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1 NOM SOUPAPES GENERALITES 1.doc PDF PJ INTRODUCTlON Il y a pression dans un circuit hydraulique, lorsqu'une résistance s'oppose à I'écoulement du fluide refoulé par la pompe En fonction de cette résistance, l'élévation de pression peut atteindre des valeurs importantes Un circuit hydraulique est conçu pour fonctionner dans une certaine gamme de pressions Pour protéger tous les organes mécaniques qui composent ce circuit: (pompes, distributeurs, récepteurs etc..) certaines soupapes sont montées à divers endroits DIFFERENTS TYPES DE SOUPAPES Soupape de décharge - Soupape de sécurité - Soupape de séquence - Soupape de contre pression Soupape réductrice de pression Chaque type de soupape joue des rôles différents dans le circuit mais leur principe de fonctionnement reste sensiblement le même Ces différentes soupapes se classent dans deux catégories principales a - Soupape à action directe Dans ce cas le fluide agit directement sur le clapet et provoque son ouverture lorsque la pression atteint la valeur de tarage du ressort b - Soupape à action indirecte Ces soupapes sont équipées de deux clapets Le fluide agit préalablement sur un clapet à action directe L'ouverture de ce clapet auxiliaire provoque l'ouverture d'un clapet principal ANALYSE DU LIMITEUR DE PRESSION.doc Page 1

2 NOM ROLE ET BUT D'UNE SOUPAPE SOUPAPES GENERALITES 2.doc PJ Sur le circuit hydraulique représenté ci-dessus, en plus d'une pompe (1) d'un distributeur (2) et d'un moteur hydraulique (3> on retrouve plusieurs soupapes. Une soupape de décharge (4) Elle est montée en dérivation sur le circuit d'alimentation entre la pompe et le distributeur. Son rôle est de contrôler une pression maximum déterminée dans le circuit principal pour plusieurs raisons Limiter la puissance hydraulique que peut fournir la pompe en fonction de la puissance installée (moteur thermique ou électrique). Protéger les différents organes qui composent le circuit (pompe, distributeurs, vérins, moteurs hydrauliques etc...) - Deux soupapes de sécurité (5) et (6) Elles sont situées entre le distributeur et le moteur, et montées en dérivation leur rôle consiste à limiter la pression entre le moteur et le distributeur lorsque ce dernier est en position neutre. Lorsqu'elles sont tarées à une valeur inférieure à celle de la soupape de décharge, elles contrôlent la pression maxi d'alimentation. Leur but est de protéger les différents composants <moteur. distributeur,flexible tuyauterie etc.. -Une soupape de contre pression (7) montée en série sur le circuit retour général. Son rôle est de créer une légère pression dans le circuit général afin d'assurer le gavage du moteur hydraulique ainsi que son irrigation. ANALYSE DU LIMITEUR DE PRESSION.doc Page 2

3 NOM SOUPAPES GENERALITES 3.doc PJ PLAGE D'UNE SOUPAPE La PLAGE d'une soupape correspond à la différence de pression relevée à l'entrée de celle-ci entre te début d'ouverture (fig. 1) et la pleine ouverture (fig. 2) De nombreux facteurs influent sur la plage d'une soupape - les caractéristiques des ressorts - l'importance du débit qui la traverse - la forme du clapet l'huile employée (viscosité) Caractéristiques des ressorts Plus un ressort est comprimé plus il oppose de résistance à ce qui le comprime, les résistances qu'opposent les ressorts différent avec leurs caractéristiques (longueur totale, nombre de spires, diamètre du fil etc.... Sur le diagramme ci-contre sont représentées les courbes de deux ressorts de caractéristiques différentes. Si nous comprimions les deux ressorts de 5 mm, le ressort (1) opposerait une force de 86 dan, alors que le ressort (2) opposerait une force de 58 dan. Dans une soupape le clapet est maintenu plaqué sur son siège par un ressort ce qui explique que les plages des soupapes varient avec les ressorts qu'elles possèdent. lmportance du débit Pour un petit débit à évacuer, le recul du clapet est faible, le ressort n'est que peu comprimé, la plage petite. Lorsque le débit à évacuer est important, le clapet recule plus, le ressort se comprime d'autant plus, la plage est plus étendue. NOTA Pour deux soupapes tarées à la même valeur, avec des débits différents la pression de pleine ouverture change, seule la pression de début d'ouverture est identique. ANALYSE DU LIMITEUR DE PRESSION.doc Page 3

4 NOM SOUPAPES GENERALITES 4.doc PJ TARAGE D'UNE SOUPAPE La pression maximum admise dans un circuit hydraulique sera toujours fonction des valeurs de tarage des soupapes. Sur le croquis ci-dessus, la soupape est tarée à une faible valeur, c'est à dire que le ressort qui maintient le clapet n'est pas très comprimé il offre de ce fait peu de résistance. Pour provoquer l'ouverture de cette soupape, il ne faudra qu'une faible pression dans le circuit (c'est ce qu'indique le manomètre). Par l'intermédiaire de la vis, le ressort est un peu plus comprimé, il oppose donc un effort plus grand à l'ouverture du clapet. Pour atteindre cette phase, la pression dans le circuit principal devra être plus importante. - Plus le ressort sera comprimé, plus le maxi de la pression sera élevé dans le circuit principal. - Le tarage s'effectue toujours lorsque la soupape atteint sa pleine ouverture. - Les valeurs de tarage sont toujours données par le constructeur et ne doivent en aucun cas être dépassées. ANALYSE DU LIMITEUR DE PRESSION.doc Page 4

