hydra uli que industri elle

Hydraulique industrielle

Informations Sommaire Index alpha Ecoulements Huiles Transmissions Composants

Pompe/moteur Vrins Pression Dbit Obturateurs Divers

Sol. de base Exemples Exos rsolus Sujets devoirs Lexique Symb. norme URLs Catalogues Schmatque Projection

L'hydraulique industrielle concerne toutes les transmissions l'aide de fluides...

Le fluide principalement utilis est l'huile qui transporte l'nergie tout en lubrifiant les mcanismes utiliss.

Les domaines d'application de cette technologie sont innombrables, et il est incontournable de connatre cette technologie lorsqu'on travaille dans le monde

industriel.

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file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/accueil.htm20/02/2009 02:07:34

Sommaire gnral

SOMMAIRE DES GRANDS CHAPITRES Pour rechercher sur un mot ou thme prcis, utilisez l'index alphabtique

A- COULEMENTS DES FLUIDES VISQUEUX / B- HUILES C- TRANSMISSIONS DE PUISSANCE HYDROSTATIQUES D- COMPOSANTS HYDRAULIQUES (ou Index direct des composants) E - SOLUTIONS COURANTES & EXEMPLES DE MONTAGES F - EXERCICES RSOLUS SYMBOLES NORMALISES (schmatisation) / CODIFICATION DIVERS

SUJETS DE DEVOIRS, EXERCICES ET PROBLEMES DIVERS / SCHMATQUE

Images projeter / Retro ou vido-projection

SOMMAIRE GENERAL Un chapitre non en hypertexte est la suite immdiate du prcdent.

A- COULEMENTS DES FLUIDES VISQUEUX

I - Dbit et puissance dans une conduite

1) Dbit volumique dans une conduite 2) Puissance hydrostatique transmise par un fluide

II - Effets de viscosit, pertes de charge

1) Types d'coulements - nombre de Reynolds 2) Viscosit dynamique 3) Viscosit cinmatique 4) Paramtres physiques influant sur la viscosit 5) Pertes de charges dans une conduite 6) Pertes de charges singulires

B- HUILES / Dbut de page

I - Grades normaliss et services

1) Norme ISO - NF 2) Normes SAE - API - CCMC - ACEA

file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/sommaire.htm (1 sur 7)20/02/2009 02:08:22

Sommaire gnral

3) Indice de viscosit

II - Huiles de synthse

III - Additifs

IV - Contrle, surveillance et analyse des huiles

1) Contrle des niveaux et des consommations 2) Contrle de la viscosit

a) Viscosimtre billes b) Viscosimtre coupe c) Rhomtre d) En continu

3) Contrle des particules par comptage 4) Contrle des particules par gravimtrie 5) Contrle des particules par sparation magntique 6) Spectrographie infrarouge et ultraviolette 7) Spectrographie de masse 8) Contrle de la teneur en eau

C- TRANSMISSIONS DE PUISSANCE HYDROSTATIQUES / Dbut de page

I - Gnralits

II - Qualits d'une transmission de puissance

III - Pertes dans les circuits hydrauliques hydrostatiques

IV - Types de circuits (ouverts ou ferms)

1) Circuits ouverts 2) Circuits ferms

V - Rgles d'excution des schmas

D- COMPOSANTS HYDRAULIQUES / Dbut de page

I - Pompes et moteurs


Sommaire gnral

1) Dfinitions et grandeurs remarquables 2) Architecture des pompes et moteurs

a) units (pompes et moteur) pistons axiaux b) units pistons radiaux c) units engrenage d) units palettes e) pompes auto-rgules

II - Vrins

1) Architecture 2) Relations entre dbits et sections 3) Relation entre efforts et sections 4) Calcul des tiges de vrins au flambage 5) Vrins rotatifs

III - Appareils de contrle de la pression

1) Limiteurs de pression 2) Rducteurs de pression 3) Valves de squence 4) Circuits accumulation, conjoncteurs - disjoncteurs

a) Accumulateurs de pression b) Conjoncteur-disjoncteur

5) Valves de freinage

IV - Appareils de contrle du dbit

1) Limiteurs de dbit 2) Rgulateurs de dbit

V - Obturateurs et distributeurs

1) Clapets anti-retour 2) Clapets pilots dverrouillables / Valves parachute 3) Distributeurs TOR

a) Distributeurs clapets


Sommaire gnral

b) Distributeurs tiroir c) Distributeurs pilots

4) Distributeurs commandes proportionnelles 5) Servo-valves 6) Fonctions des cartes de commandes proportionnelles

VI - Filtration

1) Position des filtres dans les circuits

a) A l'aspiration b) Au refoulement c) Au retour

2) Scurit des filtres 3) Efficacit des filtres

a) Efficacit absolue b) Efficacit relative

4) Remplissage et dpollution des installations

a) Remplissage b) Dpollution

VII - Bches et groupes

1) Bches 2) Groupes

VIII - Divers

1) changeurs de chaleur 2) Thermoplongeurs 3) Mesure de la pression

a) Manomtres

b) Mano-contacts

4) Plaques sandwich, embases, bloc de raccordement


Sommaire gnral

5) Canalisations rigide ou souples:

E - SOLUTIONS COURANTES & EXEMPLES DE MONTAGES / Dbut de page

I - Maintien en position d'un rcepteur

II - Maintien en charge d'un rcepteur

III - Variation / contrle de vitesse d'un rcepteur

1) Faibles puissances 2) Puissances plus importantes, temps d'utilisation courts 3) Fortes puissances

IV - Freinage d'une charge motrice

1) Freinages limits 2) Freinages intenses 3) Arrt des moteurs

V - Ralisation d'une squence

1) Drivation dans un circuit 2) Maintien d'une partie de circuit sous pression

VI - Non production de chaleur pendant les temps morts

1) Un ou plusieurs centres ouverts en parallle 2) Plusieurs centres ouverts en srie 3) Limiteur de pression pilot avec charge/dcharge 4) Pompe cylindre variable auto-rgule

VII - Sparations de circuits

VIII - Alimentation deux puissances diffrentes (2 pompes)

IX - Vitesses diffrentes par montages diffrentiels de vrin

X - Circuits ferms recyclage d'huile

XI - Gavage de vrins de presse en vitesse d'approche


Sommaire gnral

XII - tanchit des circuits par contre pression

1) Bche sous pression 2) Clapet tar sur les retours

XIII - Asservissements en position

1) Asservissement sans contre - raction 2) Asservissement avec contre - raction 3) Asservissement avec contre - raction et centrage 4) Exemple de montage d'asservissement avec commande lectrique

XIV - Exemple - Montage avec circuit de servitude

XV - Exemple - Circuit deux pompes

XVI - Exemple - Machine tarauder

XVII - Exemple - Machine percer en srie

XVIII - Exemple - Direction hydraulique assiste

F - EXERCICES RSOLUS / Dbut de page

I - Pertes de puissance dans une conduite

II - Dtermination d'un diamtre de conduite

III - Dtermination d'un ensemble moteur/pompe pour une transmission

IV - Dplacement d'une charge avec un vrin

V - Freinage d'une charge

VI - Mouvements de charge vitesses contrles

VII - Dtermination d'un vrin grande course

VIII - Presse haute pression (avec multiplicateur)


Sommaire gnral

SYMBOLES NORMALISES (schmatisation) / Dbut de page

DIVERS (Articles et complments)

Fluides pour botes de vitesses automatiques Graisses

Liste des principaux constructeurs en hydraulique

Historique des versions du CDROM

Bonus sur ce CDROM

SUJETS DE DEVOIRS, EXERCICES ET PROBLEMES DIVERS


Index alphabtique

INDEX ALPHABTIQUE - Le premier chapitre indiqu est le principal . Page prcdente

A - B - C - D - E - F - G - H - I - L - M - N - O - P - R - S - T - U - V

l ACEA (Classification...)l Accumulateurs D-III-4 / E-II / E-XVl Additifs (pour huiles) B-IIIl Adresses Internet (ncessite une connexion)l AGMA (grade...)l API (norme) l Analyse des huiles B-IVl Aromatiquesl Asservissements E-XIIIl AAA (Association des auteurs autodits)l Autorgules (pompes) D-I-2 / E-III-2 / E-VI-4l Axiaux (pistons) D-I-2

Dbut de page

l Bches D-VIIl Base (huile de ... )l Bernoulli (thorme de)l Bibliothque de schmas (schmatque)l Blocs de raccordement D-VIIIl Botes de vitesses (Fluides pour ... automatiques)

Dbut de page

l Canalisations (rigides ou souples)l Caractristiques des huiles (par additifs)l Cavitation des pompes / Ecouter bruits de cavitationl Cavitation des moteurs (Empcher la) E-IVl Charge (maintien en) E-IIl Charge (perte de) A-II-5l Cintrage (des tuyauteries rigides ou souples)l Circuits (types/ouverts/ferms) C-IV-1/2 / E-Xl Clapets D-V-1 / E-XII-2l Clapet (distributeur ) D-V-3

file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/indexal.htm (1 sur 6)20/02/2009 02:08:55

Index alphabtique

l Clapets pilots D-V-2 / E-I-2 / E-XI / E-XVl Classes de pollution (NF E 48-655)l Codification des composants ...l Colmatage (anti-) D-VI-2l Commande proportionnelle > voir Proportionnelle ...l Composants hydrauliques (index direct)l Compounde (Huile...)l Comptage des particules B-IV-3 - Exemples de membranesl Configuration de votre ordinateur l Conduites hydrauliques (dimensions et rsistance) l Conjoncteurs-disjoncteurs D-III-4l Constructeurs (liste des principaux) l Contrle des huiles B-IVl Conversion d'units l Couple (pompes et moteurs) D-I-1l Cylindre D-I-1

Dbut de page

l Dbit et puissance A-Il Degr Engler : unit de viscosit / tableau de conversionl Dtendeur > voir "Rducteur de pression" D-III-2 / E-XIV / E-XVIl Diamtres des tuyauteries (et rsistance) l Diffrentiel (montage de vrin en) D-II-2l Distributeurs clapet D-V-3l Distributeurs commande proportionnelle D-V-4l Distributeurs tiroir D-V-3l Distributeurs pilots D-V-3l Distributeurs TOR D-V-3

Dbut de page

l Eau (contrle de l'eau dans les circuits)l Echangeurs de chaleur D-VIIIl coulements (type d') A-II-1 / A-II-5l Efficacit des filtres D-VI-3l Embases D-VIIIl Engler (degr): unit de viscosit / tableau de conversionl Engrenage (units ) D-I-2l Equivalence des grades de viscositl Euler (Formule d' ... - Flambage) D-II-4


