Intérêt du débit variable
Dans une installation, les débits instantanés requis par les actionneurs sont presque toujours variables au cours du temps.
Or pour des raisons économique (investissement faible), la pompe est entraînée à vitesse constante et sa cylindrée, qui doit être capable de fournir les débits les plus importants est surdimensionnée en fonction d'eux.
Il en résulte que pour les cas courant, il se créent des pertes par laminage en 2 endroits du circuit :
au niveau du limiteur de pression général du circuit qui doit évacuer le débit excédentaire de la pompe et ceci à la pression la plus élevée (réglage de la pression maximale du limiteur).
au niveau des organes de régulation de débit des actionneurs.
Ce laminage crée un double gaspillage car il consomme de l'énergie inutilement et il impose d'évacuer la chaleur produite par cette énergie excédentaire fournie au circuit avec un dispositif de refroidissement pour que la température du fluide n'augmente pas trop.Pour limiter ces pertes, il est donc nécessaire d'adapter le débit fourni au besoin du circuit.
Exemple : laminage du fluide dans le limiteur de pression
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Lorsque la tige de vérin se déplace, l'intégralité du débit fourni par la pompe aliment la chambre arrière du vérin. La vitesse de sortie de la tige dépend de ce débit : V = Q/S.
Lorsque la tige est en butée, le fluide se comprime et sa pression augmente jusqu'à atteindre P0, la valeur d'ouverture du limiteur de pression général du circuit. Tout le débit est alors évacué au travers du limiteur. La puissance hydraulique = Q. P0 fournie par la pompe est entièrement dissipée sous forme de chaleur par laminage.
Exemple : laminage du fluide dans le limiteur de pression et le limiteur de débit
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La vitesse de rotation du moteur hydraulique nécessite un débit inférieur à celui fourni par la pompe. Un limiteur de débit est donc monté en amont du moteur. L’excédent de débit ne peut s'évacuer qu'au travers du limiteur de pression à la pression d'ouverture.
Au pertes générées par laminage dans le limiteur de pression (= puissance dissipée dans le limiteur de pression) s'ajoute ici les pertes par laminage dans le limiteur de débit. En effet, la puissance hydraulique utile pour mettre en mouvement la roue est :
Pu = ΔPmoteur . Qmoteur avec ΔPmoteur = 3,8 bars et Qmoteur = 52 l/min.
La puissance dissipée par laminage dans le limiteur de débit est :
PLD = ΔPLD . Qmoteur avec ΔPLD =20 - 3,8 = 16,2 bars et Qmoteur = 52 l/min.
Dans cet exemple, la puissance perdue dans le limiteur de débit est donc 4 fois plus élevée que la puissance utile.