Les relevages hydrauliques des tracteurs agricoles

-Lycée des métiers de Neuvic- Cours d’hydraulique de 1ère BAC PRO MM (JB ANDRAUD)

«Les relevages hydrauliques des tracteurs agricoles» sur 1

Sur les tracteurs agricoles, le relevage hydraulique a pour but

fondamental de lever et d’abaisser les outils attelés à l’arrière mais aussi parfois à l’avant lorsqu’un relevage avant est monté.

Les bras d’attelage sont actionnés par des vérins (simple effet). Les vérins de relevage sont alimentés par un distributeur hydraulique, lui-

même alimenté par la pompe hydraulique du tracteur. Comme d’autres systèmes du tracteur agricole, le relevage hydraulique a

fait l’objet de bien d’évolutions technologiques.

Quelques dates marquantes dans l’évolution du tracteur agricole :

-Vers 1905: fabrication des premiers tracteurs agricoles aux USA. -1919: IH introduit la prise de puissance sur un tracteur de 15cv. -1932: FIRESTONE conçoit les premiers pneumatiques de tracteur. -1935: IH introduit le premier moteur diesel sur un tracteur sur roues et Case introduit le relevage mécanique des instruments. -1936: Ferguson met au point un système de relevage hydraulique avec attelage par 3 points et contrôle d'effort (la configuration actuelle des relevages est ainsi née). -Années 70-80: L’utilisation des relevages à l’avant se développe. -Début des années 80: Apparition des premiers relevages électroniques…

LES RELEVAGES HYDRAULIQUES DES TRACTEURS AGRICOLES



1. Approche fonctionnelle du relevage hydraulique.

Fonctions des relevages hydrauliques :



2. Approche structurelle du relevage hydraulique.

Pour les relevages arrière, les bras d’attelage sont actionnés par l’intermédiaire d’un vérin simple effet logé à l’intérieur du carter de relevage (aidé dans certains cas de vérins extérieurs) ou de deux vérins extérieurs pour les plus fortes puissances.

Pour ce qui est des relevages avant, les vérins simple effet de ceux-ci sont bien souvent alimentés par un des distributeurs auxiliaires du tracteur.

Situation et implantation des composants hydrauliques des relevages

des tracteurs FENDT Favorit série 900 vario :

1 Pompe à pistons axiaux à cylindrée variable. 2 Soupape de priorité de direction. 3 Distributeur de direction. 4 Vérin de direction 5 Pompe à engrenage de direction. 6 Distributeur de relevage avant. 7 Distributeur de relevage arrière. 8 Distributeurs auxiliaires. 9 Vérin de relevage arrière. 10 Vérin de relevage avant. 11 Vérin de pont avant suspendu. 12 Accumulateur de pont avant suspendu. 13 Electrovanne de pont avant suspendu

Implantation d’un bloc de relevage (comportant vérin et distributeur) dans un circuit hydraulique de tracteur :

Relevage avant commandé par un des distributeurs auxiliaires

du tracteur :



Positionnement du relevage arrière dans un circuit hydraulique de tracteur :

Le système d’attelage du relevage :



3. Définition du relevage à asservissement.

Le rôle du relevage hydraulique des tracteurs agricoles ne se limite pas à lever ou abaisser un outil ; il a également pour rôle d’adapter l’outil Attelé aux conditions de travail……

En effet, le relevage permet aussi de régler et gérer la position de l’outil en hauteur ainsi que la force qu’il exerce sur le sol en fonction des réglages effectués par le conducteur sur les commandes.

Ainsi, le relevage est asservi en position et en effort puisqu’il possède : -Un contrôle de position (maintien d’une position de travail). -Un contrôle d’effort (maintien d’un effort constant de l’outil sur le tracteur).

Aussi, au travail il est possible d’utiliser le relevage en mixage position-effort. L’utilisateur de tracteurs est confronté à deux types le relevage ; les relevages à commande mécanique et le relevage à commande électronique (la conception de ce dernier permet d’éviter les déréglages par l’apparition de jeux dans les mécanismes, il est moins encombrant et plus adapté aux cabines suspendues modernes).

Exemples de commandes de relevage sur tracteur VALTRA A92 :



4. Rappels sur les asservissements. Définition :

L’asservissement est un dispositif automatique qui agit sur un récepteur en fonction d’un ordre reçu (consigne).

Toute modification de la consigne ou de l’état du récepteur provoquera la mise en action du dispositif automatique en vu de modifier l’état du récepteur conformément à l’instruction.

L’opérateur ne peut intervenir sur l’état du récepteur sans passer par le système automatique.