Index alphabtique

Dbut de page

l Films (Ralisation de ... rtroprojeter)l Filtration D-VIl Filtrantes (membranes ... pour comptages de particules)l Filtres (Efficacit des) D-VI-3l Flambage (abaque de dtermination des tiges de vrin) l Flambage (tiges de vrins) D-II-4l Flexiblesl Freinage (valve de) D-III-5 / E-IVl Freinage des moteurs E-IVl Freinage d'une charge E-IV

Dbut de page

l Gavage (circuit de) C-IV-2 / E-Xl Grade (d'une huile) B-I-1/2l Grade (Equivalence des ...)l Graissesl Gravimtrie B-IV-4l Groupes hydrauliques D-VII

Dbut de page

l Historique des versions du CD l Huiles Bl Huiles de base minrales

Dbut de page

l Illustrations (catalogues des)l Indice (ou index) de viscosit B-I-3 / A-II-4 / dtails l Informations sur le CDROMl Internet (Adresses : ncessite une connexion)

Dbut de page

l Laminaire (coulement) l Lexiquel Limiteurs de dbit D-IV-1 / E-III-1


Index alphabtique

l Limiteurs de pression D-III-1 / E-III-1 / E-VI-3l Load-Sensing D-I-2-e / Schma

Dbut de page

l Mano-contacts D-VIIIl Manomtres D-VIIIl Membranes (aspect de ... pour comptage de particules)l Mesure de charge (load-sensing) D-I-2-e / Schmal Minrale (huile de base ...)l Modulaires (distributeurs) Distributeurs modulaires / E-VI-2l Moteurs D-I

Dbut de page

l Naphtniquesl Normes N de rfrence / G (schmas)

Dbut de page

l Orifices (dsignation) C-V / D-V

Dbut de page

l Palettes (units ) D-I-2l Parachute (valves)l Paraffiniquesl Particules (contrle) B-IV-3/4l Pertes de charge dans une conduite A-II-5l Pertes de charges : table de calcul (Excel) l Pertes de charge singulires A-II-6l Pertes (dans les circuits hyd.) C-III / A-II-5l Pistons (units ) D-I-2l Plaques D-VIIIl Pollution : Contrle / Dpollution / Classesl Pompes D-Il Position (maintien en) E-Il Pressions de service maxi des tubes acier / tableaul Pression (maintien en) E-IIl Proportionnelle (Carte de commande) D-V-6l Proportionnelle (Dist. com.) D-V-4


Index alphabtique

l Limiteur de pression com. prop. D-III-1 l Rducteur de pression com. prop. D-III-1

Dbut de page

l Radiaux (pistons) D-I-2l Rducteurs de pression D-III-2 / E-XIV / E-XVIl Rgulateurs de dbit D-IV-2 / E-XVI / E-XVIIl Reprage sur les schmas: voir codificationl Rtroprojection (planches pour)l Reynolds (nombre de) A-II-1l Rsistance des tuyauteries rigidesl Rhomtre B-IV-2

Dbut de page

l Schmas C-V / normes / symbolesl Schmatquel Sections actives (vrins) D-II-2l Squence (valve de) D-III-3 / E-V / E-IX / E-XI / E-XIVl Srie (distributeurs en) Distributeurs modulaires / E-VI-2l Service (API, CCMC ...) B-I-1/2l Servo-valves D-V-5l Singulire (pertes de charge...)l Spectrographie B-IV-6/7l Surveillance des huiles B-IVl Synthse (huile de) B-II

Dbut de page

l Timken (charge limite...)l Transmissions de puissance Cl Transparents (ralisation de ... rtroprojeter)l Turbulent (coulement) l Tuyauteries (rigides ou souples)

Dbut de page

l Units (conversion d')

Dbut de page


Index alphabtique

l Valves de squence D-III-3 / E-V / E-IX / E-XI / E-XIVl Valves (servo-) D-V-5l Vrins D-IIl Vrins (tableau de dimensions courantes)l Versions (Historique des ... du CD) l Viscosimtres B-IV-2l Viscosit cinmatique A-II-3 / B-I / B-IV-2l Viscosits conseilles (ncessaires)l Viscosit (contrle - mesure) B-IV-2l Viscosit dynamique A-II-2l Viscosit : quivalence des grades l Viscosit (indice) B-I-3 / A-II-4 / dtails l Viscosit : tableau diffrents fluidesl Viscosit (paramtres influant sur...)l Viscosit (unit de) A-II-2/3l Vitesse (contrle et variation de) E-III / D-IVl Vitesse de l'huile dans une conduite (valeurs courantes) A-I-1

Dbut de page


Ecoulements des fluides visqueux

A- COULEMENTS DES FLUIDES VISQUEUX Page prcdente

Dbit / Puissance / Nb Reynolds / Visc. dyn. / Visc. cin. / Variation visc. / Pertes de charges

Les coulements dynamiques des fluides sont dcrits par les expressions de Bernoulli et d'Euler. Nous n'tudierons pas dans ce chpitre ces expressions de dynamique des fluides, seul l'aspect hydrostatique nous concernant par ailleurs, sinon voir chpitre sur le thorme de Bernoulli.

I - Dbit et puissance dans une conduite:

1) Dbit volumique dans une conduite:

La zone hachure reprsente la rpartition des vitesses du fluide dans la conduite. Les vitesses ne sont pas constantes dans la section S car le fluide "accroche" aux parois. On considre alors la vitesse moyenne Vm. La relation entre le dbit volumique Qv, la surface de passage du fluide S et cette vitesse moyenne s'crit :

Units : Qv en m3/s , S en m2, Vm en m/s

Dans le reste de cet ouvrage on ne parle plus que de la vitesse moyenne.

On admet, en hydraulique industrielle, des vitesses dans les conduites de l'ordre de:

A l'aspiration : 0,5 1,5 m/s *

Au refoulement : 2 8 m/s

Au retour : 2 4 m/s

Dans les drains : 0,5 2 m/s *

* : il faut dterminer la perte de charge provoque et vrifier qu'elle est compatible avec le(s) appareil(s) concern(s). (>> Table de calcul des pertes de charges : PerteCharge.xls).

Dbut

2) Puissance hydrostatique transmise par un fluide:

Qv tant le dbit volumique et p la pression au point A alors la puissance hydrostatique transmise par le fluide au point A s'exprime par:

Ph = p.Qv

Units : Qv en m3/s , p en Pa , Ph en W.

file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/ecoul.htm (1 sur 5)20/02/2009 18:06:32


Rappelons que cette formule n'est valable que si l'nergie vhicule par le fluide est hydrostatique, le terme [ . v2 / 2] de la formule de Bernoulli doit donc tre faible devant la valeur de la pression ( = masse volumique du fluide).

II - Effets de viscosit, pertes de charge:

Dbut

1) Types d'coulements, nombre de Reynolds:

C'est la faon dont s'coule un fluide, on distingue deux types d'coulements :

- Le type laminaire pour lequel l'coulement du fluide est "calme" ; les lignes de courant (trajectoires des particules) restent stables et parallles entre elles.

- Le type turbulent pour lequel l'coulement est instable et alatoire. Il n'y a pas de lignes de courant (tourbillons, remous ...).

Dans un tube o se produit un coulement laminaire, on "trace" celui-ci avec une aiguille injectant du colorant. On constate que le colorant suit une ligne de courant, rgulire, caractristique des coulements laminaires.

Mme chose ci-contre mais avec un coulement turbulent. Il n'y pas de ligne de courant, les trajectoires sont dsordonnes et alatoires.

Le rgime turbulent se caractrise par une perte nergtique plus grande et une mission sonore importante (bruit dans les tuyauteries par exemple).

Le passage d'un type l'autre se fait de faon instable et imprvisible. On dfinit un nombre de Reynolds permettant de donner approximativement la "frontire" entre ces deux types d'coulement.

Nombre de Reynolds : R = V.Dh / (nombre sans dimension)

V = vitesse moyenne du fluide, = viscosit cinmatique du fluide (voir chapitres suivants)

Dh = diamtre hydraulique (intrieur!) de la conduite, dans le cas des conduites circulaires.

Si la conduite n'est pas circulaire, alors : Dh = 4.S/U (S = surface de passage, U = primtre mouill)

Pour un tube hydrauliquement lisse on admet que si R < 2000 alors l'coulement est de type laminaire et si R > 2300 alors l'coulement est de type turbulent (la frontire 2000 < R < 2300 est incertaine et caractrise l'apparition de l'coulement turbulent).

On remarque alors que l'apparition du type turbulent est favorise par l'augmentation de la vitesse ou la diminution de la viscosit.

2) Viscosit dynamique:

La viscosit est la proprit d'un fluide rsister sa dformation. Tous les fluides sont visqueux. On dfinit la viscosit dynamique par la rsistance au cisaillement d'un film d'huile (figure ci-aprs).



(mu) est la viscosit dynamique du fluide intercal entre les deux plaques mobiles l'une par rapport l'autre. F est la force ncessaire pour dplacer la plaque suprieure, v la vitesse de dplacement de cette plaque.

Cette dfinition de la viscosit est utilise pour les huiles moteur, botes de vitesses (norme SAE) ...

Units: F en N, S en m2, e en m, v en m/s, en Poiseuille.

Ancienne unit : poise = 10 g.cm-1.s-1 = 0,1 Poiseuille

centipoise = 10-3 Poiseuille

La valeur de la viscosit dynamique est significative, on peut comparer les valeurs de la viscosit de deux fluides quelconques, contrairement la viscosit cinmatique (voir tableau de diffrentes viscosits).

3) Viscosit cinmatique:

Pour la plupart des huiles industrielles, on utilise une autre dfinition de la viscosit: la viscosit cinmatique.

Celle-ci est gale la viscosit dynamique divise par la masse volumique du fluide et dsigne par la lettre (nu).

= /

Units: en Poiseuille, en kg/m3, en m2/s.

Cependant l'unit normalise (ISO) pour exprimer la viscosit cinmatique est le mm2/s, anciennement appele centi-Stokes (cSt).

La valeur de la viscosit cinmatique n'est pas significative, on ne peut comparer que les viscosits de fluide ayant des masses volumiques semblables (voir tableau de diffrentes viscosits).

Par exemple, l'air a une viscosit cinmatique de 15 mm2/s alors que celle de l'eau ne vaut que 1 mm2/s !

