Lorsque deux fonctions hydrauliques fonctionnent simultanément, votre machine peut ralentir. Le moteur hydraulique peut perdre du couple ou le joint d'étanchéité de l'arbre de la pompe peut présenter une fuite. Ces problèmes peuvent être causés par une contre-pression hydraulique, mais la cause n'est pas toujours le tuyau de retour. Avant de remplacer des pièces, identifiez le composant, l'orifice, le circuit d'huile et les conditions de fonctionnement à l'origine du problème.
Qu'est-ce que la contre-pression hydraulique ?
La contre-pression est la pression exercée à la sortie de la pièce contrôlée. Cette sortie peut être reliée au réservoir d'huile, à un autre actionneur, à un passage de vanne ou à un circuit sous pression. La contre-pression ne se manifeste donc pas uniquement dans la conduite de retour principale.
La contre-pression est différente de la chute de pression. La chute de pression est la différence entre deux points de mesure. La contre-pression est la pression en aval à laquelle un composant donné doit se décharger.
Où la contre-pression affecte-t-elle les composants hydrauliques ?
Pompe hydraulique et vidange du carter
De nombreuses pompes à pistons et certaines pompes à palettes renvoient l'huile de fuite interne au réservoir par un tuyau de vidange. Un tuyau de vidange obstrué ou de petit diamètre, un raccord défectueux, une connexion au réservoir bouchée ou un tuyau de vidange partagé peuvent augmenter la pression à l'intérieur du corps de pompe.
Une pression excessive dans le carter peut endommager le joint d'arbre et provoquer des fuites. Une pression de sortie normale de la pompe n'exclut pas ce défaut, car la pression de sortie et la pression dans le carter sont mesurées à des points différents. Vérifiez les valeurs de pression maximale continue et de pointe dans le carter de la pompe, puis effectuez les mesures au point de purge approprié.
Moteur hydraulique
Un moteur génère un couple grâce à la différence de pression entre son entrée et sa sortie. Si la pression d'entrée reste constante tandis que la pression de sortie augmente, la différence de pression diminue et le couple chute.
Dans un circuit en série, le premier moteur alimente le second. La pression requise par le second moteur exerce une contre-pression sur le premier. Avant d'utiliser ce montage, vérifiez la limite de pression de sortie du moteur en amont, les limites de pression du carter des deux moteurs et déterminez si l'un des moteurs nécessite un drain externe.
Cylindre hydraulique
La pression dans la chambre d'échappement s'oppose au mouvement du cylindre. La force d'opposition dépend de la pression et de la surface effective du côté du piston concerné. Un manomètre seul ne peut donc pas indiquer la force hydraulique nette du cylindre.
Le débit de retour maximal est également important. Lors de la rétraction d'un vérin double effet standard, l'huile pénètre dans le petit espace côté tige tandis qu'un volume important s'écoule du côté passage intégral. Ce débit de retour peut dépasser le débit de la pompe et saturer les filtres de retour, les refroidisseurs, les ouvertures de vannes ou les conduites de réservoir communes.
Vannes directionnelles et proportionnelles
L'huile provenant d'un actionneur circule par l'orifice de travail de la vanne, l'ouverture du tiroir et l'orifice du réservoir. Des passages de vanne étroits ou une pression élevée dans la conduite du réservoir augmentent la pression de sortie de l'actionneur et dissipent de l'énergie sous forme de chaleur.
Prenons l'exemple de l'électrovanne Hydraflu SVC0828, dont le débit maximal indiqué dans le catalogue est de 20 L/min. D'après la courbe pression-débit, la chute de pression aux bornes de la vanne atteint environ 14 bar à 20 L/min.
Lorsque plusieurs soupapes sous-dimensionnées sont connectées en série, les pertes de charge individuelles s'additionnent et créent une contre-pression globale élevée dans le circuit. Cette contre-pression excessive réduit la poussée du vérin, génère de la chaleur et perturbe le fonctionnement des soupapes d'équilibrage.
La pression au niveau de l'orifice du réservoir influe également sur les vannes à commande pilote et proportionnelles. Les vannes à purge pilote interne utilisent l'orifice du réservoir comme référence de pression. Toute variation de cette pression peut entraîner un dysfonctionnement de la vanne. Avant de modifier le circuit hydraulique, vérifiez la pression nominale de l'orifice du réservoir et assurez-vous que la purge pilote est interne ou externe.
Filtre de retour et refroidisseur d'huile
Choisissez des filtres de retour adaptés au débit de retour maximal, et non au débit normal de la pompe. Des éléments filtrants encrassés, une huile froide épaisse ou des boîtiers de filtre sous-dimensionnés entraînent une différence de pression plus importante. Vérifiez l'indicateur d'encrassement et assurez-vous que la soupape de dérivation est ouverte. Ne vous fiez pas à un filtre simplement parce qu'il paraît propre.
Les refroidisseurs augmentent la résistance à l'écoulement. Consultez leurs données de perte de charge pour connaître votre débit réel et la viscosité de l'huile, notamment au démarrage à froid. Si des filtres et des refroidisseurs partagent une conduite utilisée par plusieurs fonctions, calculez le débit total combiné.
Tuyaux, raccords et coupleurs rapides
La contre-pression peut s'accumuler dans les longs tuyaux, les petits raccords, les coudes, les adaptateurs et les raccords rapides.
Les raccords rapides partiellement connectés, endommagés ou mal adaptés peuvent créer de graves blocages locaux.
Ne remplacez pas le tuyau uniquement en fonction de son diamètre nominal. Comparez la pression immédiatement avant et après chaque composant suspecté, dans des conditions de débit et de température d'huile identiques.
