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  4. N°052 Dépannage circuit fermé

Fiche N° 52

 Contrôle - réglage - dépannage des circuits fermés "hydrostatiques"

Le circuit fermé ou hydrostatique est utilisé pour l’avancement des véhicules agricoles et travaux publics. Il est également très répandu dans le monde maritime (treuils, grues à câbles...).

Différence entre circuit fermé et circuit ouvert consulter la fiche N° 22

Dans cette fiche sera expliqué comment contrôler et régler les circuits fermés dont l’architecture varie peu. On retrouve une pompe à pistons alimentant un moteur hydraulique par 2 flexibles. Le dépannage n’est pas une science exacte, les procédures peuvent varier en fonction (liste non exhaustive) :

  • des connaissances,
  • du constat de la panne,
  • de l’environnement des machines,
  • du retour d’expérience,
  • du matériel de test à disposition,
  • des pièces de rechange,
  • des consignes de sécurité,
  • sans oublier le facteur chance.

L’historique de la machine est un élément clé du dépannage hydraulique. Les systèmes hydrauliques sont robustes et sont rarement en panne. La grande majorité des pannes sont dues à la pollution ou à une intervention précédente (mécanique, électrique ou hydraulique).

1 - Le schéma

Controle, réglage, dépannage du circuit fermé hydraulique

Le schéma de la pompe ci-dessus représente uneA4VG de chez Rexroth.

Sur les schémas, on distingue 3 types de trait :

  • Traits forts qui indiquent les canalisations où passe le débit d’huile.
  • Traits mixtes (en bleus sur le schéma) qui indiquent les sous-ensembles.
  • Traits discontinus qui indiquent les canalisations de drainage des composants (retour de fuite) ou des conduites de pilotage (info de pression). Peu de débit circule dans ces conduites.

La pompe hydrostatique est entraînée par le moteur thermique (rep 0). Elle est composée d’une pompe à pistons cylindrée variable (rep 1) et d’une pompe à engrenage (rep 2). La pompe à pistons délivre le débit pour entraîner le moteur hydraulique (rep 13). La pompe à engrenage assure le gavage du circuit en prenant l’huile du réservoir (rep 16).

Les valves HP (rep 3 & 4) protègent la pompe à pistons des surpressions provoquées par l’inertie mécanique de la machine lors de la remise au neutre de la pompe. Les clapets (rep 5 & 6) permettent à la pompe (rep 2) de gaver la branche A & B du circuit.

Le limiteur de pression de gavage (rep 7) protège la pompe à engrenage à 25 bars.

Le distributeur proportionnel (rep 13) avec rétroaction mécanique (recopie mécanique de la position du plateau de la pompe) permet d’orienter le plateau de la pompe à pistons en alimentant le servo-piston (rep 17). Le distributeur est alimenté par la pompe de gavage.

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La valve d’annulation de débit (rep 8) annule la cylindrée de la pompe lorsque la pression atteint 380 bars. La pression de pilotage est prise sur la branche A & B et comparée par le clapet sélecteur (rep 10). Le gicleur (rep 9) limite le débit pour la commande du plateau de pompe et permet de maintenir une pression de 25 bars dans le circuit de gavage lorsque l’annulation de débit est ouverte.

Le tiroir d’échange (rep 12) également appelé tiroir de balayage permet d’enlever de l’huile du circuit pour la refroidir. L’huile manquante est compensée par la pompe de gavage. La valve d’échange (rep 11) permet de calibrer la fuite d’échange qui est filtrée (rep 14) et refroidie par l’échangeur (rep 15).

Pour comprendre le fonctionnement du circuit fermé de base consulter la fiche N°24

2 - Contrôle pression de gavage

Circuit hydrostatique : contrôle de la pression de gavage

Le premier test à effectuer est de contrôler la pression de gavage :

  • Installer des manomètres en G, MA et MB.     
  • Mettre le moteur thermique au régime travail.
  • En stand-by, contrôler la pression de gavage de 25 bars sur le manomètre G. Si la pression est trop faible ajuster la vis de réglage du limiteur de pression (rep 7). Attention la pression de gavage ne doit pas dépasser 40 bars au risque d’endommager la pompe (rep 2). Si la pression de gavage est trop faible et impossible à régler, il faut contrôler l’état de la pompe.
  • Toujours en stand-by, contrôler la pression de gavage en MA et MB. Cette pression doit être identique (25 bars). Si un écart est constaté, il est nécessaire de contrôler et régler le zéro de la pompe (électrique, mécanique ou hydraulique). Cette phase est expliquée au chapitre 6.

3 - Contrôle du bloc d’échange.

Circuit fermé hydraulique : contrôle du bloc d'échange

Procédure lorsque la valve d’échange (rep 11) est une valve de pression comme sur le schéma.

Dans le cas d’un circuit d’avancement, il faut mettre le véhicule sur cale, alimenter le distributeur (rep 13) pour demander la rotation du moteur hydraulique (rep 13).

Pendant que le moteur tourne, en MA on constate la pression créée par l’effort à vaincre (100 bars). En MB et G on constate une légère baisse de pression (22 bars). L’huile retourne au réservoir par le drainage du moteur en passant par le bloc d’échange (rep 11& 12).