Il existe d'autres units pour dsigner la viscosit cinmatique: Le degr Engler E / La seconde Saybolt universel / La seconde Redwood commercial ... (Voir tableau de conversion mm2/s en Engler).

4) Paramtres physiques influant sur la viscosit: (Dbut)

- La temprature : l'augmentation de la temprature d'une huile a pour effet de diminuer sa viscosit (et inversement). La valeur de cette variation peut tre donne par des abaques (exemple ci-dessous) ou par l'indice de viscosit (chapitre B-I-3).



- La pression : l'augmentation de la pression d'une huile a pour effet d'augmenter sa viscosit. Par exemple, la viscosit d'une huile industrielle courante est dj double 350 bar ! On comprend l'importance de ce phnomne quand on pense que la pression dans les circuits hydrauliques dpasse parfois cette valeur. L'expression ci-dessous donne la viscosit " " la pression "p" (en bars) par rapport la viscosit pression atmosphrique (indice 0).

- Les agents extrieurs, comme les pollutions, font varier la viscosit d'une huile. Voir ce sujet le chapitre B-IV-2.

Dbut

5) Pertes de charges dans une conduite :

La viscosit d'un fluide a pour effet une perte de pression sur le trajet de 1 vers 2 dans une conduite ( constant). On exprime le rapport entre les pressions en 1 et en 2 par l'expression suivante:

pt s'appelle la perte de pression totale du fluide sur la distance 1-2 (mais on peut exprimer ptu comme perte de pression par unit de longueur).

Le terme perte de charge correspond la mme chose, mais elle est exprime en hauteur de liquide. Elle est surtout utilise en adduction d'eau : perte de charge =Ht =pt /( .g)

Dans le langage technique courant, on confond les deux notions en parlant le plus souvent de "pertes de charges", quelle que soit l'unit. C'est ce que l'on fera d'ailleurs dans cet ouvrage.

On peut exprimer ptu dans une conduite l'aide de deux expressions (R = nombre de Reynolds et = masse volumique). Voir dtermination du nombre de Reynolds et type d'coulement.

coulement laminaire : ptu = ( / 2) . ( V2 / Dh ) . ( 64 / R )

(Formule de Hagen-Poiseuille pour tubes hydrauliquement lisses)



coulement turbulent : ptu = ( / 2) . ( V2 / Dh ) . ( 100 . R ) - 0,25

(Formule de Blasius pour tubes hydrauliquement lisses et pour R 105)

Un tableur permet d'effectuer ces calculs rapidement : PerteCharge.xls

Mais le plus souvent, la perte de charge se dtermine, dans les conduites, l'aide d'abaques (ou nomogrammes). Les pertes de charges dans les appareils hydrauliques sont indiques par les constructeurs (en fonction du dbit, ou un dbit nominal). Les pertes de charges sur obstacles peuvent parfois tre dtermines par calcul (chapitre suivant).

La puissance hydraulique "perdue" en chaleur par une perte de charge vaut :

PQ = pt . Qv

Voir exercices F - I et F - II

Dbut

6) Pertes de charges singulires :

Une perte de charge est dite "singulire" lorsqu'elle est provoque par un obstacle localis : coude, vanne, distributeur, changement de de conduite, raccordement...

Les constructeurs de composants hydrauliques donnent la valeur de la perte de charge pour chaque composant.

La puissance hydraulique perdue en chaleur a mme expression que prcdement.

Voir tableau et calcul de quelques pertes de charge singulires

Dbut de la page


Pertes de charge singulires

CALCUL ET TABLEAU DE PERTES DE CHARGE SINGULIERES

Page prcdente

La perte de charge singulire pt peut tre calcule par l'expression:

pt = (C. .v2) / 2

est la masse vol. du fluide, v la vitesse du fluide et C une constante dpendant de la forme de l'obstacle. Cette constante est donne dans le tableau ci-dessous pour quelques obstacles.

On remarquera, dans cette expression, que la viscosit n'influe pas, seul l'effet dynamique est sensible (Effet d'Euler). Cette expression donne bien sr une valeur approche.

Schma de l'coulement Valeur de C

Racc. en T1,2

0,1

Racc. en Y

0,5

2,5 3

0,06 >

Rtrcissement: >>>>

Elargissement:

Pertes de charge singulires

Coude (90)

Rtrcissement: >>>>

Dbut de page

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Huiles / Contrles des huiles

B- HUILES Page prcdente

(Graisses) / Grade ISO / SAE-API / Indice visco. / Huile synthse / Additifs / Contrle des huiles

Contrles: Niveaux / Viscosit / Comptage particules / Autres

I - Grades normaliss et services :

Ne seront dcrites dans cette partie que les huiles, cependant un chpitre spar donne quelques indications sur les graisses.

1) Normes ISO - NF:

Plus particulirement destines aux huiles dites "industrielles" monogrades.

La norme ISO - NF dsigne une huile par un grade et un service rendu par cette huile (ou domaine d'application). La dsignation indique ci-aprs est succincte et ne donne pas toutes les caractristiques d'une huile. La norme complte et les indications du fabricant sont donc souvent ncessaires.

La viscosit indique dans le grade est fixe 40C avec une tolrance autour de cette valeur mdiane (voir ci-dessous). Les grades sont espacs par un facteur multiplicatif de 1,5 (changer de 1 grade = varier de 50% en viscosit).

Grade ISO Viscosit cinmatique mdiane 40 CLimites de viscosit

minimum maximum2 2,2 1,90 2,423 3,2 2,88 3,525 4,6 1,14 5,067 6,8 6,12 7,4810 10 9,00 11,0015 15 13,50 16,5022 22 19,00 24,2032 32 28,80 35,2046 46 41,40 50,6068 68 61,20 74,80100 100 90,00 110,00150 150 135,00 165,00220 220 198,00 242,00320 320 288,00 352,00460 460 414,00 506,00

file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/huiles.htm (1 sur 12)20/02/2009 18:08:29


680 680 612,00 748,001000 1000 900,00 1100,001500 1500 1350,00 1650,00

En hydraulique industrielle, on admet qu'une viscosit comprise entre 20 et 100 mm2/s ( la temprature de fonctionnement) est correcte. Cependant, il faut tenir compte de tous les organes mcaniques lubrifis par le fluide hydraulique (roulements, engrenages...). Voir viscosits ncessaires pour diffrents mcanismes

Catgories courantes d'huile pour circuits hydrauliques:

l HL : huiles minrales + proprits anti-oxydantes et anti-corrosion particulires. Elles prsentent un bon comportement vis--vis de l'eau. Elles sont prconises dans les installations moyenne pression lorsque des additifs anti-usure ne sont pas ncessaires.

l HM : fluides HL + proprits anti-usure particulires.l HV : fluides HM + proprits viscosit/temprature amliores.l Les fluides HM et HV sont les plus utiliss.l HG : fluides HM + proprits anti stick-slip (pour glissires de machines outils).l HSx : fluides de synthse.l HFxx : fluides difficilement inflammables. Les fluides HFC sont les plus utiliss.

Ces huiles ont un indice de viscosit voisin de 100, la variation de leur viscosit en fonction de la temprature est bien connue et standard (fig ci-dessous) :

Dbut

2) Normes SAE - API - CCMC - ACEA:

Plus particulirement destines aux huiles moteurs et botes de vitesses (rducteurs).

Il y a deux grades SAE, un pour une utilisation froid (suivi de la lettre W) et un pour une utilisation chaud. Le nombre indiqu dans le grade SAE est relatif la viscosit de l'huile une certaine temprature mais n'est pas directement



significatif, contrairement au grade ISO (voir correspondances ci-dessous).

Lorsqu'on indique ces deux grades pour une huile, on dit alors qu'elle est "multigrades".

Grades de viscosits SAE pour les huiles moteurs

Grade SAE

(10-3 Poiseuille) tC

t C de limite de pompabilit

(mm2/s) 100C mini maxi

0 W 3250 -30 - 35 3,8 -5 W 3500 -25 - 30 3,8 -

10 W 3500 -20 - 25 4,1 -15 W 3500 -15 - 20 5,6 -20 W 4500 -10 - 15 5,6 -25 W 6000 -5 - 10 9,3 -

20 - - 5,6 < 9,3 30 - - 9,3 < 12,5 40 - - 12,5 < 16,3 50 - - 16,3 < 21,9 60 - - 21,9 < 26,1

Grades de viscosits SAE pour les huiles trnsmissions

Grade SAE

t C maximale pour = 150 Poiseuille

(mm2/s) 100C mini maxi

70 W - 55 4,1 -75 W - 40 4,1 -80 W - 26 7,0 -85 W - 12 11,0 -

90 - 13,5 < 24,0 140 - 24,0 < 41,0 250 - 41,0 -

Pour passer d'un grade l'autre, voir quivalence des grades.

La dsignation pour ces huiles du service API permet de connatre les performances de l'huile ainsi dsigne.

Pour les huiles moteur, le service API s'indique avec deux lettres, la premire indique le type de carburant utilis dans le moteur (S = essence et C = Diesel), la deuxime indique la performance elle-mme, plus la lettre est leve dans l'alphabet et plus la performance est importante. Une mme huile peut avoir deux services diffrents pour deux carburants possibles (voir correspondances ci-dessous). (Voir prcisions sur les huiles moteur.)

Pour les huiles destines aux transmissions, les deux lettres GL sont suivies d'un chiffre donnant la performance. On peut trouver des indications supplmentaires, telles que EP = extrme pression ... (Voir grade AGMA).

Dbut

CLASSIFICATION API : S... : moteurs essence (S = Service)

l SD : Pour les moteurs essence de voitures de tourisme et de camions de 1968 1970. Une huile SC doit offrir une protection contre la formation de dpts haute (dtergence) et basse temprature (dispersivit). Une protection



supplmentaire est galement requise contre l'usure et la formation de rouille.l SE : Pour les moteurs essence de voiture de tourisme et de camions depuis 1971. Les huiles SE peuvent remplacer

les huiles SC. Par rapport la catgorie prcdente, l'huile SC offre une meilleure rsistance contre l'oxydation et contre la formation de "cold sludge" basse temprature. En outre, le moteur est mieux protg contre la formation de rouille.

l SF : Pour les moteurs essence des voitures de tourisme et de certains camions depuis 1980. Les huiles SF peuvent remplacer les huiles SE et SC. Les huiles SF ont de meilleures performances que les huiles SE en matire de rsistance au vieillissement et de protection contre l'usure.

l SG : Pour les moteurs essence des voitures de tourisme et de certains camions depuis 1989. Les huiles SG peuvent remplacer les huiles SF, SG, CC, SE ou SE/CC. Les huiles SG ont de meilleures performances que les huiles SF sur le plan de la rsistance la formation de dpts, de la protection contre l'usure et de la rsistance contre la corrosion.

l SH : Idem SG mais conditions de tests plus strictes.l SJ : Huile moteur de niveau SH, mais dveloppe en accord avec les systmes de certification API suivant des

critres d'essais multiples.

