Principaux paramètres et problèmes courants de la pompe hydraulique

2025.03.14

Principaux paramètres et problèmes courants de la pompe hydraulique

1.6.5 Phénomène de pétrole piégé et mesures de déchargement

(1) Le fonctionnement d'une pompe hydraulique volumétrique se divise généralement en trois étapes : premièrement, le liquide est aspiré par le vide généré par l'augmentation du volume de la chambre d'aspiration d'huile (étape d'aspiration d'huile), puis, deuxièmement, le liquide est refoulé dans le système par la diminution du volume de la chambre de refoulement d'huile (étape de refoulement d'huile). L'objectif principal est d'analyser le phénomène d'huile piégée et ses mesures de décharge.

Selon le principe de fonctionnement de la pompe hydraulique, lorsque celle-ci est en phase intermédiaire, sa cavité de travail se situe dans la zone d'étanchéité de transition entre les cavités d'aspiration et de refoulement d'huile, ce qui emprisonne une partie de l'huile dans la zone d'étanchéité et forme le volume d'huile emprisonné. Avec la rotation de la pompe hydraulique, le mouvement du presseur entraîne des variations périodiques du volume d'huile emprisonné : lorsque ce volume diminue, la pression d'huile augmente, ce qui exerce une charge supplémentaire périodique sur les roulements et autres composants de la pompe, provoquant chocs et bruit, entraînant un échauffement de l'huile ; lorsque ce volume augmente, la pression diminue (vide local) faute d'huile. De la cavitation peut se produire. Il s'agit du phénomène d'huile emprisonnée. L'huile emprisonnée est un phénomène nocif qui réduit l'efficacité de la pompe hydraulique et sa durée de vie. Il est donc essentiel de l'éliminer.

Afin d'éliminer le phénomène d'huile piégée, des mesures de déchargement doivent être prises au niveau de la structure. Le principe est d'adapter autant que possible la variation de pression dans le volume d'huile piégée à la pression lors de la connexion des cavités d'aspiration et de refoulement d'huile, afin de garantir le rendement volumétrique.

(2) Mesures de déchargement car la cavité de travail de la pompe hydraulique se situe entre les cavités d'aspiration et de refoulement lorsqu'elle est au stade intermédiaire, il existe trois situations possibles : couverture négative, couverture nulle et couverture positive.

1. Le recouvrement négatif, également appelé ouverture positive, signifie que lorsque la cavité de travail se trouve entre les cavités d'aspiration et de refoulement d'huile, elle communique avec elles. À ce moment, la chambre de travail ne produit pas d'huile piégée, mais génère d'importantes fuites internes, ce qui réduit le rendement volumétrique. C'est pourquoi la structure de recouvrement négatif n'est généralement pas utilisée.

2. L'ouverture zéro, également appelée ouverture zéro, se produit lorsque la chambre de travail se trouve entre les cavités d'aspiration et de refoulement d'huile. Dans ce cas, la pression d'huile dans la chambre de travail augmente progressivement, passant de la pression d'aspiration à la pression de refoulement, ou diminue progressivement, provoquant des à-coups de pression et du bruit, phénomène d'huile piégée.

③ Le recouvrement positif, également appelé ouverture négative, se caractérise par l'étanchéité prolongée de la cavité de travail, ce qui entraîne inévitablement un phénomène de piégeage d'huile. Cependant, une exploitation raisonnée de ce phénomène permet d'éliminer les variations de pression. Par conséquent, ce type de recouvrement positif et les mesures de décharge qui en découlent sont couramment utilisés dans les pompes hydrauliques, et la structure spécifique varie selon le type de pompe.

Par exemple, la pompe à engrenages se trouve à l'avant et à l'arrière de la pompe, le couvercle d'extrémité de la surface intérieure de la rainure de déchargement correspondant à la zone d'huile piégée, tandis que la pompe à piston axial se trouve dans la plaque de soupape avec rainure triangulaire ou trou d'huile.

1.6.6 pulsation du flux

Selon la cinématique des pompes hydrauliques, le débit instantané de la plupart des pompes n'est pas constant en théorie (à l'exception des pompes à vis) et provoque des pulsations. Ces pulsations ont un impact direct sur les performances et la durée de vie des composants et systèmes hydrauliques. Plus l'amplitude des fluctuations du débit instantané est importante, plus la stabilité du mouvement de l'actionneur hydraulique est mauvaise. Pour les systèmes d'alimentation en huile multi-pompes, la synchronisation des pulsations peut augmenter l'amplitude et dégrader les performances. Les pulsations du débit instantané provoquent également des pulsations de pression, ce qui entraîne des dommages par fatigue de l'arbre de transmission, des roulements, des conduites, des joints et des garnitures d'étanchéité de la pompe et du moteur hydrauliques. De plus, lorsque la fréquence des pulsations du débit instantané est proche ou cohérente avec la fréquence naturelle de la soupape de décharge, un phénomène de résonance de la soupape peut également se produire.

La pulsation du flux est généralement évaluée par le coefficient de non-uniformité du flux, c'est-à-dire

(1-16)

Où (qinst) max -- le débit instantané théorique maximal de la pompe hydraulique ;

(qinst) min -- le débit instantané théorique minimum de la pompe hydraulique.

Plus le coefficient de non-uniformité du débit δ est petit, plus la pulsation du débit est faible ou meilleure est la qualité théorique du débit instantané.

La fréquence des pulsations d'écoulement est liée à des paramètres structurels tels que la vitesse de la pompe et le nombre d'éléments presseurs (tels que le nombre de dents d'engrenage d'une pompe à engrenages, le nombre de pales d'une pompe à palettes, le nombre de pistons d'une pompe à piston, etc.). Différents types de pompes ou pompes de même type et de tailles géométriques différentes ont des pulsations d'écoulement différentes.

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