Guide pour comprendre la différence entre un système hydraulique à boucle ouverte et un système à boucle fermée

Les systèmes hydrauliques sont essentiels au fonctionnement quotidien des camions. Pour fonctionner, ils doivent satisfaire deux conditions : la pression et le débit. La maîtrise de l’une ou l’autre permet de contrôler le système hydraulique. Il est donc important de comprendre ces conditions et leur fonctionnement pour bien contrôler le système. Deux conceptions distinctes ont été développées pour contrôler le débit et la pression : les systèmes hydrauliques à boucle ouverte et les systèmes à boucle fermée.

Les termes “ boucle ouverte ” et “ boucle fermée ” désignent des systèmes de conception différente selon leur construction technique. Chaque système se caractérise par la nature du circuit hydraulique qu'il utilise. Une autre distinction réside dans la conception du distributeur.

Qu'est-ce qu'un système hydraulique à boucle ouverte ?

Pour comprendre le fonctionnement d'un système hydraulique en circuit ouvert, prenons l'exemple d'un système où une pompe continue de fonctionner, que le système ait besoin d'énergie ou non. Si le système ne nécessite pas de pression hydraulique, le fluide circule dans les conduites jusqu'à un réservoir, et le cycle se poursuit.

Ainsi, même à l'arrêt, ces systèmes se caractérisent par un flux continu de fluide hydraulique à travers le distributeur. La pompe à cylindrée fixe fonctionne en continu. Elle réduit la pression lorsque le système est inactif. Dès que l'actionneur (par exemple, un vérin ou un moteur) est mis en marche, le flux de fluide est redirigé afin de fournir la puissance hydraulique nécessaire à l'opération souhaitée.

En résumé, la rotation de la pompe génère un débit. Ce débit est ensuite renvoyé au réservoir par des conduites hydrauliques ou par un passage central au sein du distributeur. Le débit est dirigé vers l'application de la charge, ce qui génère une pression. Ce phénomène se produit lors de la manœuvre du distributeur. Ce dernier actionne les systèmes et, lorsque la pression dépasse la charge, celle-ci se met en mouvement.

Quels sont les composants d'un système hydraulique à boucle ouverte ?

Le fonctionnement d'un système hydraulique en boucle ouverte repose sur quatre composants principaux :

1.       Une pompe à cylindrée fixe pour un débit constant de fluide hydraulique.
2.       Les vannes de contrôle directionnel permettent au fluide de circuler ou de le rediriger selon les besoins.
3.       Un réservoir qui servira à stocker le fluide hydraulique.
4.       Enfin, les conduites hydrauliques acheminent le fluide à travers tout le système.

Quels sont les avantages des systèmes hydrauliques à boucle ouverte ?

La figure ci-dessous illustre la conception d'un système hydraulique à circuit ouvert. Il s'agit de systèmes hydrauliques de conception simple. Cette simplicité les rend plus faciles à comprendre et à entretenir. La configuration simple permet de réduire les coûts. Les composants sont également moins onéreux que ceux des systèmes hydrauliques à circuit fermé.

Cette simplicité facilite également la maintenance. Par exemple, le dépannage et les réparations sont moins complexes. Grâce à ces avantages, ces systèmes sont largement utilisés dans des applications telles que les tracteurs anciens et les machines agricoles de base, où les opérations monofonctionnelles suffisent et où la rentabilité est primordiale.

Qu'est-ce que l'hydraulique en circuit fermé ?

Maintenant que vous comprenez parfaitement les systèmes hydrauliques à circuit ouvert, passons au second système. Dans un système hydraulique à circuit fermé, la rotation de la pompe génère également un débit. Cependant, ce débit est limité afin de maintenir la lubrification de la pompe et de produire une pression de réserve au niveau du distributeur. Lorsqu'un tiroir est actionné dans un système à circuit fermé, un passage s'ouvre pour permettre l'entrée du fluide, et un signal de pression est transmis du distributeur à la pompe.

Ce système sert de signal à la pompe pour générer le débit nécessaire à son fonctionnement. En d'autres termes, les systèmes hydrauliques en circuit fermé maintiennent le fluide à haute pression. Ils fonctionnent même lorsque le système n'est pas utilisé, contrairement aux systèmes hydrauliques en circuit ouvert. À la différence de ces derniers, la pompe hydraulique d'un système en circuit fermé ajuste son débit en fonction de la demande, ce qui la rend plus efficace.

Quels sont les composants spécifiques aux systèmes en boucle fermée ?

Tout comme les systèmes hydrauliques à boucle ouverte, les systèmes hydrauliques à boucle fermée comportent également quatre composants importants.

1.       Elle est équipée d'une pompe à cylindrée variable, ce qui constitue une différence majeure entre ces deux systèmes. Cette pompe ajuste le débit et la pression en fonction des besoins du système.
2.       Les vannes de régulation de pression maintiennent le niveau de pression souhaité au sein du système.
3.       Troisièmement, un accumulateur stocke un fluide sous pression pour répondre à des demandes soudaines.
4.       Un réservoir retient le fluide hydraulique lorsqu'il n'est pas en circulation.s

Quels sont les avantages des systèmes en boucle fermée ?