CLASSIFICATION API : C... : moteurs Diesel (C = Commercial)

l CC : Pour les moteurs diesel avec une description de service normale (moteur diesel lgrement suraliment) et moteur essence. Les huiles CC sont trs dtergentes et dispersives et protgent suffisamment les moteurs contre l'usure et la corrosion.

l CD : Pour les moteurs diesel fortement sollicits, haut rgime et soumis des pressions effectives moyennes leves, produites par turbocompression. Les huiles CD sont trs dtergentes et dispergentes et protgent suffisamment les moteurs contre l'usure et la corrosion.

l CDII : Pour les moteurs diesel deux temps conus pour des services svres. Limitation stricte de la formation de dpts et de l'usure. Les huiles CDII rpondent aux exigences de la classe CD prsente ci-avant mais satisfont par ailleurs aux tests de moteur GM deux temps normaliss effectus sur un Detroit 6V53T.

l CE : Pour les moteurs diesel trs sollicits avec turbocompression en circulation depuis 1983. Sont viss les moteurs de puissance leve rgime lev mais galement les moteurs lents qui dveloppent aussi une puissance leve. Les huiles CE peuvent remplacer les huiles CD sur tous les moteurs. Outre les exigences de la catgorie CD, ces huiles ont de meilleures proprits en matire de limitation de la consommation d'huile, de formation de dpts, d'usure et d'paississement de l'huile.

l CF : Voir CE avec addition d'un test de microoxydation. La protection des pistons et des gorges de segment est particulirement renforce.

l CG : Pour les moteurs diesel fortement sollicits. Rduction des dpts sur les pistons, de l'usure, de la corrosion, du moussage, de l'oxydation et de l'accumulation de suies haute temprature. Ces huiles rpondent aux besoins des moteurs adapts aux normes d'mission 1994.

l CH : Pour les moteurs diesel adapts aux normes d'mision 1998. Ces huiles sont destines garantir la dure de vie des moteurs dans les conditions les plus svres. Elles permettent une extension des intervalles de vidange.

Dbut

CLASSIFICATION API : GL... : Transmissions mcaniques

l API-GL-1 Pour transmissions d'essieux denture hlicodale et vis sans fin et certaines transmissions manuelles. Peuvent contenir des additifs: antirouille, antioxydant, antimousse et agent abaissant le point de solidification.

l API-GL-2 Pour transmissions vis sans fin auxquelles une huile GL-1 ne suffit pas.

l API-GL-3 Pour transmissions d'essieux denture hlicodale fonctionnant vitesse modre et service moyen auxquelles une huile GL-1 ne suffit pas.

l API-GL-4 Pour transmissions denture hlicodale et transmissions hypodes spciales appliques des vhicules qui fonctionnent dans des conditions de vitesse leve et de faible couple ou de vitesse rduite et de couple lev. Des



additifs anti-usure et extrme-pression sont assez souvent ajouts.l API-GL-5

Voir point prcdent mais dans des conditions de vitesse leve sollicitation extrme-faible couple et vitesse rduite couple lev. Des additifs anti-usure et extrme-pression sont trs souvent ajouts. Les lubrifiants rpondant cette spcification doivent donner une protection anti-grippage important

Le service API dfini par l'industrie amricaine est insuffisant pour les moteurs europens dont les rapports puissance / poids sont plus importants, et les conditions de fonctionnement plus svres. Une dsignation de service europen est donc utilise galement: c'est le service CCMC (voir correspondances ci-aprs).

Dbut

CLASSIFICATION CCMC : G... : moteurs essence

l G1 = niveau API SE + essais spcifiques europensl G2 = niveau API SF + essais spcifiques europensl G3 = niveau API SF pour les huiles de faible viscosit (5W30, 5W40, 10W30, 10W40) destines rduire la

consommation de carburant.

CLASSIFICATION CCMC : moteurs Diesel

l PD1 Pour voitures de tourisme; petits Diesel rapides combustion indirecte, y compris les moteurs quips de turbo. Caduque depuis 1990.

l PD2 Pour voitures de tourisme. Moteurs suraliments ou non.l D1 Pour vhicules industriels ( injection directe). = API CC/SE non suraliments en service peu svre.l D2 Pour vhicules industriels ( injection directe). = API CD suraliments ou non en service svre.l D3 Pour vhicules industriels ( injection directe). Huiles "SHPD" (Super Haute Performance Diesel) de niveau >

API CD et correspondant la spcification Mercedes (huiles anti-polissage) pour moteurs fortement suraliments en service trs svre.

l D4, D5 > CE et SHPD.

Une autre classification des constructeur europen existe: classification ACEA Voir aussi prcisions sur les huiles moteur.

Des spcifications particulires existent pour des fluides et des utilisations particulires, comme par exemple:

l Fluides pour botes de vitesses automatiques

Dbut

3) Indice de viscosit (IV):

L'indice de viscosit d'une huile caractrise sa qualit avoir une viscosit plus ou moins stable en fonction de la temprature.

Plus l'indice de viscosit est lev, moins la viscosit de l'huile varie avec la temprature.

Pour les huiles industrielles, fonctionnant souvent une temprature plus ou moins stable, l'utilisation d'une huile monograde IV = 100 est courante.

Par contre, pour un moteur subissant des carts de temprature dpassant 100C, une huile multigrades haut IV (140 200) est recherche.



Ci-dessous un abaque comparant quelques huiles moteur, on remarque que les huiles multigrades ont un IV plus fort que les autres, car elles imposent des impratifs de viscosit froid et chaud.

Plus la droite de variation de la viscosit est horizontale, plus l' IV est lev.

L'indice de viscosit est d'autant plus important que l'cart entre les deux grades est lev : Plus de dtails

Voir viscosits ncessaires / Equivalence des grades

Dbut

II - Huiles de synthse:

Ces huiles sont radicalement diffrentes des huiles minrales.

- Pour la production d'huile minrale on extrait du ptrole certaines catgories de molcules. Mais le procd n'est pas parfait: les molcules obtenues sont de tailles diffrentes, ce qui nuit l'homognit de l'huile et limite ses possibilits d'application. Des produits indsirables restent galement dans cette huile de base (par exemple : paraffines, solvants lgers...).

- Dans le cas de l'huile synthtique, au contraire, on fabrique la molcule dont on a prcisment besoin, si bien que l'on obtient une huile de base dont le comportement est voisin de celui d'un corps pur. En crant un produit dont les proprits physiques et chimiques sont prdtermines, on fait mieux que la nature. On rajoute ensuite les additifs ncessaires pour rpondre un service voulu.

Ces huiles ont des performances leves, en particulier pour des objectifs et des conditions de service difficiles. Cependant, elles sont chres produire et leur disponibilit dans le monde est limit. De plus, le choix d'un lubrifiant synthtique dpend du problme pos.



Les mlanges d'huiles de base d'origines diffrentes sont parfois possibles, toutefois une huile dite "synthtique" doit contenir moins de 15% d'huile minrale.

Ci-dessous quelques familles d'huiles de synthse :

Polyglycols

Bonnes proprits lubrifiantes, point clair lev. Haut indice de viscosit : 150 200, faible volatilit, bonne stabilit thermique, incompatible avec les huiles minrales.

Exemples d'utilisations : Polyglycol soluble l'eau : fluide difficilement inflammable, fluide d'usinage ... Polyglycol insoluble : fluide de frein, lubrifiant moteur, lubrifiant engrenage ...

Esters

Faible volatilit, bonnes proprits froid, bonne tenue thermique, bonne proprit solvante et bonne rsistance au cisaillement.

Exemples d'utilisation : graisse, turbine gaz, aviation, utilis comme additif (pouvoir lubrifiant lev).

Hydrocarbures synthtiques (polyalphaolfines)

Comportement froid performant, indice de viscosit lev. Selon la longueur de la chane, bonne proprit thermique.

Exemples d'utilisations : lubrifiant d' engrenages, compresseur ...

Silicone

Inerte chimiquement, grande rsistance la chaleur et l'oxydation. Hydrophobe, indice de viscosit lev (jusqu' 300), bonne proprit froid. Incompatibilit chimique avec de nombreux additifs. Pouvoir lubrifiant trs mdiocre.

Exemples d'utilisations : graisse, fluide hydraulique ...

Alkylbenznes Utilises dans les compresseurs (air, frigorifiques) pour la propret des clapets, compatibilit avec les fluides frigorignes, caloporteur...

Glycols Utilises dans les compresseurs (air, frigorifiques) pour la propret des clapets, compatibilit avec les fluides frigorignes, caloporteur...

Dbut

III - Additifs :

Une huile ayant les proprits demandes pour une utilisation donne est constitue : d'une huile de base (minrale, synthtique ...) et d'un certain nombre d'additifs, ajoutant chacun une proprit particulire.

Voici quelques exemples de proprits et d'additifs :

l Anti oxydant : protge les parties mtalliques de la corrosion.l Dtergent : tensio-actif vitant les dpts (particules, charbons ...) en maintenant en suspension dans l'huile ces

dpts.l Anti mulsion : vite le mlange de fluides trangers avec l'huile (de l'eau par exemple) et favorise la dcantation

de l'ensemble.l "Dsarant" : favorise la sparation des gaz de l'huile.l Indice de viscosit : des additifs permettent d'augmenter celui-ci.



l Additif extrme pression : renforce la tenue de l'huile pour des utilisations o le film d'huile a du mal se former (engrenages en particulier).

l Anti friction : diminue l'usure des surfaces lubrifies.l Compatibilit avec les lastomres.

Consulter le tableau de caractristiques des huiles, souvent garanties par des additifs.

IV - Contrle, surveillance et analyse des huiles :

La surveillance des huiles en fonctionnement a deux buts essentiels:

- surveiller l'huile pour vrifier son tat conforme.

- surveiller, travers l'huile, l'tat de l'installation. C'est souvent le but principal.

On estime 80% environ les dfaillances de circuits hydrauliques dues la pollution. Voir exemple.

Diffrents contrles sont possibles, mais tous ne sont pas utiliss en fonction du mcanisme (voir tableau d'utilisation).

