumétriques manuelles utilisées pour l'alimentation d'urgence/de secours ou la mise en service ; simples et fiables avec un faible débit et une pression contrôlée par l'opérateur.

Pompes non positives (hydrodynamiques)

Le débit varie en fonction de la restriction de la sortie en raison d'un glissement intentionnel ; convient aux tâches de circulation et de refroidissement plutôt qu'à l'hydraulique à haute pression.

Comment dimensionner une pompe

  1. Définir la pression de service maximale de l'actionneur (Bar/PSI).
  2. Déterminer le débit requis pour la vitesse cible (LPM/GPM), puis calculer la cylindrée si nécessaire.
  3. Vérifier le type de fluide, la viscosité et la plage de température ; concevoir l'aspiration de manière à éviter la cavitation.
  4. Faire correspondre le moteur principal et le cycle de fonctionnement (IEC 60034-1, S3/S4) au comportement thermique.
  5. Choisissez la cylindrée (fixe ou variable), le contrôle (pression/débit/sens de la charge), les orifices/manifold et la classe de filtration.

Conversions rapides

  • 1 GPM ≈ 3.785 L/min
  • 1 Bar ≈ 14.5038 PSI

Engrenages, palettes et pistons : Comparaison technique

FonctionnalitéEngrenagesGirouettePiston
Pression typique150-300 BarBarre 70-200250-350 bars
EfficacitéModéréModérée-élevéeHaut
BruitModéréFaible-modéréModéré
CoûtFaible-modéréModéréPlus élevé
MaintenanceFaibleModéréPlus élevé
Options de contrôleDéplacement en grande partie fixeOptions fixes/variablesFixe/variable (plateau cyclique)
Utilisation typiqueUsage général industriel/mobileSystèmes à faible bruit et à débit régulierHaute pression et contrôle variable

Conclusion: Choisissez l'engrenage pour un usage général robuste, la palette pour un bruit réduit et un débit régulier, le piston pour une pression élevée et un contrôle variable.

Tableaux comparatifs détaillés

Pompes à engrenages externes ou internes

AttributEngrenage externeEngrenage interne
Mise en pageDeux roues dentées externesPaire d'engrenages internes-externes
Pression typique150-300 BarJusqu'à ~400 Bar (en fonction de la série)
BruitModéréPlus bas
Performance d'aspirationStandardAméliorée
DéplacementFixeFixe
CoûtPlus basModéré
ApplicationsIndustrie générale/mobileIndustriel/mobile, agencements compacts

Pompes à palettes à simple action ou à double action

AttributSimple actionDouble action
Cycles par révolutionUne aspiration + un refoulementDeux aspirations + deux refoulements
Ondulation du fluxPlus élevéPlus bas
BruitFaible-modéréPlus bas
Gamme de pression~70-200 Bar~70-200 Bar
Options de contrôleFixe ou variableFixe ou variable
MaintenanceModérée (usure des aubes)Modéré (plus de pièces)

Pompes à pistons axiaux et radiaux

AttributAxiale (plateau cyclique)Radial
Capacité de pression250-350 barsTrès élevé (spécialisé jusqu'à ~650 Bar)
Caractéristiques de l'écoulementDébits plus élevés, compactsDébit plus faible, pression très élevée
Contrôle du déplacementFixe ou variable (angle d'oscillation)Généralement fixe ; contrôles spécialisés
EfficacitéHautHaut
Coût et maintenancePlus élevé ; pièces de précisionPlus élevé ; pièces de précision
Applications typiquesSystèmes à haute pression et à contrôle variableSystèmes à usage intensif nécessitant une pression extrême

Déplacement variable ou fixe

AttributVariableFixe
Efficacité énergétiquePlus élevé sous des charges variablesBon à charge constante
ComplexitéPlus élevé (contrôles, compensations)Plus bas
Exigence de propretéPlus serréModéré
Coût initialPlus élevéPlus bas
Options de contrôleCompensation de la charge, de la pression et du débitTout ou rien, débit en fonction de la vitesse
Les meilleurs cas d'utilisationFluctuation des tâches, priorité à l'efficacitéSimplicité, priorité aux coûts

Déplacement variable ou fixe

Pour (variable): Meilleure efficacité énergétique en cas de variation de la charge ; prise en charge de la détection de la charge et de la commande proportionnelle.

Cons (variable): Complexité et coût plus élevés ; exigences plus strictes en matière de propreté et d'installation.

Cartographie des applications

  • Équipement mobile (hayons élévateurs, plates-formes à ciseaux) : Pompes à courant continu, compactes collecteurs, ports résistants aux vibrations.
  • Machines industrielles (machines-outils, presses) : contrôle de pression plus élevé, classe de filtration par sensibilité des composants.
  • Systèmes marins : matériaux résistants à la corrosion, connecteurs étanches, tuyauterie externe réduite au minimum.
 
 
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