5 NOM SOUPAPES A ACTION DIRECTE PRINCIPE DE PJ FONCTIONNEMENT.doc - Ces soupapes sont plus particulièrement utilisées lorsque le volume d'huile à évacuer n'est pas trop important. Elles sont généralement employées comme soupapes de sécurité - Elles sont montées en dérivation sur le circuit de puissance avec leurs crachements au réservoir - Leurs constructions relativement simple facilitent leur entretien. Rôle: - Elles limitent la pression à des valeurs prédéterminées. - Ces valeurs peuvent être variables, Si les soupapes sont réglables. Principe de fonctionnement Les deux figures ci-dessus représentent une soupape à action directe très simplifiée. Elle est montée en dérivation sur un circuit principal. Le crachement est au réservoir. C'est une soupape réglable, son réglage s'effectue par la vis. Sur la fig. 1 la soupape est représentée fermée, le clapet est maintenu plaqué sur son siège, par l'action du ressort de compression. L'étanchéité est assurée par le contact du clapet sur son siège. Le manomètre indique une faible pression dans le circuit principal. Sur la fig. 2 le clapet est complètement ouvert et tout le débit s'échappe vers le réservoir. La pression indiquée par le manomètre a augmenté. Fonctionnement Rappelons que L'application d'une pression sur une section crée une force (p x S = F) - La pression est celle du circuit de puissance (p1) - La section est celle du clapet qui est en contact avec la pression (S) - La force (F1) est celle qui doit être nécessaire pour provoquer l'ouverture du clapet Une force F2 avec laquelle le ressort tend à maintenir le clapet fermé est en opposition à la force d'ouverture Fl. ANALYSE DU LIMITEUR DE PRESSION.doc Page 5

6 NOM Fonctionnement SOUPAPES A ACTION DIRECTE FONCTIONNEMENT.doc 1ère phase peu de pression dans le circuit principal (fig. 1) - La force d'ouverture Fl est inférieure à la force F2 du ressort - Le clapet est maintenu fermé - Tout le débit de la pompe est dirigé vers l'utilisation. 2ème phase la pression augmente - La force d'ouverture Fl augmente proportionnellement avec l'élévation de pression. - Cette force Fl atteint la valeur de la force F2 du ressort et la dépasse légèrement - Le clapet se décolle très faiblement de son siège et ne laisse passer qu'une petite partie du débit vers le réservoir. - La plus grande quantité du débit est dirigée vers l'utilisation La pression provoquant l'ouverture du clapet sera toujours légèrement supérieure à la valeur de tarage du ressort. 3ème phase : la pression continue à augmenter Plus un ressort est comprimé, plus il offre de résistance à ce qui le comprime. La force avec laquelle la pression agit sur la section du clapet augmente proportionnellement avec l'écrasement du ressort. La soupape atteint sa pleine ouverture, lorsque tout le débit à évacuer la traverse. (fig. 2) C'est également avec cette pleine ouverture que la pression atteint son maximum 4ème phase : la pression diminue Lorsque la pression baisse dans le circuit, la force d'ouverture diminue. Le ressort se décomprime entra nant le clapet vers son siège. Lorsque la pression devient inférieure à la valeur de tarage du ressort le clapet se referme. La pression de fermeture est légèrement inférieure à la pression d'ouverture. PJ Symbolisation - Un carré matérialise le corps de la soupape - La flèche représente le clapet et de plus elle indique le sens d'écoulement du fluide. - Le ressort indique comment est maintenu le clapet sur son siège. - La flèche en travers du ressort spécifie que la soupape est réglable, sans cette flèche elle ne l'est pas. - La pression d'ouverture agit sur le clapet par la canalisation en traits interrompus. Une soupape à action directe ne peut être traversée par le fluide que dans un seul sens, celui de la flèche, La soupape représentée ci-contre est normalement fermée. ANALYSE DU LIMITEUR DE PRESSION.doc Page 6

7 NOM SOUPAPES A ACTION DIRECTE A AILETTES.doc ETUDE DES DIFFERENTS TYPES SOUPAPE A CLAPET A AILETTES (non amortie) L'étanchéité de ces soupapes est assurée par un clapet conique guidé dans son siège par une tige à ailettes et maintenu plaqué par un ressort de compression ceci par l'intermédiaire d'une tige guide. PJ Le clapet et le siège sont en acier traité, la portée conique de chacun assurant l'étanchéité. L'action de la pression sur la section S provoque l'ouverture de la soupape lorsque la valeur de tarage du ressort est atteinte. Ce type de soupape à tendance à vibrer, malgré le guidage de la tige à ailettes qui diminue les vibrations latérales. SOUPAPE A CLAPET A AILETTES (amortie> Comme la soupape précédente, elle possède un clapet conique à ailettes plaqué sur un siège. Ce qui la différencie c'est que la tige guide coulisse dans un fourreau et que le ressort est remplacé par des rondelles élastiques. Un petit perçage (E) permet d'évacuer l'huile emprisonnée dans la chambre (A) lorsque le clapet s'ouvre. Cet étranglement (E) crée une légère p qui peut jouer un rôle d'amortissement du clapet lorsque celui-ci recule. ANALYSE DU LIMITEUR DE PRESSION.doc Page 7

8 LECTURE Compléter le dessin du corps ECRITURE Déterminer la pression du limiteur Compléter l étude de montage Méthode P.E.R.T. SOUPAPES P.JOHO ANALYSE DU LIMITEUR DE PRESSION.doc Page 8

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