Dbut

1) Contrle des niveaux et des consommations :

Un des moyens les plus simples consiste noter la consommation d'huile de l'installation par units de production (temps, nombre de pices ou de kilomtres ...). L'volution de cette courbe de consommation indiquera les drives de fonctionnement et permettra de prvenir les dfaillances (maintenance prventive conditionnelle : figure ci-dessous).

Dbut

2) Contrle de la viscosit: (NF T 30-100 - ISO 3104)

Une modification de la viscosit au cours du temps pourra signifier une dgradation de celle-ci, en indiquant parfois la cause probable.

Une lvation de la viscosit de l'huile, par exemple dans un rducteur, indiquera que celle-ci est usage et a perdu ses qualits lubrifiantes et EP (extrme pression).

Une diminution de la viscosit de l'huile dans un moteur thermique signifiera une dilution de celle-ci par le carburant utilis ...



Le contrle de cette viscosit peut se faire l'aide de plusieurs moyens, quelques uns sont dcrits ci-aprs :

a) Viscosimtre billes : on compare la vitesse de descente de deux billes dans deux tubes contenant respectivement, l'un l'huile contrler et l'autre une huile de rfrence. On lit directement la viscosit cinmatique en face de la bille reste en retard. L'chelle propose permet de connatre directement la viscosit 40C pour en dduire le grade ISO (ou 100C pour le grade SAE). Deux appareils distincts sont ncessaires, un pour les huiles industrielles IV = 100 et un autre pour les huiles moteurs IV = 150. Il faut faire trs attention ce que les tempratures des deux tubes soient identiques. Ce type de viscosimtre est bon march et pratique d'emploi sur le terrain, cependant les rsultats lus sont peu prcis et non normaliss (figure de l'appareil ci-dessous).

animation

b) Viscosimtre coupe : on mesure le temps d'coulement d'une certaine quantit d'huile contenue dans une coupe travers un orifice calibr perc sa base. Un nomogramme permet partir de ce temps d'obtenir la viscosit cinmatique. Le rsultat par cette mthode est plus prcis et normalis. Les coupes peuvent tre chauffes pour des mesures de viscosit diffrentes tempratures (mesure de IV), voir figure ci-dessous.

c) Rhomtre : Cet appareil mesure la viscosit dynamique de tous les fluides (newtoniens ou non). Cet appareil de grande prcision est peu employ pour les huiles dans l'industrie, car son utilisation est plus dlicate et son prix important. De la valeur du couple mesur on dduit la viscosit dynamique m (voir figure ci-dessous). Le bol peut galement tre chauff pour des essais temprature. Voir photos.



d) Contrle en continu sur canalisation :

Il s'agit de viscosimtre installs sur un canalisation, permettant de connatre la viscosit du fluide en continu. Utile pour contrler un process, s'interface facilement avec un ordinateur ou un automate.Voir l'image de ce type d'appareil.

3) Contrle des particules par comptage : (Dbut)

Les particules insolubles en suspension dans l'huile provoquent des usures et abrasion diminuant considrablement la dure de vie des matriels. On estime 80% environ les dfaillances de circuits hydrauliques dues la pollution. Voir exemple.

On filtre un chantillon d'huile sur un filtre trs fin (0,8 1,2 mm par exemple) puis on compte les particules insolubles qui ont t arrtes, suivant leur taille. Il y a des quipements de laboratoire performants et des quipements de chantier moins prcis mais transportables.

Ensemble de comptage Millipore

L'observation du filtre permet de compter les particules par tailles normalises. Le nombre de particules dans chaque taille est ensuite ramen un chantillon de 100 cm3. On dtermine ensuite une classe de pollution pour chaque taille. L'ensemble de ces classes forme le code de pollution de l'huile. Le nombre le plus grand de ce code est la classe de pollution de l'huile (plus le nombre de la classe est lev et plus l'huile est pollue).

On vrifie alors si l'huile est conforme pour l'utilisation que l'on en fait. On peut galement noter l'lvation de la pollution au cours du temps pour noter les drives (maintenance prventive conditionnelle).

Ci-dessous, classes de pollution dfinies par la norme NF E 48-655 :

Tailles (m)

Classes de pollution NF E 48-6551 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12



[2-5[ 2500 5000 10000 20000 40000 80000 160000 320000 640000 1280000 2560000 5120000[5-15[ 500 1000 2000 4000 8000 16000 32000 64000 128000 256000 512000 1024000[15-25[ 89 178 356 712 1425 2850 5700 11400 22800 45600 91200 182400[25-50[ 16 32 63 126 253 506 1012 2025 4050 8100 16200 32400[50-100[ 3 6 11 22 45 90 180 360 720 1440 2880 5760>= 100 1 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024

Nombres maximaux de particules, par tailles, rapports 100 ml de fluide analys

Voir quelques exemples / aspects de membranes

D'autres normes existent, par exemple:

- la norme NAS 1638, norme allemande totalement compatible avec la norme NF.

- la norme SAE 749 D, norme amricaine, mais les classes de pollution sont dfinies avec d'autres valeurs.

Classes de pollution recommandes ( titre indicatif):

- servomcanismes de haute prcision: classes 3 4

- circuits avec servo-valves classes 5 6

- hydraulique haute pression (pistons) classes 6 8

- hydraulique moyenne et basse pression classes 9 10

4) Contrle des particules par gravimtrie : (Dbut)

On effectue la mme manuvre que prcdemment, mais on mesure par pese la diffrence de masse du filtre entre avant et aprs la filtration de l'chantillon. La masse totale des particules permet de dsigner galement une classe de pollution normalise.

Ce contrle est plus dlicat raliser que le prcdent.

5) Contrle des particules par sparation magntique :

On spare les particules ferreuses d'une huile grce un champ magntique. L'observation de celles-ci au microscope permet de dterminer le taux et le type d'usure. Les particules non magntiques chappent bien sr au contrle.



6) Spectrographie infrarouge et ultraviolette :

La dcomposition d'une lumire hors du spectre visible permet de contrler la quantit et l'tat de certains additifs dans l'huile. Ces contrles ne peuvent tre raliss que par des laboratoires spcialiss.

7) Spectrographie de masse :

On analyse la lumire mise par la combustion (plasma) trs haute temprature d'un chantillon d'huile. L'tude du spectre lumineux permet de doser chaque constituant (Fe, Na, Cu, Al, Cr, Ni, Sn, Pb ...). L'analyse de ces constituants permet de savoir ce qui se passe dans l'installation (par exemple, l'apparition d'un taux anormal d'tain ou d'aluminium indiquera une usure anormale des coussinets dans un moteur ).

8) Contrle de l'eau :

La prsence d'eau dans une circuit hydraulique provoque des dgts graves: oxydation, destruction des additifs, colmatage des filtres... Cette eau provient gnralement d'une condensation (dans la bche, par exemple), mais aussi de pntration par les joints (vrins, arbres de moteur...). La teneur maximale gnralement tolre est de 0,05%.

Le contrle de l'eau en suspension se fait chimiquement: on ajoute un produit qui dgage un gaz, proportionnellement la quantit d'eau. La quantit de gaz dgag indique la teneur en eau.

Un procd plus rustique, mais pratique sur un chantier, consiste mettre une goutte d'huile sur une plaque fortement chauff (150 200C) : si l'huile "crpite", alors la teneur en eau est inacceptable. Ce procd rudimentaire ne donne bien entendu qu'un ordre d'ide et demande un peu d'exprience (et une bonne vue).

Haut de la page / Page prcdente


Viscosits Maxi - Mini - Optimales

EXEMPLES DE VALEURS DE VISCOSITES Page prcdente

Les trois tableaux suivants donnent des exemples de viscosits en utilisation. - Premier tableau: viscosits maximales en mm2/s - Deuxime tableau: viscosits minimales en mm2/s - Troisime tableau: viscosits optimales en mm2/s

Viscosit maximale (habituellement au dmarrage)

22000 Probablement le maximum pour que le lubrifiant puisse tre vers

11000Probablement le maximum pour une lubrification par projection ou par barbotage.

8600A peine pompable au moyen d'une pompe engrenage ou pistons - lubrifiant trop lourd pour tre utilis

2200

Limite suprieure pour un systme de lubrification automatique Limite suprieure pour une lubrification par circulation (bon entretien) Limite suprieure pour le constituant d'huile d'une graisse appliquer au pistolet

1000 Roulements

860

Pompes hydrauliques ailettes la temprature de dmarrage - pour empcher la cavitation et l'usure Huile lourde pour assurer une bonne pompabilit et une bonne pulvrisation

220

Gnrateurs de brouillard d'huile fonctionnant sans chaleur, la temprature minimale de service Pompe hydraulique piston ( la temprature de dmarrage) pour empcher l'usure

54 Systmes hydrauliques la temprature de fonctionnement

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Viscosits Maxi - Mini - Optimales

Viscosit minimale

33 Pour la lubrification des engrenages

30 Pour une pompe engrenage

21Roulements rouleaux sphriques

13

Autres roulements rouleaux Systmes hydrauliques Paliers lisses

4Mini pour supporter une charge dynamique

Viscosit optimale ( la temprature de fonctionnement)

25 Systmes hydrauliques

30 Paliers lisses

40 Engrenages cylindriques

75 Engrenages vis sans fin

Premier tableau / Deuxime tableau / Troisime tableau / Dbut de page

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Lexique

LEXIQUE: (Par ordre alphabtique du premier mot significatif) Page prcdente

A - B - C - D - E - F - G - H - I - J - L - M - N - O - P - R - S - T

ACEA : Association des Constructeurs Europens d'Automobiles (voir).

AFNOR : Association franaise de normalisation. Association (cre en 1928) qui coordonne l'ensemble des activits tendant au dveloppement de la normalisation, en servant d'intermdiaire entre les groupements scientifiques, professionnels, et les pouvoirs publics.

AGMA : American Gear Manufacturers Association - Une des activits de cette association est l'laboration et la promotion de normes relatives aux lubrifiants pour engrenages (voir grades AGMA).

ANTI STICK-SLIP : proprit d'une huile vitant le dcollement du film d'huile dans une glissire. Proprit de certaines huiles HG, par exemple.

A.P.I. : American Ptroleum Institut. Indique la qualit du service que peut rendre une huile. Dfinit galement d'autres normes.

ASLE : (American Society of Lubrication Engineers) - Ancienne dsignation de la STLE (Society of Tribologists and Lubrication Engineers).

ASTM : American Society for Testing and Materials : association tudiant les matriaux, leurs proprits, leur normalisation, leurs mthodes d'essais...