Procéder de la même façon dans l’autre sens de rotation.

Procédure lorsque la valve d’échange (rep 11) est un gicleur calibré.

Parfois la valve d’échange est un gicleur qui calibre une fuite. Le débit de fuite est inférieur au débit de la pompe de gavage ce qui ne permet pas d’observer une baisse de pression en G. Dans ce cas il est nécessaire d’installer un débitmètre sur la conduite de drainage du moteur pour contrôler le débit d’échange lorsque le moteur tourne.

Après avoir effectué ces tests et interprété les résultats il est possible d’émettre un diagnostic :

  • Une valve d’échange réglée à une valeur trop importante ou bouchée peut créer une montée en température anormale du circuit puisque l’échange ne se fait plus.
  • Une valve d’échange réglée trop basse peut endommager la pompe à pistons car elle n’est plus suffisamment gavée.
  • Un tiroir d’échange bloqué peut à la fois créer une montée en température anormale du circuit puisque l’échange ne se fait plus et entraîner des disfonctionnements dans un sens de rotation du moteur en créant une fuite.

4 - Contrôle annulation de débit/ soupape HP.

Contrôle soupapes HP circuit hydrostatique
 

Pour contrôler l’annulation de débit (rep 8) de la pompe (rep 1) il est nécessaire de bloquer le moteur hydraulique. (Frein mécanique, bloquer le véhicule contre un mur, débrancher et bouchonner A & B).

Alimenter le distributeur (rep 13) et contrôler 380 bars sur le manomètre MA. Ajuster si nécessaire la pression à l’aide du réglage de la valve (rep 8).

Pour contrôler le réglage de la soupape HP (antichoc) à 400 bars, il faut augmenter le réglage de la valve d’annulation de débit jusqu’à entendre la pompe partir en plateau et contrôler les 400 bars sur MA. Faire le test dans l’autre sens de rotation avant de réajuster le réglage de l’annulation de débit à 380 bars sur le manomètre MB.

5 - Débit de fuite au drain pompe et moteur

Le débit de fuite au drain des pompes et moteurs hydrauliques est représentatif de leurs usures. En circuit fermé la technologie utilisée est le piston et le débit de fuite est faible. (varie en fonction de la cylindrée et du constructeur).

Attention la conception des circuits fermés impose d’avoir un bloc d’échange situé sur le moteur comme sur le schéma, sur la pompe ou entre la pompe et le moteur. Il est impératif de consulter le schéma de la machine avant de faire les tests. La valve d’échange peut être une valve de pression faisant passer tout le débit de la pompe de gavage ou un gicleur calibré.

En prenant le schéma ci-dessus comme exemple, on retrouve le débit de la pompe de gavage sur le drain de la pompe à pistons en position stand-by. Ce même débit sera retrouvé sur le drain du moteur lorsque la pompe est en plateau.

  • Installer un débitmètre sur la conduite de drainage de la pompe et du moteur.
  • Monter à la pression maximum du circuit en bloquant le moteur hydraulique comme pour le contrôle de l’annulation de débit. Le débit de fuite mesuré sur la conduite de drainage de la pompe représente son usure. Le débit mesuré sur la conduite de drainage du moteur correspond au débit de la pompe de gavage auquel s’ajoute le débit de fuite qui représente son usure. Lorsqu’il est possible, serrer la valve d’échange (rep 11) pour retrouver uniquement les fuites internes au drain du moteur.
 

6 - Contrôle et réglage zéro de pompe

Lorsqu’en stand-by les valeurs constatées sur les manomètres MA & MB sont décalées ou lorsque le moteur hydraulique dérive, il est nécessaire de contrôler les zéros de la pompe.

La différence de pression sur MA & MB peut être corrigée par un réglage du zéro électrique, mécanique ou hydraulique. Pour plus de précision 2 manomètres peuvent être installés en X1 & X2.

 
Contrôle du zéro électrique des pompes hydrauliques

Contrôle du zéro électrique :  débrancher les 2 bobines électriques (a & b). Si les pressions s’équilibrent ou la dérive est stoppée, corriger le zéro électrique sur la carte électronique ou l’automate.

Contrôle du zéro mécanique des pompes

Contrôle du zéro mécanique : Brancher un flexible de dimension suffisante entre X1 et X2 (le capillaire est proscrit car il est trop petit). Si les pressions sont toujours déséquilibrées en MA & MB ou la dérive n’est pas stoppée, corriger le zéro mécanique. Le réglage s’effectue sur la vis située sur le côté du servo piston.

Réglage du zéro hydraulique des pompes hydrostatiques

Contrôle du zéro hydraulique : si les 2 tests précédent n'ont pas résolu le problème, corriger le zéro hydraulique en tournant la vis excentrique (rep A) légèrement jusqu’à l’équilibre des pressions.

À noter : Normalement sur ce modèle de pompe, le zéro mécanique ne dérive pas ou peu dans le temps. Une retouche du zéro mécanique indique souvent une usure de la pompe.

 

Contrôle et dépannage du circuit fermé. (Réglage du zéro de pompe hydraulique)

 

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