Contrôles de direction (distributeurs) (2) - Cours de Mécanique des fluides avec Maxicours

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Contrôles de direction (distributeurs) (2)

1. Distributeur à tiroir coulissant

Le distributeur à tiroir coulissant est le modèle le plus largement utilisé.

Le tiroir est équilibré hydrauliquement, ce qui rend son déplacement plus aisé même à de hautes pressions et à grand débit.

La figure suivante illustre un distributeur 4V, 3P à opération manuelle. Les deux ressorts, aux extrémités gauche et droite du tiroir indiquent les trois positions du distributeur. Lorsque la force extérieure est relâchée sur le levier, la force des ressorts centre le tiroir.

Distributeur à tiroir coulissant :

Le schéma qui suit (figure suivante) explique le fonctionnement interne d'un distributeur 4V, 2P, positionné par ressort et opéré mécaniquement.

Fonctionnement interne :

En position de repos, le ressort maintient le tiroir dans la position gauche, le fluide circule de l'orifice P vers l'orifice 1, tandis que l'orifice 2 communique avec le réservoir.

Lorsque le levier est actionné par la force F, le tiroir se déplace et glisse en position droite. Dans cette position, le fluide circule de l'orifice P vers l'orifice 2, tandis que l'orifice 1 communique avec le réservoir.

2. Commandes des distributeurs

La liste qui suit n'est pas exhaustive mais suffisante pour l'étude et l'utilisation :

  • des commandes manuelles (figure ci-dessous) ;
  • des commandes par pilotage (figure ci-après).

Symboles des commandes manuelles :

Symboles des commandes pilotées :

Sachez que les commandes par pilotage peuvent être :

  • directes ;
  • ou indirectes.

Commande directe :

L'exemple ci-dessous vous montre une commande directe par électro-aimant. Par commande directe, on entend que la force de l'électro-aimant fait glisser le tiroir du distributeur.

Commande directe par (électro-aimant) :

La figure suivante vous montre, quant à elle, un pilotage direct hydraulique.

Commande directe hydraulique :

Commande indirecte :

Par ailleurs, la figure suivante vous permet de visualiser une combinaison de pilotages différente qui est, en fait, un pilotage indirect.

On utilise ce type d'installation dans des systèmes hydrauliques où l'on veut contrôler de gros distributeurs avec une simple pression du doigt ou par automates.

Commande combinée avec électro-aimant hydraulique :

Remarquez ici qu'une action sur l'électro-aimant (B) fait glisser le tiroir pilote vers la gauche, ce qui amène le fluide venant de la pression pilote (P.P.) dans la chambre de pilotage droite du tiroir d'utilisation.

Cela fait communiquer les orifices de travail (P et Cyl. 1 et Cyl. 2) avec le réservoir (R).

Pendant que la chambre (B) est sous pression, la chambre (A) se déverse dans le réservoir en passant par le tiroir pilote de (2) vers (R).

Application d'un distributeur à commande indirecte

Voici un exemple de branchement d'un distributeur à commande indirecte qui contrôle les mouvements d'un vérin à grand alésage (figure suivante).

Commande indirecte :

Ce type de distributeur est construit en deux parties :

  • le bloc du tiroir piloté ;
  • le bloc du tiroir d'utilisation. Ces deux blocs se montent en étages (figure suivante).

Distributeurs montés en étages :

Remarquez la position du bouchon (2). Quand ce bouchon est en place, on peut utiliser une pression extérieure pour alimenter le tiroir pilote. En revanche, l'absence du bouchon oblige l'opérateur à travailler avec la même pression que celle du tiroir d'utilisation.

3. Servo-valves

La servo-valve permet de régler à distance la vitesse, l'accélération ou la position d'un récepteur hydraulique.

Son rôle est de transformer un courant électrique de façon à modifier le débit et la pression selon la valeur du courant d'entrée (figure suivante).

Servo-valve :

Lorsque les bobines reçoivent le signal électrique, le déplacement du levier entraîne le glissement du tiroir principal qui exécute un déplacement complet vers la gauche ou vers la droite.

Le principe utilisé équivaut à celui d'un électro-distributeur régulier puisque la course du tiroir principal ne peut être arrêtée qu'à la fin de son mouvement, lui-même limité par la chambre ou l'alésage dans lequel il est logé.

Si l'on veut que le mouvement du tiroir principal soit relié à l'entrée de courant, il faut incorporer un système de rétro-action (figure suivante) qui oblige le tiroir à se positionner d'après la valeur du courant d'entrée.

Imaginez un courant d'entrée faisant pivoter la lame de rétro-action vers la buse (Y). La buse (Y), étant partiellement bloquée, provoque l'augmentation de la pression dans le logement (B), ce qui a pour conséquence de faire déplacer le tiroir principal vers la gauche, c'est-à-dire en opposition au déplacement de la lame de rétro-action.

Lorsque l'équilibre se fait entre le signal électrique et l'effet hydraulique, le tiroir principal s'arrête alors.

Servo-valve à rétro-action :

Sélection d'une servo-valve :

Le choix d'une servo-valve est dicté par deux facteurs importants :

  • la quantité de fluide qui y circule et la perte de charge dans la servo-valve ;
  • la précision que l'on cherche à obtenir du couple "servo-valve et actionneur".

Servo-valve de pression :

La servo-valve n'est pas utilisée seulement pour les distributeurs ; elle peut servir aussi pour les soupapes de pression.

Elle permet ainsi d'obtenir, à la sortie, une pression relative à l'entrée de courant qui alimente la servo-valve.

La figure suivante donne les symboles de la servo-valve selon Cetop et DIN-ISO.

Cette liste est incomplète : elle ne contient pas tous les symboles pouvant représenter les servo-valves.

En résumé sur les contrôles de direction (distributeurs) :

A la suite de cette étude, vous devriez être en mesure de retenir plus particulièrement les points suivants :

Les distributeurs sont des appareils utilisés pour orienter le fluide aux endroits désirés dans un circuit hydraulique.

Il existe deux types de distributeurs : les distributeurs à clapet et les distributeurs à tiroir.

- Les distributeurs sont aussi utilisés en commande électrique et en rétro-action comme servo-valve.

Les clapets font partie de la classe des distributeurs. Il y a les clapets simples (non pilotés) et les clapets pilotés.

Les clapets ont plusieurs fonctions. Ils servent en général à isoler un composant et à bloquer un sens de la circulation du fluide. On les utilise aussi comme instrument de dérivation, pour leur fonction de maintien ou pour effectuer une opposition légère, afin de créer une pression faible au démarrage.

On désigne les distributeurs par le nombre d'orifices principaux et par le nombre de positions de commutation.

Les distributeurs à tiroir se classent selon qu'ils sont conçus avec un tiroir rotatif ou avec un tiroir coulissant.

Les commandes des distributeurs sont soit mécaniques ou directes, soit par pilotage direct ou indirect.

La servo-valve transforme un courant électrique en valeur correspondante de débit et de pression. Le mécanisme de rétro-action est le cœur de la servo-valve. Le choix d'une servo-valve est dicté surtout par le couple "débit - pertes de charge". La servo-valve peut aussi agir sur la pression.

Après ce tour d'horizon des divers types de contrôles de direction, vous êtes maintenant tout à fait en mesure de différencier les clapets, des distributeurs et des servo-valves.

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