Dbut

BACHE : rservoir contenant l'huile d'un circuit hydraulique.

BERNOULLI (Daniel) : Famille de savants : Jacques 1er (Ble, 1654 - id., 1705) poursuivit les travaux d'analyse mathmatique de Leibniz (calculs diffrentiel et intgral), ainsi que son frre Jean 1er (Ble, 1667 - id., 1748), avec qui il se brouilla, et ses neveux Nicolas 1er (Ble, 1687 - id., 1759), Nicolas II (Groningue, 1695 - Saint-Ptersbourg, 1726) et Daniel (Groningue, 1700 - Ble, 1782). Daniel tendit son domaine la physique et fonda l'hydrodynamique. (voir thorme de Bernoulli).

BIPASSE : Canalisation ou dispositif de drivation qui vite le passage d'un fluide dans un appareil. quivalent anglais : "by-pass".

BROOKFIELD (Viscosit) : Viscosit, en centipoises, dtermine laide dun viscosimtre Brookfield (ASTM D2983). Le principe de fonctionnement du viscosimtre Brookfield consiste mesurer la rsistance la rotation que dmontre un axe qui tourne dans un fluide (sorte de rhomtre).

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Lexique

BY-PASS : Anglicisme. Canalisation ou dispositif de drivation qui vite le passage d'un fluide dans un appareil. quivalent franais : "bipasse".

Dbut

CARBONE (Rsidu de) : Pourcentage de carbone rsiduel aprs lexposition de lhuile des tempratures leves selon la mthode dessai D189 (Conradson) ou D524 (Ramsbottom) de lASTM.

CAVITATION : formation de bulles dans un fluide la suite d'une dpression dans celui-ci. La dpression peut tre provoque par une perte de charge, par un effet dynamique dans le fluide (augmentation brusque de la vitesse du fluide) ... Les bulles de gaz peuvent tre celles d'air dissous qui se dilatent brusquement ou la vaporisation des produits lgers de l'hydrocarbure. Ecouter un bruit de cavitation.

C.C.M.C. : Comit des Constructeurs du March Commun. Norme ou classification donnant les grades chaud et/ou froid d'une huile moteur. Dsigne galement d'autres normes.

CENDRE (Teneur en) : Rsidu incombustible que renferme un lubrifiant (ou un carburant), dtermin selon les normes ASTM D582 et D874 (cendres sulfates).

COMPOUNDE (Huile...) : Mlange spcial d'huile minerale additionne de petite quantits d'huiles grasses ou d'huiles grasses synthtiques. Elles sont utilises dans certaines applications en conditions mouilles pour empcher le lavage du lubrifiant des surfaces mtalliques. Les substances grasses permettent l'huile de se combiner physiquement avec l'eau au lieu de se laisser dplacer par elle. Comme les huiles grasses confrent un film solide aux surfaces mtalliques, les huiles compoundes sont souvent utilises dans des applications exigeant une meilleure onctuosit ou une plus grande rsistance aux charges de choc. Ces huiles ne sont toutefois pas recommandes pour un service exigeant une haute stabilit l'oxydation.

CONJONCTEUR : Dispositif qui assure la connexion d'un circuit lorsque la pression (en hydraulique) ou la tension (en lectricit) est suffisante.

Dbut

DETERGENT : Additif ajout dans les huiles moteurs et habituellement combin des dispersants. Un additif dtergent neutralise chimiquement les contaminants acides dans lhuile avant quils ne deviennent insolubles et ne se dposent pour former des boues. Les dtergents crent ainsi des composs neutres ou basiques qui demeurent en suspension dans lhuile. Les dispersants divisent les particules de contamination insolubles dj formes. Ces particules demeurent finement disperses ou en tat de suspension collodale dans lhuile.

DIESEL (Rudolf) (Paris, 1858 - au cours d'une traverse de la Manche, 1913), ingnieur allemand; inventeur du moteur qui porte son nom (1897).


Lexique

D.I.N. : Deutsches Institut fr Normung. Equivalent de l' AFNOR en Allemagne.

DISJONCTEUR : Dispositif dont l'ouverture se produit si la pression (en hydraulique) dpasse une certaine valeur (ou l'intensit en lectricit).

DISPERSANT : voir DETERGENT.

Dbut

ECLAIR (Point d') : Temprature minimale laquelle il faut porter un produit ptrolier ou un autre fluide combustible pour que les vapeurs mises sallument spontanment en prsence dune flamme.

ECOULEMENT (point d') : Utilis pour indiquer la fluidit basse temprature, il se situe 3C au-dessus de la temprature laquelle une huile peut encore couler librement.

ENGLER : Unit de viscosit cinmatique (degr Engler). La viscosit en E s'indique le plus souvent 50C. Le E est le rapport des temps d'coulement de 200 cm3 de l'huile en question et de 200 cm3 d'eau (appareil Engler).

E.P. : Extrme Pression : qualit d'une huile tenue renforce du film d'huile. Qualit souvent ncessaire dans les transmissions par engrenages.

EULER (Leonhard) : (Ble, 1707 - Saint-Ptersbourg, 1783), mathmaticien suisse. Savant universel, il publia de nombreux mmoires sur le calcul diffrentiel, l'astronomie, la navigation, la mcanique et la physique.

Dbut

FEU (point de) : voir "Point d'clair".

FLAMBAGE : ou flambement, dformation brutale, gnralement suivie de rupture, affectant une poutre trop lance soumise de la compression. Ce phnomne ne s'apparente pas la flexion.

Dbut

GRADE : caractrise la viscosit d'une huile une temprature donne. Attention, le grade n'indique pas forcment la viscosit en "clair".

GOUTTE (Point de) : Temprature laquelle une graisse passe de ltat semi-solide ltat liquide dans des conditions dessai.

Dbut


Lexique

HYDRODYNAMIQUE : seule l'nergie cintique (masse et vitesse : terme .v2/2.Qv de la formule de Bernoulli) caractrise l'nergie transporte par le fluide.

HYDROSTATIQUE : seule la pression et le dbit caractrisent l'nergie transporte par le fluide. L'nergie cintique est alors ngligeable.

HYPOCYCLODAL : mouvement d'un cercle roulant sans glisser l'intrieur d'un cercle fixe.

HYSTERESIS : Retard dans l'volution d'un phnomne physique ou chimique.

Dbut

I.S.O. : International Standard Organisation. Organisme qui qui tablit les normes internationnales reconnues, relatives aux aux produits, mthodes d'essai, grandeurs physiques... (http://www.iso.org/iso/fr/)

Dbut

JAMA : Association des constructeurs automobiles japonais (Japanese Automobile Manufacturers Association).

Dbut

LIMITE (Lubrification...) : Rgime de lubrification caractris par un contact partiel entre les deux surfaces de mtal.

LOAD-SENSING : Anglicisme qui veut dire "mesure de charge", montage utilis pour l'auto-rgulation des pompes.

Dbut

MONOGRADE : huile pour laquelle un seul grade est indiqu. Huiles utilises au voisinage d'une seule temprature. Huiles bas indice de viscosit (voisin de 100).

MULTIGRADES : huile pour laquelle deux (ou plus) grades sont indiqus. Huiles utilises plusieurs tempratures. Leur indice de viscosit est suprieur ceux des huiles monogrades (>=140).

MVMA : Associations des constructeurs automobiles amricains.

Dbut

N.A.S.: norme allemande.


Lexique

NEWTON (sir Isaac) (Woolsthorpe Manor, Grantham, 1642 - Kensington, 1727), mathmaticien, physicien et astronome anglais. A tabli, entre autre, les lois sur la gravitation universelle.

NEWTONIEN : se dit d'un fluide pour lequel les effets de viscosit sont proportionnels (linarit) aux diffrents paramtres (viscosit, surfaces mouilles, vitesse ou dbit ...). La plupart des huiles sont considres comme des fluides newtoniens.

NOMOGRAMME : ensemble de courbes permettant d'obtenir graphiquement un rsultat par simple lecture. Synonyme : abaque.

Dbut

ONGC : Office des Normes Gnrales du Canada.

Dbut

POISE : Unit de viscosit dynamique dans le systme CGS (vaut 100 Poiseuille)

POISEUILLE (Jean-Louis Marie) (Paris, 1799 - 1869), mdecin et physicien franais; connu pour ses tudes sur la viscosit.

Dbut

REYNOLDS (Osborne) (Belfast, 1842 - Watchet, 1912), ingnieur anglais; connu pour ses travaux sur la mcanique des fluides.

RHEOMETRE : Viscosimtre permettant de dterminer la viscosit dynamique de tous fluides (newtonien ou non).

Dbut

S.A.E. : Society of Automotive Engineers. Norme ou classification donnant les grades chaud et/ou froid d'une huile moteur. Dsigne galement d'autres normes (contrles d'huiles ...).

STLE : Society of Tribologists and Lubrication Engineers : Association amricaine traitant de l'usure, la lubrification, du frottement... (anciennement : ASLE).

STICK-SLIP : "proprit anti stick-slip" : proprit d'une huile dans une glissire ne pas dcrocher de son support et conserver un coefficient de frottement constant.

STOKES (Sir George Gabriel) (Bornat Skreen, 1819 - Cambridge, 1903), physicien anglais; connu pour ses tudes sur la fluorescence et la viscosit.


Lexique

Dbut

TIMKEN (charge limite...) : Mesure des proprits extrme-pression d'un lubrifiant. Lubrifi par le produit l'tude, un rouleau d'acier standard tourne sur un bloc. La charge limite Timken correspond la charge maximale pouvant tre porte sans qu'il se produise de rayage.

T.O.R. ou TOR : Acronyme pour "Tout Ou Rien". Un appareil TOR ne possde qu'un nombre fini d'tats (contrairement un appareil commande proportionnelle).

Dbut

Dbut de page


Indice de viscosit

L'indice (ou index) de viscositPage prcdente

L'indice de viscosit d'une huile caractrise sa qualit avoir une viscosit plus ou moins stable en fonction de la temprature.

Plus l'indice de viscosit est lev, moins la viscosit de l'huile varie avec la temprature.

L'indice de viscosit (IV ou VI) est un chiffre empirique indiquant la variation de viscosit d'une huile l'intrieur d'une marge de temprature donne. Il est dtermin en mesurant la viscosit cinmatique de l'huile 40C et 100C et en appliquant les tableaux ou les formules de la norme D2270 de l'ASTM.