Le régulateur de vitesse des voitures est un exemple d’asservissement…

Principe de l’asservissement :

Un asservissement est constitué de la manière présentée ci-dessous.

Remarque :

Un asservissement n’est pas nécessairement électrique, électronique, ou informatique ; il peut être tout simplement mécanique ou hydraulique…… Exemples d’applications :

Sur les matériels agricoles, de travaux publics ou de parcs et jardins, on rencontre de nombreux asservissements :

-Régulations de vitesse de rotation des moteurs (régulateurs de pompes à injections, régulateurs de moteurs 4 temps de parc et jardins).

-Climatisation régulée. -Système hydraulique load sensing.

-Asservissements de position (relevages hydrauliques). -Asservissement d’effort (relevages hydrauliques).

Actionneur Comparateur Récepteur

Information de sortie du

système

Capteur Image du récepteur donnée par le capteur

Instruction de l’opérateur (Consigne)



5. Le contrôle de position des relevages. 5.1. Principe :

Pour comprendre l’intérêt du contrôle de position, il suffit d’imaginer le relevage sans cet asservissement ; il suffirait d’actionner la commande pour que les bras montent, pour arrêter leur mouvement, il faudrait relâcher brusquement cette commande au risque de ne pas maîtriser avec précision la position des bras, c’est à dire ne pas réussir à donner une position précise à l’outil attelé.

Le contrôle de position permet donc de définir exactement la position des bras de relevage par rapport au tracteur, en fonction de la consigne donnée par le conducteur : à chaque position de la commande (levier ou molette) correspond une position des bras de relevage, donc de l’outil.

Plusieurs techniques sont utilisées pour réaliser cet asservissement :

-L’asservissement mécanique. -L’asservissement hydraulique. -L’asservissement électronique.

5.2. L’asservissement mécanique.

Cet asservissement est réalisé à partir de biellettes à l’intérieur du bloc de relevage, entre manette, bras de relevage et distributeur. Le système, assez rustique, se trouve de moins en moins sur les tracteurs modernes.



5.3. L’asservissement hydraulique (peu utilisé). Cet asservissement utilise également la biellette en liaison avec les bras,

mais cette biellette agit sur un circuit hydraulique basse pression qui pilote le distributeur.

En fait, le distributeur est piloté de chaque coté et se stabilise en position neutre lorsqu’il y a équilibre entre les deux pressions de pilotage : -D’un coté la pression de pilotage est fixe. -De l’autre, elle varie en fonction de la position des bras et de la manette de commande. 5.4. L’asservissement électronique.

Il est de plus en plus utilisé de nos jours ; dans ce cas, le distributeur est à commande électromagnétique .Le système fonctionne comme suit :un capteur de position mesure la position des bras de relevages et un potentiomètre indique la consigne de hauteur des bras fixés par le conducteur. Un calculateur compare ces deux signaux et agit sur le distributeur si les deux signaux ne correspondent pas.



6. Le contrôle d’effort des relevages. 6.1. Principe :

Le contrôle d’effort permet au tracteur de maintenir un effort réclamé par l’outil constant quel que soit la configuration du terrain travaillé. Il est surtout utilisé en travail du sol, dans deux types de terrain :

-Sol à résistance variable. -Terrain homogène à profil ondulé.

En ce qui concerne les relevages-avant, le contrôle d’effort est techniquement très difficile à réaliser car les outils frontaux tels qu’une charrue avant, ont de grosses tendances à se planter d’eux même dans le sol.

Deux techniques sont principalement utilisées pour réaliser cet asservissement :

-L’asservissement mécanique. -L’asservissement électronique.

L’asservissement d’effort par pilotage hydraulique existe, mais, assez peu utilisé, il ne sera pas développé dans ce cours.

Le contrôle d’effort relève les outils légèrement lorsqu’ils exercent un effort trop important sur le tracteur.

Le levage de l’outil se fait en fonction de l’information du conducteur « sensibilité à l’effort » et de la résistance du terrain. Lorsque le terrain est moins résistant, l’outil s’abaisse à nouveau.

En fait, il suffit de fixer une valeur de l’effort qui correspond à une certaine profondeur dans un type de sol donné.

Le contrôle d’effort possède ses limites lorsque l’adhérence devient très faible et que le tracteur patine….



6.2. Le contrôle d’effort mécanique. Il consiste à mesurer un effort de traction exercé par le tracteur sur

l’outil, pour pourvoir le stabiliser ; cette mesure peut s’effectuer : -Sur les fixations des bras inférieures de l’attelage 3 points. -Sur la fixation du troisième point.

L’effort de traction est transformé en déplacement par l’intermédiaire d’un organe élastique (ressort, barre de torsion, barre de flexion).