Les systèmes en boucle fermée offrent plusieurs avantages techniques par rapport aux systèmes hydrauliques en boucle ouverte. Ces atouts distincts les rendent idéaux pour les applications exigeantes à forte charge. Ces systèmes garantissent un rendement élevé en adaptant le débit de la pompe à la demande réelle, réduisant ainsi considérablement le gaspillage d'énergie. L'une de leurs caractéristiques remarquables est leur capacité à réguler la pression et le débit indépendamment pour chaque opération, ce qui leur permet de gérer plusieurs tâches simultanément sans compromettre les performances. Les systèmes en boucle fermée sont extrêmement polyvalents, permettant un contrôle précis et une grande adaptabilité à diverses applications industrielles et agricoles où la performance et l'efficacité sont essentielles.

Quels sont les problèmes courants liés aux systèmes hydrauliques à boucle ouverte et à boucle fermée ?

Comme tous les systèmes hydrauliques, ces deux systèmes présentent des problèmes techniques et opérationnels ponctuels. Toute machine a une durée de vie et des procédures d'utilisation standard, dont le non-respect peut engendrer des problèmes. De même, voici quelques problèmes courants rencontrés dans les systèmes hydrauliques à circuit ouvert et à circuit fermé :

1.       La surchauffe est un problème fréquent dans les systèmes hydrauliques à circuit ouvert. Elle est due à la circulation continue du fluide hydraulique, même lorsque le système est à l'arrêt. La chaleur étant une forme d'énergie, sa production peut entraîner une baisse du rendement du système.
2.       Un autre problème courant est celui des fuites. Celles-ci proviennent souvent de joints usés ou de flexibles endommagés. La défaillance des joints est également fréquente dans les systèmes hydrauliques en circuit fermé en raison d'une exposition prolongée à des pressions élevées. Ces deux problèmes entraînent une perte de pression, et des fuites de fluide peuvent se produire.
3.       Un problème fréquent est la chute de pression. Celle-ci est généralement due à des obstructions dans les conduites hydrauliques ou à l'usure de la pompe. L'usure des conduites hydrauliques les obstrue, ce qui diminue les performances du système. Il est important de rappeler que les systèmes hydrauliques nécessitent un débit de fluide constant.
4.       Le quatrième problème courant est le bruit causé par la cavitation et l'air emprisonné dans le système. Vous devez purger l'air de la ligne.
5.       De plus, ce bruit indique des inefficacités et des dommages potentiels à la pompe si le problème n'est pas résolu rapidement.
6.       Les pics de pression constituent un autre problème fréquent dans les systèmes hydrauliques en circuit fermé. Ces pics surviennent en cas de dysfonctionnement des vannes de régulation de pression. Outre les pics de pression, ils entraînent également une instabilité du système et une usure prématurée des composants.
7.       La résolution de ces problèmes par un entretien régulier et une détection précoce est essentielle au bon fonctionnement des systèmes hydrauliques en boucle fermée.

Comment dépanner, entretenir et prendre soin d'un système hydraulique à boucle ouverte et à boucle fermée

Un entretien et une maintenance appropriés sont essentiels pour tous les types de systèmes hydrauliques. Il est nécessaire de comprendre le fonctionnement des composants et du système pour pouvoir diagnostiquer les pannes. En comprenant comment chaque composant est connecté et comment il fonctionne, vous pouvez rapidement identifier la panne par une simple observation et une inspection.

Pour cela, il est indispensable d'inspecter régulièrement les flexibles, les joints et les raccords afin de détecter toute usure ou fuite. Cela vous permettra d'éviter les pannes imprévues. Le choix du fluide hydraulique approprié est primordial, car la compatibilité est essentielle au maintien de performances optimales.

De plus, il est essentiel de maintenir le système propre. Cela vous permettra d'analyser et d'évaluer rapidement toute fuite de fluide ou tout bruit anormal. Il faut donc veiller à l'absence de toute contamination. Toute contamination, qu'il s'agisse de saletés, d'eau ou d'autres matières, entraîne une usure des composants et, à terme, une perte d'efficacité.

Enfin, respectez les consignes du fabricant concernant l'étalonnage de la pompe. Contrôlez systématiquement la pression du système afin de garantir un fonctionnement sûr et efficace.

Conclusion

Comprendre les différences de conception entre les systèmes hydrauliques à boucle ouverte et à boucle fermée est essentiel pour choisir le système adapté à votre application. Les coûts et la maintenance associés facilitent également le choix du système le plus approprié à votre activité. L'un est simple, économique et convient aux machines de base, tandis que l'autre offre une efficacité et une polyvalence élevées pour les applications complexes. Il est donc important de choisir le système qui correspond à vos besoins opérationnels et à vos capacités de maintenance.

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