La notion de Viscosity Index (V.I.) a t introduite en 1935 par Dean et Davis pour permettre de juger rapidement la courbe de viscosit d'une huile et sa tenue froid et chaud. On considre deux gammes d'huiles, l'une paraffinique faible variation de viscosit, laquelle on affecte l'indice 100, l'autre asphaltique forte variation, avec par dfinition l'indice 0. Ces deux gammes correspondaient l'poque aux produits caractristiques extrmes parmi les distillats ptroliers connus et provenaient respectivement de Pennsylvanie et du Texas. Soit une huile tudier dont la viscosit est U 40 C et V 100 C. Dans chaque srie de rfrence il existe une huile de viscosit V 100 C. Celle d'indice 100 a une viscosit L 40 C et celle d'indice 0 une viscosit H cette temprature. L'index de viscosit est donn par : VI = 100. (H-U)/(H-L) Les progrs du raffinage, ainsi que l'invention de lubrifiants synthtiques et d'additifs stabilisateurs de viscosit, ont permis d'obtenir des lubrifiants de viscosit plus stable que la meilleure huile de ptrole connue, atteignant des index de 130, 150, voire 200. On emploie alors une autre formule qui fait intervenir des coefficients de correction tenant compte de la viscosit. L'A.S.T.M. a publi des tables permettant la lecture directe de l'index de 100 200 lorsque l'on connat les viscosits 40 C et 100 C. Il existe galement un abaque permettant, par un simple rappel de droites, de dterminer l'index de viscosit largi (VIE) de 100 300, toujours en partant des mmes viscosits 40 C et 100 C.

L'ISO 2909:2002 dcrit deux modes de calcul de l'indice de viscosit (VI) des produits ptroliers et des produits connexes, tels que les huiles lubrifiantes, partir de leurs viscosits cinmatiques 40 C et 100 C.

Le mode A (ASTM D567) est applicable aux produits ptroliers dont l'indice de viscosit est infrieur ou gal 100.

Le mode B (ASTM D2270) est applicable aux produits ptroliers dont l'indice de viscosit est gal ou

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Indice de viscosit

suprieur 100

Ci-dessous, gammes de cet indice pour quelques huiles de base.

Catgories d'huiles VIhuiles minrales naphtno-aromatiques 0huiles minrales naphtno-parrafiniques 50-60huiles minrales parrafiniques 90-110huiles minrals issues d'un raffinage l'hydrogne 100-150

PAO et PIO (polyalphaolfines et polyinternalolefins) 120-170

PAG (polyalkylnes glycols) 130-250diesters 120-180esters de nopolyols 100-180silicones (polymthylsiloxanes) 80-400

GRADES SAE : huiles multigrades :

L'indice de viscosit est d'autant plus important que l'cart entre les deux grades est lev :

Type Grade(s) Indice de viscosit

Monograde 20 100Monograde 30 100Monograde 40 100Monograde 50 100Monograde 10W 100Multigrade 15W30 130Multigrade 20W50 130Multigrade 15W40 135Multigrade 10W30 140Multigrade 10W40 155Multigrade 5W30 160


Indice de viscosit

Multigrade 15W50 160Multigrade 0W30 170Multigrade 5W40 170Multigrade 10W50 170Multigrade 5W50 185

Page prcdente


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GRAISSES Page prcdente

Gnralits / Dfinition / Services / Compatibilit / Proprits / Graissage

Gnralits

On peut dfinir la graisse comme tant un produit solide ou semi-solide rsultant de la dispersion d'un agent paississant dans un lubrifiant liquide. On peut ajouter ce produit des additifs qui lui confreront des proprits particulires.

Les principaux facteurs agissant sur les proprits et les caractristiques d'une graisse sont:

l Le type et la quantit de l'agent paississantl La viscosit et les caractristiques physiques de l'huilel Les additifs

Une graisse doit:

l Rduire le frottement et l'usurel Protger contre la corrosionl Assurer l'tanchit des paliers pour empcher la pntration d'eau et de contaminantsl Rsister aux fuites, l'gouttement et au rejetl Rsister aux changements de structure ou de consistance en cours de servicel Demeurer mobile dans les conditions o elle est appliquel Etre compatible avec les joints d'tanchitl Tolrer ou repousser 1' humidit

Graisse ordinaire

Agent paississant Huile / lubrifiant Additifs5 20% 75 95% 0 15%

Graisse complexe Il s'agit d'une graisse similaire la graisse ordinaire, sauf que l'agent paississant est constitu de deux acides gras diffrents, dont l'un est l'agent complexant. Cela confre au produit final de bonnes proprits de rsistance aux hautes tempratures.

Huile de graissage Comme le pourcentage d'huile en poids est trs lev dans une graisse (de 75 % 95 %), il faut une huile de haute qualit et d'un grade de viscosit propre l'utilisation prvue. Une huile de faible viscosit convient gnralement aux tempratures basses, aux charges faibles et aux vitesses leves, tandis qu'une huile plus visqueuse convient gnralement aux tempratures leves, aux charges lourdes et aux vitesses faibles.

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Additifs

Les additifs qui entrent le plus souvent dans la composition des graisses sont:

Antioxydant Prolonge la dure de service d'une graisse

Extrme-pression Protge les surfaces contre les rayures - Garantit l'accrochage du film de graisse

Anticorrosion Protge les surface contre la corrosion

Anti usure Evite le contact mtal/mtal, rduit l'abrasion

Dfinition des graisses

Consistance et degr de duret de la graisse peuvent varier considrablement selon la temprature. Voici les neuf grades de graisses selon la classification du National Lubricating Grease Institute (NLGI):

Grade NLGI Pntration 25C (1/10 mm) Aspect / Dnom.000 445 - 475 trs fluide00 400 - 430 fluide0 355 - 385 semi-fluide1 310 - 340 trs molle2 265 - 295 molle3 220 - 250 moyenne4 175 - 205 dure5 130 - 160 trs dure6 85 - 115 extra dure

Les grades 2 et 3 correspondent l'utisation courante (paliers, articulations, roulements ...).

Stabilit au cisaillement - capacit d'une graisse rsister des changements de consistance sous l'effet du travail mcanique. des taux levs de cisaillernent la consistance d'une graisse tend changer (gnralement, elle se ramollit).

Sparation de l'huile - pourcentage d'huile qui se dissocie de la graisse en rgime statique (p. ex. stockage). Cette caractristique ne sert pas prvoir la tendance de l'huile se sparer en service (rgime dynamique).

Stabilit haute temprature - capacit d'une graisse conserver sa consistance, sa structure et ses


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caractristiques de rendement des tempratures suprieures 125 C.

Classification de service des graisses

Les cinq catgories ci-dessous relatives aux graisses pour service automobile ont t labores par le NLGI. Cette classification (ASTM D 4950) couvre les graisses conues pour la lubrification des composantes du chssis de mme que des roulements de roues des voitures de tourisme, des camions et des autres types de vhicules. Le NLGI classifie les graisses pour service automobile en deux principaux groupes.

Les graisses pour chssis sont dsignes par le prfixe L et les graisses pour roulements de roues sont dsignss par le prfixe G. Le tableau qui suit dcrit les cinq catogories.

Catgorie NLGI Service NLGI Caractristiques

LA

Intervalles de graissage frquents (< 3 200 km) service lger (application non critique)

Resistance l'oxydation, stabilit au cisaillement et protection contre la corrosion et l'usure

LB

Intervalles de graissage prolongs (> 3 200 km). Service de lger rigoureux (charges leves, vibrations, exposition l'eau)

Rsistance l'oxydation, stabilit au cisaillement et protection contre la corrosion et l'usure mme dans des conditions de charge leves et en prsence de contaminants aqueux. Plage de temprature de -40 C 120 C

GA

Intervalles de graissage frquents. Service lger (applications non critiques)

Plage de temprature de -20 C 70 C

GB

Service de lger moyennement rigoureux (voitures et camions en service urbain et autoroutier)

Rsistance l'oxydation et l'vaporation stabilit au cisaillement et protection contre la corrosion et l'usure. P-lage de tempr~ures de -40 C 120 C avec pointes occasionnelles jusqu' 160 C

GC

Service de lger rigoureux (vhicules effectuant des arrts frquents, remorquage de roulottes, conduite en terrain montagneux ...)

Rsistance l'oxydation et l'vaporation, stabilit au cisaillement et protection contre la corrosion et l'usure. Plage de tempratures de -40 C 120 C avec pointes frquentes jusqu' 100C et pointes occasionnelles jusqu' 200C

Compatibilit entre les graisses

Il faut quelquefois substituer une graisse une autre pour corriger un problme provoqu par un produit


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dj en service. Dans ce cas, si les agents paississants sont incompatibles, les proprits du mlange seront infrieures celles de chacun de ses constituants. Il est fortement conseill de purger l'ancienne graisse du systme avant d'en appliquer une autre.

Cependant, la compatibilit entre les graisses dpend de la temprature. A mesure que les tempratures sont plus leves, les problmes de compatibilit augmentent. Le tableau qui suit indique la compatibilit entre les principales graisses ( titre purement indicatif, cela dpend souvent des marques fabricantes). Le nombre indique la temprature (en C) partir de laquelle des problmes d'incompatibilit peuvent apparatre.

Savon complexe

d'aluminiumLithium

Savon complexe polyure

Savon complexe lithium

complexe de baryum Silice Argile

Lithium 140Polyure 130 145Lithium

(complexe) 150 170 155

Baryum (complexe) 165 153 170 160

Silice 115 NON 80 NON 170Argile 50 NON NON 180 170 75

Sulfonate de calcium (complexe)

95 120 NON 120 140 NON 90

Proprits des graisses

Le tableau suivant vous permettra de slectionner une graisse en fonction de son emploi et des exigences requises.

Graisses ordinaires Graisses complexes SynthtiquesType Calcium Lithium Sodium Aluminium Calcium Barium Lithium Polyure Bentone

Point de goutte C 80-100 175-205 170-200 260+ 260+ 200+ 260+ 250+ aucun

Temp. max C 65 125 125 150 150 150 160 150 150


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Caract. haute temp.

trs faibles bonne bonne excel. excel. bonne excel. excel. excel.

Caract. basse temp. moyenne bonne faible bonne moyenne faible bonne bonne bonne

Stabilit mcanique moyenne bonne moyenne excel. bonne moyenne excel. bonne moyenne

Rsistance l'eau excel. bonne faible excel. excel. excel. excel. excel. moyenne

Stab. l'oxydation faible bonne bonne excel. excel. faible bonne excel. bonne

Texture lisse lisse fib. ou liss. lisse lisse fibreuse lisse lisse lisse

Mthodes d'application des graisses

Le graissage excessif est la cause la plus frquente de la dfaillance des paliers. Le surplus de graisse accrot le frottement interne, ce qui peut porter la temprature du palier au-del du point de goutte de la graisse. Cela occasionne une sparation de l'huile et la graisse finit par perdre ses proprits lubrifiantes. Lorsqu'on graisse un palier ordinaire fendu, il faut s'assurer que la cavit de graissage n'est remplie qu'au tiers.

