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7/23/2019 les machines thermiques.docx

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Les pompes

1. Types de pompesLe principe mcanique qui est choisi lors de la conception des pompes haute pression et des moteurs volumtriques utilisant des pistons, desaubes, et divers arrangements de vitesse, dpend d'un certain nombre defacteurs. Ceu!ci comprennent la vitesse de fonctionnement et de lapression, du type de "uide, et l'eigence d'assurer le contr#le de cylindrevariable.

$ompes normalement fonctionn une vitesse constante %par eemple,entra&n par un moteur lectrique, bien que dans certaines situations %pareemple, ceu entra&ne par un moteur combustion interne, que l'ontrouve gnralement dans les applications mobiles La vitesse varie sur

une petite plage. Cependant, pour les moteurs, il est normalementncessaire pour fonctionner des vitesses y compris les phases dedmarrage %par eemple, les lecteurs de treuil variable, et cet aspect estre"t dans la conception de certains types disponibles.

Les (achines volumtriques sont asse) distinctes de ceu utilisant leprincipe de roto dynamique, qui sont souvent utiliss pour le transfert de"uide dbit relativement lev et de faibles pressions. *nitsvolumtriques fonctionner des dbits relativement faibles et hautepression et normalement ne peut +tre utilis avec des "uides ayant de

bonnes proprits de lubrication. Cependant, il eiste des machines quipeuvent +tre utiliss avec des "uides rsistant au feu et de l'eau pure.

1.1 *nit a cylindre ea. (oteur et pompes a engrenage eterne

-ans de nombreuses applications, pour un fonctionnement des pressionsusqu' /0 bar, eterne Les pompes engrenages eternes et les moteurs sontlargement utiliss en raison de leur simplicit, faible co2t, une bonneperformance d'aspiration, une faible sensibilit de la contamination, et poidsrelativement faible. -ans les applications ncessitant un faible bruit, palettes ouinterne pompes engrenages sont souvent utiliss.

3ssentiellement, l'appareil se compose de deu pignons d'engrenages engr4nement, mont dans, des roulements et enserr dans un bo&tier ou corpscomme reprsent sur la gure /.1. Comme les pignons sont mis en rotation,alors l5huile est emprisonne dans les espaces entre les dents d'engrenage et lelogement est port autour de l'entre de la pompe son port de sortie lorsque levolume pig est libr par l'action des pignons engrens ensemble. Le coupleest requis l'arbre d'entre un niveau dpendant de la sortie de la pressionagissant sur les dents d'engrenage. Lorsqu'il est fourni avec un "u hautepression, l5unit agit comme un moteur en fournissant un couple pour entra&nerla charge sur l'arbre de sortie.

*ne partie du "uide de sortie est transfre vers le c#t basse pression commede petite fuite circule travers 6


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c. @roupe moteur Apompe a paletteLa pompe palettes se compose d'un rotor portant un certain nombre desailettes glissants, tournant dans un logement circulaire. ?vec le rotor tantecentrique par rapport l5enveloppe, l'huile est transmise dans les espaces palettes travers la pompe par l'aspiration cre par l'orice de dcharge.

Les aubes sont sollicites par la force centrifuge lorsque l'appareil est en rotation,mais an de rduire les fuites au niveau des conseils, il est plus pratique de lescharger en pression %en fournissant une pression de dcharge la base desfentes palettes. -ans certains moteurs, les ailettes ont des ressorts pour lesforcer contre le bo&tier, qui fournit une force plus grand que celle cre par lapression. Comme avec le rducteur, le contr#le des dgagements sur les c#ts del'ensemble de rotor est plus important.

La conception quilibre dans la gure /.: limine la charge de pression sur lespaliers et utilise une piste BelliptiqueB de l'aube ou les aubes se dplaant dans et


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dehors deu fois chaque tour. Dl y a des ports d5aspiration et des ports dedcharge qui sont diamtralement opposs comme le montre la gure /.:, et quisont connects ensemble dans le corps moul. Cette pompe est uniquementdisponible en cylindre e. Les $ompes palettes sont intrins4quement pluscomplees que les pompes engrenages, elles contiennent un plus grand

nombre de composants et sont, par consquent, plus co2teuses. Cependant,pompes palettes fonctionnent des niveau de bruit beaucoup plus faibles queles pompes engrenages et leur co2t peut +tre compens contre leur bonentretien, ce qui est pas disponible avec pompes engrenages.

1./ *nit a dplacement variablea $ompe a palette

Les pompes a palette a cylindre variable sont disponibles comme le montre lagure /.E, oF l'ae de la pale rotative de bloc peut +tre dplac par rapport aucentre du bo&tier. Contrairement l'unit de palette quilibre de la gure /.:,ceu!ci sont simple e9et et, en consquence, il y a une force de pression

dsquilibre sur le rotor de sorte que la taille du roulement doit +tre augmentean d5obtenir la vie adquate.

d. Les $ompes pistonsLes units a piston fonctionnent des rendements plus levs des units apalette et sont employes pour des applications haute pression avec de l'huilehydraulique ou des "uides rsistants au feu. $lusieurs types de pompes piston

sont disponibles qui utilisent des di9rentes approches de conceptiond'utilisation, et ceu!ci incluent ceu qui ont des dispositions aiales et radialesde piston. La maorit de pompes piston sont de la varit aiale, dans laquelleplusieurs cylindres sont groups dans un bloc autour d'un ae principal avec leurshaches parall4les suivant les indications du schma /,0, qui a la capacitvolumtrique. La force de pression des pistons est transfre au plateau oscillant angles par les pantou"es lubries qui sont montes sur les pistons avec unaccouplement de boule. La rotation du bloc!cylindres imprime les pistons oscillsdans leurs cylindres par l'action du plateau oscillant, qui fournit la conversionentre la force de pression de piston et le couple d'ae. La variation de l'angle deplateau oscillant permet au dplacement d'+tre chang sur la gamme compl4te

de )ro en maimum. La position angulaire de plateau oscillant peut +trearrange pour varier l'un ou l'autre de c#t de la position )ro de dplacement de


