Contrôles de direction (distributeurs) (1) - Cours de Mécanique des fluides avec Maxicours

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Contrôles de direction (distributeurs) (1)

Les distributeurs sont au circuit hydraulique ce que les feux de circulation sont au trafic routier.

Les appareils hydrauliques sont conçus pour diriger le fluide aux endroits désirés. En même temps, ils servent de conduite de retour du fluide hydraulique au réservoir.

Un distributeur permet aussi de commander le démarrage ou l'arrêt d'un actionneur hydraulique.

Dans cette partie, vous étudierez :

  • les clapets ;
  • les distributeurs à clapets ;
  • les distributeurs à tiroirs ;
  • ainsi que les servo-distributeurs ;
  • Les commandes électro-hydrauliques.
1. Clapet

On associe le clapet de retenue au distributeur conventionnel parce qu'il joue le rôle d'un distributeur, c'est-à-dire qu'il permet ou empêche le fluide hydraulique de circuler.

On distingue deux types de clapets de retenue :

- les clapets de retenue non pilotés ;

- les clapets de retenue pilotés.

Clapets de retenue non pilotés :

Ils peuvent être :

  • à angle droit ;
  • en ligne (clapet droit).

La représentation du clapet en ligne (figure ci-dessous) symbolise le tiroir (A) en forme de bille.

Ce schéma est évidemment simplifié car, en réalité, le tiroir a plutôt la forme d'un cylindre qui se termine en tronc de cône, comme il vous est possible de voir sur la figure ci-après.

Clapet en ligne :

Clapet à angle droit :

Examinez le clapet à angle droit en situation de libre circulation (figure ci-dessus).

Le fluide circule en poussant le tiroir (A) vers le haut de l'entrée vers la sortie. Si le fluide circule de la sortie vers l'entrée, le clapet (A) retombe sur le siège et bloque la circulation.

Les symboles de base des clapets sont donnés ci-dessous (figure ci-dessous).

Symboles de base des clapets :

Les clapets de retenue simples à ressort faible sont utilisés surtout comme dérivation (figure ci-dessous) et comme isolateur de circuit hydraulique (figure ci-après).

Clapet et dérivation :

Clapet et isolation de circuit :

Lorsque le fluide provient de la sortie alésage du vérin 4, il circule par le clapet 3 pour aller au distributeur 1.

Vous remarquez que, quand le clapet est monté comme isolateur de circuit, le fluide de la pompe (1) ne peut pas circuler en direction du circuit (B) à cause du clapet (3).

Clapet de retenue piloté :

Le clapet de retenue piloté joue le même rôle qu'un clapet non-piloté.

Cependant, le clapet piloté peut être maintenu ouvert même dans le sens bloqué du clapet (figure suivante).

Clapet piloté :

Clapet piloté utilisé comme stabilisateur de charge :

Si le fluide de la ligne principale passe par l'orifice (1), le clapet (C) recule et laisse libre le passage pour l'orifice (2).

Par contre, si le fluide circule de l'orifice (2) vers l'orifice (1), il est bloqué. Si le clapet doit laisser circuler le fluide de (2) vers (1), il suffit d'appliquer une pression sur le piston (P) et de maintenir le clapet (C) ouvert.

La figure ci-dessus montre que le clapet piloté (2) empêche le vérin de sortir ; ainsi, il bloque la charge en place. Le vérin pourra sortir si la pression venant de la ligne (X) est assez forte pour garder le clapet (2) ouvert.

Clapet taré :

Le clapet taré est un clapet ordinaire monté en ligne ou à angle droit dans lequel on incorpore un fort ressort qui oblige le fluide à y circuler en perdant quelques unités de pression pour vaincre l'effet du ressort (figure ci-dessous).

Clapet taré :

Au démarrage de la pompe hydraulique (1), le ressort du clapet (3) assure une pression minimale entre 5 et 10 bars dans la ligne (X).

2. Distributeurs

Pour désigner les distributeurs, on tient compte des orifices utilisés comme conduite de circulation principale du circuit et du nombre de positions de commutation.

Les orifices de pilotage et de drainage ne sont pas considérés comme tels.

Un distributeur qui possède 2 orifices utiles et 2 positions de commutation s'appelle un distributeur à 2 voies, 2 positions (2V, 2P) et son symbole est représenté à la figure ci-dessous.

Symbole du distributeur 2V, 2P :

Un distributeur à 4 orifices utiles et à 3 positions de commutation s'appelle un distributeur à 4 voies, 3 positions (4V, 3P).

Notez que la désignation complète d'un distributeur à 3 positions doit avoir la définition de la position centrale du distributeur. Le centre désigne ici tous les orifices en communication (centre ouvert). Le symbole est représenté à la figure ci-dessous.

Symbole du distributeur 4V, 3P, centre ouvert :

Réalisation mécanique d'un distributeur

Il existe deux types de distributeurs se différenciant selon leur mode de fabrication, ce sont :

  • les constructions à clapet ;
  • les constructions à tiroir.

La construction à clapet est déterminée par le facteur de fuites internes du distributeur. En principe, elle n'a pas de fuites internes,

tandis que la construction à tiroir se doit d'avoir des fuites entre le tiroir et le corps afin de permettre le glissement du tiroir en commutation.

3. Distributeur à clapet

Principe de fonctionnement d'un distributeur 3V, 2P à clapet (figure suivante).

Distributeur 3V, 2P à clapet :

Comme vous pouvez le constater, le fluide peut circuler librement de P vers A lorsque F est nulle. En effet, le ressort R maintient la bille sur le siège 1.

Le schéma suivant (figure suivante) vous permet de visualiser cette fois un distributeur 4V, 2P fabriqué avec deux clapets en parallèle.

Distributeur 4V, 2P à clapets :

Ce distributeur fonctionne de la manière suivante :

En position de repos, le ressort maintient le clapet (D) sur l'orifice (T) ; donc, il bloque cet orifice.

La pression (P) s'achemine vers la sortie (A) et vient pousser sur le piston (R) qui force le clapet (C) à bloquer la circulation (P vers B). Le fluide venant du circuit par (B) peut circuler directement vers le réservoir.

En commutation, le clapet (D) bloque la circulation en (P) et (A). Comme il n'y a plus de pression sur (R), le clapet (C) recule et ouvre la circulation en (P et B), tandis que (A) peut circuler librement vers (T).

4. Distributeur à tiroir rotatif

Le distributeur à tiroir sert à diriger le fluide hydraulique dans les parties d'un circuit dans lesquelles on a besoin de la pression engendrée par la circulation du fluide.

On distingue deux types de distributeurs à tiroir :

  • ceux à tiroir coulissant ;
  • ceux à tiroir rotatif.

Voyons leur principe de fonctionnement.

Distributeur à tiroir rotatif :

Voici un distributeur rotatif à 4V, 3P et à centre fermé (figure ci-dessous).

Distributeur à tiroir rotatif :

Le fonctionnement de ce distributeur est assez simple.

Le tiroir placé au centre de l'illustration précédente montre que, dans la situation de gauche, le fluide circule de (P) vers O2 tandis que l'orifice O1 communique avec R.

Dans la situation centrale, le fluide arrivant de P est bloqué par la face pleine du tiroir et il en est ainsi pour les trois autres orifices (O1, Oz et R).

La situation de droite vous montre que la pression (P) communique maintenant avec l'orifice O, tandis que l'orifice O2 le fait avec R.


Les distributeurs rotatifs sont utilisés dans des situations de pression moyenne ou basse et en débit faible. Par exemple, on peut les employer pour piloter de plus gros distributeurs.

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