La frquence de graissage dpend des facteurs suivants:

Svrit du service Environnement . tat des joints d'tanchit Charges de choc ...

La diversit des systmes mcaniques est telle, qu'il faudra analyser chaque cas...

Gnralits / Dfinition / Services / Compatibilit / Proprits / Graissage / Dbut de page


Les huiles minrales

HUILES DE BASE

Page prcdente

Les huiles de base minrales ont pour origine essentiellement le raffinage du ptrole. On distingue trois grandes tendances caractres spcifiques particuliers:

Les paraffiniques:

l De couleur plutt vertel Masse volumique < 0,9 kg/dm3l Indice de viscosit proche de 100l Point d'aniline proche de 100 Cl point d'coulement de l'ordre de -10 C

Elles sont principalement utilises pour les huiles de graissage, de transmission hydraulique...

Les naphtniques:

l De couleur plutt bleuel Masse volumique > 0,9 kg/dm3l Indice de viscosit de 40 60l Point d'aniline proche de 70 Cl point d'coulement de l'ordre de -30 C

Elles sont principalement utilises pour les huiles isolantes ou dans les compresseurs frigorifiques...

Les aromatiques:

Trs instables, on ne peut les utiliser comme lubrifiants. Utilises comme solvants ou dans la fabrication des caoutchoucs, encres d'imprimerie...

Classification API des huiles de base

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Les huiles minrales

Groupe I Huiles d'indice de viscosit compris entre 80 et 120 ayant une teneur en soufre suprieure 300 ppm

Groupe II Huiles se distinguant du Groupe I par la teneur en soufre infrieure 300 ppm

Groupe III Huiles dont l'indice de viscosit est suprieure 120 et la teneur en soufre infrieure 300 ppm

Groupe IV Constitu de poly-alpha olfines Groupe V Constitu de Polyesters

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Transmissions de puissance hydrostatiques

C - TRANSMISSIONS DE PUISSANCE HYDROSTATIQUES

Gnralits / Qualits d'une T.P. / Pertes / Circuits ouverts-ferms / Rgles schmas

I - Gnralits :

Une transmission de puissance consiste vhiculer de l'nergie d'une source primaire un rcepteur, en changeant ventuellement sa "forme" (lectrique, mcanique, hydraulique...) et ses caractristiques (couple, vitesse, intensit...).

Dans les transmissions hydrostatiques, l'nergie primaire est mcanique (produite par un moteur lectrique, thermique ...) et l'nergie fournie au rcepteur est galement mcanique. Cette nergie est transporte sous la forme dbit x pression, ce qui explique la grande facilit de contrle et de rgulation que l'on a dans ces transmissions (voir ci-dessous).

Il va de soi que chaque transformation provoque une perte nergtique qui diminue le rendement global de la transmission de puissance.

Dbut

II - Qualits d'une transmission de puissance :Les qualits d'une transmission de puissance en gnral peuvent tre les suivantes :

Fondamentales :

l plage d'utilisation leve : c'est--dire la possibilit d'avoir des variations de vitesse et de couple dans des proportions importantes.

l avoir un rendement lev sur cette plage : le rendement global d'une transmission est gal au rapport de la puissance utilisable (rcepteur) sur la puissance primaire consomme (moteur).

Technologiques :

l faible encombrement

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l fort rapport puissance/massel faible inertiel pas de rupture de couple (couple maintenu vitesse nulle)l rversibilit (l'nergie peut circuler dans l'autre sens "frein moteur")

De maintenabilit :

l fiabilit l maintenabilit

conomiques :

l rapport cot/puissance initial faible (en /kW install)l cot de fonctionnement rduit

Dbut

Les transmissions de puissances hydrauliques sont particulirement performantes dans les domaines suivants:

l rapport poids / puissance trs faible (d'o utilisation sur engins mobiles)l grande souplesse en contrle - rgulation, donc plages d'utilisation levesl facilit de ralisation de certaines fonctions de commandel fiabilit et dure de vie importantes

En revanche, elles peuvent prsenter certains dsavantages dont les suivants :

l investissement parfois levl demandent une maintenance soigne (protection, filtration, surveillance ...)l et surtout : rendement mdiocre

Dbut

III - Pertes dans les circuits hydrauliques hydrostatiques :

Les pertes nergtiques (affectant le rendement) ont plusieurs causes. Ces pertes doivent bien sr tre limites si le but de l'installation est la transmission de puissance. En revanche, si le but est le mouvement de charges importantes, alors le seul ct proccupant sera la production de chaleur dans le circuit.

Les diffrentes causes sont nonces ci-aprs avec un ordre de grandeur de la perte nergtique en %.



l Pertes mcaniques : Il s'agit des frottements entre les diffrentes pices (1 2 %).l Pertes hydrodynamiques (pertes de charge) : Dues aux coulements dans les diffrents organes

et conduites (1 5 %).l Pertes par compressibilit : Dues la compressibilit de l'huile, affectent essentiellement les

pompes et moteurs. (2,5 10 %). La compressibilit du fluide provient des caractristiques intrinsques de l'huile et des gaz dissous (ou en mulsion).

l Pertes de gavage : Dans un circuit ferm (voir chapitre suivant), la pompe de gavage consomme bien sr de l'nergie (1 2,5 %).

l Pertes volumtriques : Dues aux fuites internes, affectent le rendement volumtrique (2 10 %). La valeur de ces pertes dpend bien sr de la qualit du matriel et de son domaine d'application. Ces pertes dpendent galement de la viscosit de l'huile employe et de l' ge du matriel.

Dbut

IV - Types de circuits (ouverts ou ferms):Ce chapitre est destin fixer le vocabulaire ncessaire mais ne dveloppera pas les dtails particuliers des circuits ferms.

Circuits ouverts / Circuits ferms

1) Circuits ouverts :

Le fluide hydraulique circule en repassant systmatiquement par la bche, pression atmosphrique.



Ces circuits sont les plus simples concevoir mais prsentent un inconvnient: en effet, la pompe aspirant la pression atmosphrique ( 1 bar de pression absolue), celle-ci ne peut crer qu'une perte de charge minime (de l'ordre de -0,2 bar maxi) dans la conduite d'aspiration la reliant la bche. En consquence, pour un dbit donn, la taille de la pompe devra tre relativement importante cause de ses tubulures d'aspiration (externes et internes).

Si la perte de charge l'aspiration venait augmenter, alors une cavitation (voir lexique) se produirait, dtriorant la pompe rapidement. (Ecouter bruits de cavitation).

Dbut

2) Circuits ferms :Pour remdier au dfaut prcdent il suffit de faire aspirer la pompe directement une pression beaucoup plus importante (dite pression de gavage) que celle de l'atmosphre. Pour cela le moteur recrachera directement son huile la pompe la pression de gavage. Les tubulures de la pompe peuvent donc tre de sections plus faibles.

Pour une mme puissance transmise, un circuit ferm sera donc plus compact qu'un circuit ouvert.

Malheureusement, les fuites internes au circuit doivent tre combles en permanence par une pompe annexe, dite de gavage. Les fuites internes pouvant varier de faon importante ( chaud, froid, matriel neuf ou usag ...), cette pompe de gavage doit tre largement surdimensionne et ncessite par consquent un trop plein. D'autre part, le volume d'huile dans le circuit ferm tant constant, les vrins simple tige en sont proscrits. On comprend alors qu'un circuit ferm, bien que plus performant en rapport poids/puissance, est beaucoup plus dlicat concevoir qu'un circuit ouvert (voir galement chapitre E-X).

Dbut



V - Rgles d'excution des schmas :

Les symboles pour composants des transmissions hydrauliques doivent tre composs des symboles de base et des signes de fonctions contenus dans les normes NF ISO 1219-1, NF E 04-056 et NF E 04-057.

Il sera bon de considrer galement que les symboles utiliss dans l'industrie peuvent prsenter des diffrences parfois importantes. Cependant il y a toujours une logique dans la reprsentation des fonctions hydrauliques, on pourra donc toujours se ramener un symbole normalis.

La comprhension des fonctions en hydraulique est donc prpondrante sur la reprsentation.

Symboles normaliss

Quelques rgles gnrales:

l Un symbole reprsente une fonction, un mode de fonctionnement, ou un mode de raccordement extrieur.

l Un symbole ne vise pas une reprsentation exacte d'un organe.l L'laboration de symboles reprsentant des fonctions plus complexes doit se faire par

combinaison des symboles de base et des signes de fonctions conformment aux rgles donnes par l' ISO 1219.

l Le symbole doit reprsenter la fonction normale, en position de repos ou neutre.l Les symboles indiquent la prsence de raccordements extrieurs, mais il n'est pas ncessaire

de reprsenter leur emplacement exact sur l'appareil.l Les lettres ventuellement reprsentes sont purement des marques et ne dcrivent pas les

paramtres ou les valeurs des paramtres.l Les symboles fonctionnels peuvent tre reprsents suivant n'importe quelle orientation sans

que leur sens en soit affect. Il est prfrable de choisir des incrments de 90.l Lorsqu'un seul bloc ou une seule unit de montage runit deux symboles ou plus, ces

symboles doivent tre entours d'un trait mixte fin dsignant un sous-ensemble.

Dbut

Certains repres dsignent les orifices sur les appareils et facilitent le travail .Il maintenant normaliss et sont utiliss par la plupart des fabricants :

P : orifice de raccordement de l'alimentation en pression.

T : orifice de raccordement du retour la bche.

A, B : orifices de raccordement des utilisations (vers les actionneurs).

X, Y : orifices de raccordement des pilotages (alimentation, retour).



L : orifices de raccordement des drains.

Une dsignation / reprage codifie est disponible dans la norme ISO 1219-2 (voir codification).

Dbut de page


Sommaire des composants hydrauliques

POMPES ET MOTEURS VRINS CONTRLE / RGULATION DE LA PRESSION

CONTRLE / RGULATION DU DBIT

OBTURATEURS (clapets, distributeurs ...)

DIVERS (filtres, changeurs, bche & groupes, manomtres, embases ...)

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Pompes et moteurs hydrauliques

hydra uli que industri elle

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