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26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement

26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques - Maxicours.com http://www.maxicours.com/se/fiche/6/5/134565.html 1/13 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques Note par nos Maxinautes : Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques Il existe plusieurs types de moteurs hydrauliques. Ils diffèrent les uns des autres par: leurs dimensions, ainsi que par la quantité et la nature de leurs pièces mobiles internes. Malgré ces distinctions, les moteurs remplissent essentiellement le même rôle, celui de transmettre un mouvement de rotation à une charge. Cette étude vous présente: 1. les caractéristiques de fonctionnement, CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2e Première Terminale Tutorat 26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques - Maxicours.com http://www.maxicours.com/se/fiche/6/5/134565.html 2/13 2. les équations de base régissant les moteurs hydrauliques. Couple (T) des moteurs hydrauliques Le couple est la capacité d'une force à engendrer un mouvement de rotation. Il n'est pas nécessaire qu'il y ait un mouvement de rotation pour qu'un couple existe Si le couple est suffisamment élevé pour vaincre les frottements et la résistance de la charge à entraîner, un mouvement de rotation est alors engendré. L'unité utilisée pour exprimer le couple est, dans le système métrique, le newton-mètre (N · m) ou le joule (J). Le couple fourni par un moteur hydraulique dépend de deux importants facteurs : la cylindrée (C) du moteur, La cylindrée d'un moteur est le volume ou la quantité de fluide qu'il faut fournir à un moteur pour que son arbre d'accouplement effectue une rotation complèt (360°). Le fluide fourni au moteur entraîne le déplacement des pièces mobiles internes de ce dernier, entraînant ainsi le déplacement de l'arbre d'accouplement d moteur. La cylindrée des moteurs est exprimée en centimètres cubes par rotation (cm3/tr). Plus la cylindrée d'un moteur est élevée, plus les dimensions du moteur son grandes. la chute de pression (∆p) entre les deux orifices du moteur. C'est la chute ou la différence de pression (∆p) que le fluide hydraulique subit en passant de l'orifice d'admission à l'orifice de refoulement du moteur. La figure 2.1 vous présente un exemple de la différence ou chute de pression produite entre les orifices d'un moteur hydraulique. Figure 2.1 Chute de pression entre les orifices d'un moteur hydraulique. CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2e Première Terminale Tutorat 26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques - Maxicours.com http://www.maxicours.com/se/fiche/6/5/134565.html 3/13 La chute de pression (∆p) qui existe entre les orifices d'admission et de refoulement du moteur de cette figure est de , car la pression à l'admissio est de et la pression à l'orifice de refoulement est de 0 Pa (50 · 105 Pa - 0 Pa) = 50 · 105 Pa. La pression de 50.105 Pa est due à la force (F) qui s'oppose à la rotation de l'arbre du moteur. Le fluide fourni par la pompe ne peut donc pas circuler librement entre l'orifice d'admission et celui de refoulement du moteur. Cette résistance à l'écoulement d fluide dans le moteur génère ainsi une pression de 50 · 105 Pa du côté de l'admission du moteur. La charge à entraîner par le moteur provoque la montée de pression. Equation servant à calculer le couple théorique d'un moteur hydraulique : CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2e Première Terminale Tutorat 26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques - Maxicours.com http://www.maxicours.com/se/fiche/6/5/134565.html 4/13 Ou : Figure 2.1 bis. En examinant cette équation, on s'aperçoit que le couple est directement proportionnel à la cylindrée (C) du moteur et à la chute de pression (∆p) qui exist entre les orifices d'admission et de refoulement du moteur. Voici un exemple de calcul du couple d'un moteur hydraulique. Problème Calculer le couple théorique fourni par un moteur hydraulique dont la cylindrée est de 50 cm3/tr et où il y a une chute de pression de 1 500 kPa aux bornes du moteur. Calculer le couple théorique (en N · m) CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2e Première Terminale Tutorat 26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques - Maxicours.com http://www.maxicours.com/se/fiche/6/5/134565.html 5/13 Vitesse de rotation (N) des moteurs hydrauliques La vitesse de rotation d'un moteur hydraulique dépend de la quantité d'huile qui lui est fournie ainsi que de la cylindrée du moteur. La vitesse de rotation e obtenue en remaniant l'équation du débit comme suit : Donc : Figure 1.5 ter. En examinant cette équation: 1. on s'aperçoit que la vitesse de rotation est directement proportionnelle au débit qui lui est fourni. 