Hydraulique pour tracteurs
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Hydraulique automobile Page 1 sur 6 Hydraulique automobile Hydraulique pour tracteurs L'hydraulique a fait du tracteur un véhicule universel et maniable pour l'exploitation agricole et forestière. Grâce à l'hydraulique, une grande variété d'accessoires peuvent être montés rapidement sur le tracteur, à l'arrière, à l'avant ou entre les essieux, ou commandés ou régulés pour travailler dans la position adéquate. Des accouplements rapides hydrauliques permettent de brancher des moteurs linéaires ou rotatifs supplémentaires sur l'accessoire lui-même. Le maniement du tracteur est facilité par une direction assistée hydraulique (voir Direction), les dispositifs de freinage, les embrayages et les commandes de boîtes de vitesses. Des limiteurs de pression empêchent une surcharge du tracteur par les accessoires. Les remorques sont freinées hydrauliquement – en synchronisation avec les freins du tracteur. La puissance massique élevée et la souplesse de l'hydraulique expliquent son utilisation très répandue sur les tracteurs. La grande variété d'applications, allant du petit tracteur de vignoble d'une puissance d'environ 20 kW aux gros tracteurs articulés d'environ 300 kW, en passant par les porte-outils, les tracteurs agricoles, forestiers et standard, impose à l'hydraulique des exigences très diversifiées en matière de performances, de systèmes et de fonctionnalités. Systèmes hydrauliques pour tracteurs Les systèmes hydrauliques mis en œuvre sur les tracteurs disposent généralement de trois circuits de pression : un circuit haute pression (circuit de travail) avec des pressions de 250 bar max. et des débits de 120 l/min pour la direction, le frein de remorque, la régulation du dispositif de relevage et divers accessoires, un circuit basse pression (circuit de commande) avec des pressions de 20 bar max. et des débits de 30 l/min pour la boîte de vitesses automatique, l'embrayage de prise de force, le différentiel autobloquant, etc., un circuit de lubrification avec des pressions de l'ordre de 3 à 5 bar. Les différences fondamentales résident dans le circuit haute pression décrit ci-après. Les fonctionnalités, les coûts, les pertes d'énergie, la complexité et le confort de commande constituent les critères de sélection essentiels. Agrandir l'image Hydraulique pour file://D:\bosch\daten\fra\hydraulik\schlepp.html 21/04/2009 Hydraulique automobile Page 2 sur 6 tracteurs. 1 fourche frontale, 2 dispositif de relevage avant, 3 pompe tandem, 4 chargeur frontal, 5 distributeur, 6 régulateur, 7 direction, 8 moteur du dispositif de coupe, 9 relevage de la barre de coupe, 10 dispositif de relevage arrière. Systèmes hydrauliques pour tracteurs. 1 vanne prioritaire, 2 direction, 3 frein de remorque, 4 récepteur supplémentaire, 5 régulation du dispositif de relevage, 6 graissage de la transmission, 7 boîte de vitesses, 8 embrayage de prise de force, 9 blocage de différentiel. Système à débit constant, à centre ouvert (Q constant, p variable) Ce système est le plus largement répandu en raison de son rapport qualité/prix avantageux. Il fait essentiellement appel à des pompes à engrenages pour générer la pression. Si aucune des vannes n'est actionnée, le débit qui ne peut être modifié que par la vitesse de la pompe est refoulé en circuit neutre au réservoir. Pour amener un ou plusieurs récepteurs en position de travail, le circuit neutre est étranglé dans la vanne et une certaine quantité d'huile, déterminée par la course de déplacement du tiroir, est dirigée vers le récepteur. Des vannes prioritaires font en sorte que les systèmes de sécurité (direction, frein de remorque) soient alimentés en pression en priorité. Les pertes importantes, inhérentes aux systèmes à centre ouvert, peuvent être compensées par une répartition adéquate du circuit de travail et par la mise en œuvre d'au moins deux pompes pour l'alimentation en pression. Système à pression constante, système à centre fermé (Q variable, p constant) file://D:\bosch\daten\fra\hydraulik\schlepp.html 21/04/2009 Hydraulique automobile Page 3 sur 6 Une pompe à