Le mouvement ainsi donné par l’effort de traction vient modifier la position du tiroir de distributeur pour corriger la position des bras.

Par l’intermédiaire d’une commande, on règle l’effort voulu sur l’outil. En résumé, pour une consigne d’effort donnée par le conducteur :

-Si l’effort de traction augmente et dépasse la valeur de consigne, le distributeur est actionné, l’outil est relevé, réduisant ainsi l’effort qu’il exerce et transférant une partie de son poids sur le tracteur, lui redonnant de l’adhérence. -Inversement, si l’effort diminue, le distributeur est actionné par la tringlerie, ce qui fait actionner le distributeur dans l’autre sens, c’est à dire en position descente.



6.3. Le contrôle d’effort électronique.

7. Le contrôle de patinage des relevages électroniques.

Il fonctionne sous le même principe que le contrôle d’effort mécanique. Le contrôle d’effort électronique utilise deux capteurs ; un qui mesure l’effort et l’autre la position de la commande.

Le calculateur électronique compare ces deux valeurs en permanence et corrige la hauteur des bras si nécessaire en actionnant le distributeur.

Un contrôle de patinage peut équiper les relevages électroniques ; il fonctionne de la manière suivante : Un radar permet d’enregistrer la vitesse réelle d’avancement du tracteur, qui est comparée (toujours par le calculateur) à la vitesse théorique donnée par le compteur de vitesse sur la transmission :

Si la vitesse théorique est supérieure à la vitesse réelle, c’est à dire qu’il y a patinage, l’outil est relevé légèrement pour redonner de l’adhérence au tracteur.

Le pourcentage de patinage acceptable se règle par le conducteur, il est complémentaire du contrôle d’effort.



8. Autres fonctionnalités des systèmes de relevage.

Parmi les autres fonctionnalités des relevages, on retrouvera quasiment sur tous la possibilité de régler la vitesse de descente des bras (étranglement variable) et la possibilité d’actionner les bras depuis l’extérieur, au niveau des ailes arrières.

Il est bien sûr évident que c’est la gestion électronique du relevage qui va pouvoir offrir le plus de fonctionnalités supplémentaires :

-Réglage de butées hautes et basses, commandes de montée-descente et terrage rapide.

-Verrouillage du relevage.

-Amortisseur de chocs pour le transport d’outils portés lourds.

-Automatisation du débrayage de prise de puissance lors de la montée des bras et embrayage lors de leur descente.

-Possibilité de programmer les actions du relevage, tout comme d’autres fonctions (prise de puissance, passage de vitesses, inversion de marche, pont avant et blocage de différentiel) lors des manœuvres en bout de champs pour les tracteurs les plus modernes.

On peut également citer en exemple le système VARIOTRONIC TI de FENDT qui permet de mémoriser et réaliser jusqu’à 16 séquences de travail pouvant comporter jusqu’à 13 fonctions chacune ; Le système HMS du DATATRONIC III de Massey Ferguson permet quant à lui la possibilité d’exécuter un programme de 35 fonctions d’une séquence……………

Il est aussi important de souligner que lorsque le tracteur est muni d’un

radar, le calculateur peut mesurer la distance réelle de travail parcourue. Ainsi, connaissant la largeur de l’outil utilisée et en l’enregistrant, on peut

connaître facilement la surface travaillée puisqu’elle peut être visualisée sur l’afficheur du tracteur.

Le système HMC des tracteurs CASE IH CVX permet de mémoriser et d’exécuter automatiquement 2 séquences de travail pouvant comporter jusqu’à 30 tâches:



9. Exemple de relevage à asservissements mécanique.

10) Soupape régulatrice de débit

11) Arrivée d’huile 12) Tiroir (amortisseur) 13) Levier de commande 14) Levier de contrôle 15) Arbre de contrôle d’effort 16) Bras de contrôle d’effort 17) Vis de réglage du poussoir de came 18) Poussoir de cames

1) Bielle 2) Arbre de relevage 3) Excentrique 4) Piston 5) Tringle de régulation 6) Clapet anti-retour

7) Réglage de vitesse de descente 8) Soupape de descente 9) Soupape de montée



10. Exemple de relevage à asservissements électronique.

1 = …………………………………………………………………… 2 = …………………………………………………………………… 3 = …………………………………………………………………… 4 = ……………………………………………………………………

5 = …………………………………………………………………… 6 = …………………………………………………………………… 7 = ……………………………………………………………………

Les relevages hydrauliques des tracteurs agricoles

Documents

Transcript of Les relevages hydrauliques des tracteurs agricoles