De nombreux passages internes
Les orifices externes peuvent être suffisamment larges, mais les passages internes percés du collecteur peuvent restreindre le débit. Les passages communs sont essentiels lorsque plusieurs actionneurs vidangent l'huile simultanément. Si deux branches renvoient chacune 20 L/min, le passage commun doit pouvoir gérer un débit total de 40 L/min.
Pour un bloc collecteur hydraulique, examinez le diamètre de perçage, la longueur du passage, les intersections, les cavités de la cartouche et les voies d'écoulement simultanées plutôt que de vérifier uniquement la taille des filetages des ports.
Valve de contrepoids
A soupape de contrepoids hydraulique Ce dispositif crée intentionnellement une résistance pour contrôler une surcharge. Le supprimer ou abaisser son réglage sans vérification préalable du circuit peut compromettre le contrôle de la charge.
Une contre-pression indésirable à la sortie peut également modifier le comportement de la vanne. Pour les modèles non ventilés proposés par Sun Hydraulics :
Augmentation du réglage effectif = contre-pression de sortie × (1 + rapport de pilotage)
Avec un rapport de pilotage de 3:1 et une contre-pression de sortie de 100 psi, l'augmentation calculée est de 400 psi. Cet exemple est spécifique à une conception et ne constitue pas une règle de réglage universelle. Veuillez vérifier le rapport de pilotage, le système de ventilation, la référence de purge et les données du fabricant.
Comment diagnostiquer une contre-pression ?
- Marquez les ports d'entrée, de sortie, de réservoir (T), de purge du carter et de purge du pilote sur votre dessin hydraulique.
- Recréez la panne avec la même charge, la même température d'huile et les mêmes fonctions de travail.
- Mesurez la pression avant et après les pièces suspectes. Enregistrez la pression stable et les brèves pointes de pression.
- Comparez les valeurs mesurées aux limites de pression du fabricant pour ce composant précis.
- Calculer le débit de pointe pour chaque branche et conduites partagées, y compris les variations de débit dues aux différences de surface entre le piston et la tige du cylindre.
- Suivez le circuit d'huile : vérifiez les indicateurs de filtre, les données du refroidisseur, les raccords, les vannes, les tuyaux et les passages du collecteur.
Utilisez les points de test appropriés et des manomètres calibrés correctement. Soutenez les charges importantes et libérez l'énergie emmagasinée avant toute intervention. Ne desserrez jamais les flexibles sous pression et ne court-circuitez jamais les vannes de maintien de charge lors des essais.
Foire aux questions
Quelle limite de contre-pression dois-je utiliser ?
Respectez la limite publiée par le fabricant pour chaque orifice et pièce. Vérifiez si elle s'applique à un fonctionnement continu, intermittent ou en régime de pointe. L'utilisation d'un pourcentage de la pression du système n'est pas fiable.
Un manomètre de pression principale peut-il détecter un problème de purge du carter ?
Non. Le manomètre principal indique la pression de sortie de la pompe, et non la pression à l'intérieur du corps de pompe. Utilisez le point de test officiel de purge du carter et un équipement capable de détecter les pics de pression.
Un tuyau de retour plus gros permettra-t-il de résoudre le problème de contre-pression ?
Uniquement si le tuyau lui-même est responsable de la majeure partie de la perte de pression. Les tuyaux de plus grand diamètre ne peuvent pas corriger les problèmes de pression en aval, les passages étroits des vannes, les raccords obstrués ou les conduits de collecteur partagés sous-dimensionnés.
Est-il normal de ressentir une certaine contre-pression, ou devrais-je essayer de la supprimer complètement ?
Un certain degré de surtension est normal, et sur certains circuits, il est même intentionnel : il sert à contrôler une charge ou à prévenir la cavitation. Ne le considérez comme un problème que lorsqu'il dépasse les capacités nominales de vos composants.
Quels sont les signes indiquant que ma ligne de retour est peut-être trop petite ?
L'accumulation de chaleur près du tuyau de retour est un indice. Un autre est un système qui fonctionne correctement avec un seul actionneur mais ralentit dès que deux fonctionnent simultanément ; cela indique généralement une conduite de retour commune, et pas seulement un problème de diamètre.
La contre-pression peut-elle endommager ma pompe ou mon moteur ?
Ce n'est généralement pas la cause principale, mais cela les oblige à travailler davantage pour déplacer la même quantité d'huile, ce qui génère plus de chaleur et accélère l'usure. Il s'agit davantage d'un facteur contributif que d'une cause directe de panne.
Un tuyau de retour plus gros permettra-t-il toujours de résoudre un problème de contre-pression élevée ?
Pas nécessairement. Si la cause réelle est un filtre encrassé, de l'huile froide ou une soupape usée, le simple fait d'augmenter le diamètre de la conduite ne résoudra pas le problème. Il est donc important de vérifier tous ces éléments avant d'entreprendre toute modification.
Une soupape de contrepoids ventilée élimine-t-elle complètement la contre-pression ?
Non. Cela modifie la façon dont le ressort de référence de la vanne réagit à la pression de retour, mais la pression dans la conduite d'évacuation peut toujours affecter le réglage, et le reste du circuit de retour doit toujours être correctement dimensionné.
Réflexions finales
Le dépannage des problèmes de contre-pression doit pointer vers une pièce et un orifice spécifiques, et non pas incriminer uniquement la conduite de retour. Lors de votre consultation avec HYDRAFLU, veuillez fournir le schéma, les codes de modèle, les débits de pointe, la température de l'huile, la séquence de fonctionnement et les relevés de pression du système concerné. groupe hydraulique ou circuit.