cylindrée variable (pompe de régulation) fonctionne à une pression régulée constante. Quand les vannes sont en position neutre, la pompe ne refoule que la quantité d'huile nécessaire pour compenser les pertes dues aux fuites. Dès qu'une vanne est actionnée, la pompe augmente automatiquement son débit jusqu'à atteindre la valeur requise par le récepteur. Des vannes de priorité garantissent une alimentation prioritaire des systèmes de sécurité. Les systèmes à centre fermé sont très peu utilisés dans le domaine de l'hydraulique mobile. Système asservi à la charge avec pompe à cylindrée constante, système OC-LS (Open Center – Load Sensing) (Q constant, p variable) Dans ce système, un élément de régulation (balance de pression) maintient constante la pression différentielle en jouant sur la section de vanne (orifice calibré). Le débit refoulé en direction du récepteur est proportionnel à l'ouverture de la vanne et indépendant de la pression de charge. Des sélecteurs de circuit couplés à des conduites de pilotage sélectionnent la pression de charge la plus élevée et la transmettent à la balance de pression. L'huile excédentaire regagne le réservoir via la balance de pression. Dans le cas d'un montage parallèle, il faut pour pouvoir compenser la charge de chaque récepteur adjoindre à chacun d'eux un régulateur de débit supplémentaire à deux voies (balance de pression individuelle). Bien qu'il soit techniquement très complexe, ce système est de plus en plus utilisé, car il offre un excellent confort de commande en utilisation mobile (manutention, technique agricole). Les pertes d'énergie sont très légèrement moins élevées que pour les systèmes à débit constant. Système asservi à la charge avec pompe à cylindrée variable, système CC-LS (Closed Center – Load Sensing) (Q variable, p variable) Ce système s'apparente au système OC-LS. La pompe à cylindrée constante avec balance de pression est simplement remplacée par une pompe à cylindrée variable associée à une régulation pression-débit. Cette configuration offre deux avantages essentiels : un meilleur confort et des pertes d'énergie nettement plus faibles à charge partielle. Elle est de plus en plus souvent utilisée quand la puissance hydraulique installée est importante (engins de chantier, gros tracteurs). Régulation du dispositif de relevage arrière file://D:\bosch\daten\fra\hydraulik\schlepp.html 21/04/2009 Hydraulique automobile Page 4 sur 6 Le dispositif de relevage arrière avec son attelage normalisé à trois points est le système le plus souvent utilisé pour les équipements de travail. Les appareils peuvent être abaissés, relevés ou stabilisés. La force de traction dans les bras inférieurs ou la position de l'outil par rapport au tracteur peuvent être maintenus constantes. La régulation de la force de traction convient surtout au travail du sol, par exemple au labourage (une force de traction constante assure une profondeur constante dans un sol homogène). La grande qualité de la régulation, c'est-à-dire les faibles variations de force de traction, optimise la puissance du moteur, assure une exploitation économique dans la plage optimale de la cartographie du moteur et de faibles variations de profondeur. Les outils étant guidés et en grande partie portés par le dispositif de relevage, les forces de traction occasionnent un report de charge sur les roues motrices, ce qui améliore l'adhérence des pneus et réduit donc les pertes d'énergie. La régulation de position est surtout utilisée pour les outils qui ne pénètrent pas dans le sol. En outre, une partie de la commande de position peut être associée à la régulation de la force de traction (régulation mixte) pour limiter les variations de profondeur dans les sols très hétérogènes. Agrandir l'image Relevage électronique (EHR-D). 