2. Par contre, la vitesse de rotation est inversement proportionnelle à la cylindrée du moteur hydraulique. Par exemple, si un débit de 25 l/min est fourni par une pompe à un moteur de 50 cm3/tr de cylindrée, la vitesse de rotation de ce moteur sera la suivante : CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2e Première Terminale Tutorat 26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques - Maxicours.com http://www.maxicours.com/se/fiche/6/5/134565.html 6/13 1 litre = 1 000 cm3 Si cette même pompe fournit toujours 25 l/min, mais à un moteur dont la cylindrée est de 25 cm3/tr, la vitesse de rotation de ce plus petit moteur sera la suivante : Pour un même débit, un moteur de petite cylindrée tournera donc plus vite qu'un moteur de grosse cylindrée, puisque le moteur de grosse cylindrée requiert plu de débit pour permettre à son arbre d'effectuer un tour complet. Le couple d'un moteur est directement proportionnel à la cylindrée du moteur. Par contre, la vitesse de rotation est inversement proportionnelle à l cylindrée du moteur. Pour cette raison, on regroupe les moteurs hydrauliques sous les deux catégories suivantes : les moteurs lents à couple élevé ; Ces moteurs sont souvent appelés "LSHT", venant de l'expression anglaise Low Speed High Torque. Ces moteurs ont une cylindrée relativement élevée. les moteurs rapides à faible couple. Ces moteurs sont souvent appelés "HSLT", de High Speed Low Torque. Ces moteurs ont une cylindrée relativement basse. Puissance (P) des moteurs hydrauliques CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2e Première Terminale Tutorat 26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques - Maxicours.com http://www.maxicours.com/se/fiche/6/5/134565.html 7/13 Un moteur hydraulique transforme la puissance hydraulique, qui lui est fournie par la pompe, en puissance mécanique. La puissance hydraulique est appelée "puissance d'entrée" au moteur et la puissance mécanique à l'arbre du moteur est appelée "puissance de sortie" du moteur. La puissance hydraulique est calculée à l'aide de l'équation suivante : La puissance mécanique d'un mouvement de rotation est calculée à l'aide de l'équation suivante : La figure 2.2 vous résume, à l'aide d'un schéma, les notions de puissance hydraulique et de puissance mécanique d'un moteur hydraulique. CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2e Première Terminale Tutorat 26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques - Maxicours.com http://www.maxicours.com/se/fiche/6/5/134565.html 8/13 Figure 2.2 Notions de puissance - Moteur hydraulique. Rendement volumétrique des moteurs hydrauliques Les moteurs hydrauliques transforment l'énergie hydraulique en énergie mécanique. Aucun système ne peut transformer l'énergie d'une forme à une autre sans qu'il n'y ait de pertes. Dans un moteur hydraulique, les pertes sont occasionnées par des fuites d'huile internes entre les interstices des pièces mobiles du moteur. On parle alors de fuites volumétriques. Certains moteurs ont des fuites internes plus importantes que d'autres, ce qui leur confèrent un rendement volumétrique faible. CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2e Première Terminale Tutorat 26/12/2017 Cours de Mécanique industrielle - Caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques - Maxicours.com http://www.maxicours.com/se/fiche/6/5/134565.html 9/13 Rendement mécanique des moteurs hydrauliques Le couple réel fourni par un moteur est toujours inférieur au couple théorique. Cette différence est due: aux pertes que subit le couple théorique pour vaincre le frottement visqueux, et le frottement dynamique à l'intérieur du moteur. Le rendement mécanique représente le pourcentage du couple théorique disponible à l'arbre d'un moteur pour entraîner une charge. Un rendement mécanique de 90 % indique que 90 % du couple théorique est disponible pour entraîner une charge et que les 10 % restants sont utilisé pour vaincre les forces de frottement. Rendement total des moteurs hydrauliques Le rendement total d'un moteur hydraulique tient compte à la fois des pertes volumétriques et des pertes mécaniques. Le rendement total d'un moteur est le produit du rendement volumétrique et du rendement mécanique. Ou : Le rendement total d'un moteur hydraulique peut également être connu en pourcentage par le rapport de sa puissance de sortie (ou puissance mécanique) sur s puissance d'entrée (ou puissance hydraulique). L'équation utilisée est alors la suivante : En résumé sur les caractéristiques de fonctionnement des moteurs hydrauliques A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants : • Un moteur hydraulique est entraîné en rotation par le débit fourni par la pompe. CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2e Première Terminale Tutorat 26/12/2017 Cours de uploads/Industriel/ cours-de-mecanique-industrielle-caracteristiques-de-fonctionnement-des-moteurs-hydrauliques-maxicours.pdf