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sorte que l'inversion d'coulement soit obtenue. Ceci dsign sous le nom ducontr#le d'over center. Les cylindres de piston sont alternativement relis auhautes et basse pression conneions par une valve de plat entre le bloc!cylindres et le logement de conneion de port. Le schma /,G montre un plat deport de pompe avec les fentes circulaires, qui sont relies au orices de sortie et

d'orice d'admission de pompe.

La plaque orices install dans une pompe plateau oscillant est reprsente

sur la gure /.03ntre le bloc!cylindres rotatif et le bloc de port e. Le bloc cylindre estcontraint contre la plaque orices pour minimiser les fuites. La haute fente depression dans la plaque orices est reprsente sur la gure /.G doit +tre entrois parties pour amliorer la rsistance et la rigidit, mais dans les moteurs quipeuvent tourner dans les deu directions et des pressions leves sur l'une desdeu ports, les deu ensembles de fentes ont une disposition identique. Higure/.I montre un dplacement e pli type de piston aial de l'ae grJce quoi lespistons unit de rotule se trouvent dans l'arbre de sortie. -urant la rotation del'arbre, il y aura une action de coulissement en rotation dans le oint rotule, et,

ventuellement, entre le piston et le cylindre. Chaque cylindre est relisuccessivement au ports haute et basse pression par une vanne similaire


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celui utilis dans les units de plateau oscillant. $our ce moteur, la surface de laplaque orices est de forme sphrique, qui fournit un emplacement pour lecylindre rotatif bloc.

-ans les units cylindre variable, un mcanisme est utilis pour faire varierl5angle d'inclinaison du bloc!cylindres de )ro au maimum que, si ncessaire,peut fournir over center opration pour donner un coulement inverse.

Dl eiste deu types de pompes pistons radiau K ceu dans lesquels le bloccylindre tourne autour d'un pivot e de valve et celles d'un bloc de cylindrestationnaire dans lequel les pistons sont actionns par un ecentrique ou camerotative.de nombreuses units de piston standard de conception rcentefonctionnent des pressions allant usqu' E0 bar. *ne large gamme de typessont disponibles usqu' des puissances de 1 pour cent est habituellement obtenue. Le pri du pistonvarie d'un fabricant un autre, mais peut!+tre autant que di fois le pri d'unepompe engrenages de puissance comparable.

Certaines pompes ne peuvent pas attirer l'"uide d'entre directement partir durservoir et peut ncessiter le renforcement d'une pompe spare, souvent del'engrenage eterne Type, qui peut accepter des pressions d'entre faibles.Cependant, pour des circuits boucle ouverte, des variantes pompes sont

disponibles qui ne ncessitent pas de renforcement spare de l'entre, qui peut+tre relie directement au rservoir. Ces aspects sont galement applicables des moteurs qui fonctionnent comme des pompes dans les syst4meshydrostatiques lorsque la rgnration se produit %par eemple, treuil etd'entra&nement du vhicule applications.Les $ompes cylindre variable fournirune gamme de mthodes de contr#le, qui comprennent la compensation depression, dtection de charge et de couple, ou de pouvoir dispositifs delimitation. -es $ompe de dplacement incorporant command par des soupapeslectrohydrauliques sont galement disponibles. 3n plus de leur utilisation pourrguler l'coulement de sortie, les $ompes dplacement variable peuventfournir une augmentation considrable de l'e8cacit globale du syst4me avec les

avantages supplmentaires de gnration de chaleur rduite et le co2t


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d'eploitation. Cette rduction du co2t d'eploitation peut montrer une rductionglobale de la dure de vie totale.

1.: Les quations pour les pompesa ;elation, entre le dbit et la vitesse

$our la machine idale sans fuite, le dplacement de la machine, -, et sa vitessede rotation, ,

M. dtermine le dbit

?insi = N M- %/.1

OF

- est le dplacement volumtrique Pm:rad!1Q

R est la vitesse de rotation Prad sec!1Q

$our les pompes qui sont entra&ns par des moteurs lectriques, la vitesse estsouvent constante. Toutefois, pour des moteurs, la vitesse dpend du niveau dudbit fourni

e. ;endement volumtriqueLa fuite d'coulement interne dans les pompes et les moteurs a9ectent la

relation entre le dbit et la vitesse est prise en compte par l'utilisation del'efficacit volumtrique %Sv.

?insi pour les pompes, l'quation /.1 devient

3t pour les moteurs, l5quation /./ devient

Le rendement volumtrique varie en fonction de la viscosit du "uide, de lapression, et la vitesse de rotation comme discut plus en dtail dans le chapitre. Les fabricants seront gnralement donner des valeurs pour l'e8cacitvolumtrique pour des oprations sous conditions spcies.

f. ;elation entre pression et couple$our la machine idale, la puissance mcanique est enti4rement convertie "uide alimentation 6

OF


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T est le couple PUmQ

$ est la pression di9rentielle PU m!/Q

-e l5Vquation /.0 nous obtenons

?insi, le couple idal est proportionnel la pression pour donner undplacement . -ans une pompe, tel est le couple d'entre ncessaire de ladplacer $remier et d'un moteur, il est le couple de sortie disponible partir del'arbre du moteur.

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