1 électronique, 2 pupitre de commande, 3 capteur de position, 4 capteur d'axe d'attelage, 5 commande arrière, 6 pompe, 7 régulateur, 8 vérin, 9 capteur externe, 10 capteur radar, 11 capteur de vitesse de rotation. Relevage hydromécanique (MHR) Les signaux de mesure sont captés et traités sous forme de courses mécaniques. La force de traction est donnée par la course d'un ressort, dans le bras supérieur ou dans les deux bras inférieurs. La position réelle peut être relevée sur un disque à cames disposé sur l'arbre de levage. Une tringlerie de commande transmet les signaux – conformément au rapport effort/position sélectionné – à la vanne de régulation qui les compare à la valeur de consigne présélectionnée par le conducteur. En cas d'écart, le dispositif de relevage est levé ou abaissé jusqu'à ce que les deux valeurs coïncident. Relevage électronique (EHR) Il se différencie du relevage hydromécanique par le fait que la saisie, la transmission et le traitement des signaux de mesure et de commande requis ont lieu de façon électrique. La force de traction est directement mesurée au file://D:\bosch\daten\fra\hydraulik\schlepp.html 21/04/2009 Hydraulique automobile Page 5 sur 6 point d'articulation de la tringlerie par un capteur d'axe d'attelage. La régulation de position et de force peut, sur les régulateurs électroniques les plus perfectionnés, être complétée par d'autres fonctions. La commande depuis l'arrière facilite l'accouplement d'appareils. Un capteur externe peut être raccordé pour ajuster en boucle fermée la position de l'outil de travail par rapport à la surface du sol (arracheuse de betteraves). Un capteur de vitesse (radar) et un capteur de vitesse de roue permettent de déterminer le glissement et donc de réaliser une régulation antipatinage. Un amortisseur de vibrations actif améliore efficacement le confort et la sécurité lors des trajets effectués avec un appareillage lourd. Relevage à pilotage hydraulique Le schéma de base est un circuit hydraulique monté en pont où les valeurs de consigne et les valeurs réelles de la grandeur réglée sont formées par des éléments travaillant en restricteurs et insérés dans chaque branche du pont. En cas d'écart entre deux branches du pont, la différence de pression agit sur le tiroir de régulation de la vanne en le repoussant contre son ressort. Distributeurs pour tracteurs Selon le système hydraulique considéré, les distributeurs pour circuits haute pression ont une position neutre ouverte ou fermée avec piquage de pression récepteur. Pour pouvoir maintenir assez longtemps de lourdes charges en toute sécurité, on utilise le plus souvent des distributeurs à clapet ou à tiroir (voir Distributeurs) avec des clapets de non-retour pilotables mécaniquement ou hydrauliquement et montés du côté de l'orifice de sortie. En plus des trois positions pour lever, descendre et maintenir la charge, les distributeurs disposent souvent d'une quatrième position (position « flottante ») pour laisser suivre l'équipement sur le sol, p. ex. au moyen de roues de terrage. Des dispositifs de crantage à déverrouillage hydraulique à la pression maximale veillent au retour automatique des distributeurs en position neutre en cas de surcharge ou d'arrivée en butée d'un vérin (aide à la conduite). Les régulateurs de débit intégrés permettent l'utilisation en parallèle de circuits indépendants de la pression et le maintien à vitesse ou régime constant de moteurs linéaires ou rotatifs. Les clapets antichocs incorporés protègent le tracteur des surcharges lorsque l'orifice de travail du distributeur est fermé. La réalisation de plusieurs fonctions hydrauliques sur l'outil de travail est assurée par des électrovannes qui doivent être commandées à partir du tracteur par des câbles (p. ex. récolteuse de betteraves). Le fluide hydraulique est amené par des accouplements rapides ou une pompe séparée, entraînée par la prise de force du tracteur. Le circuit basse file://D:\bosch\daten\fra\hydraulik\schlepp.html 21/04/2009 Hydraulique automobile Page 6 sur 6 pression comporte de plus en plus souvent des vannes électromagnétiques servant à la commande de la boîte de vitesses ou à l'actionnement de divers embrayages du tracteur. Une vanne de frein intégrée au circuit haute pression assure le freinage des remorques ; elle est commandée par le frein du tracteur et régule une pression adéquate pour la remorque. Tous droits réservés. © Robert Bosch GmbH, 2002 file://D:\bosch\daten\fra\hydraulik\schlepp.html 21/04/2009
