Les pompes hydrauliques à palettes sont des bêtes de somme courantes dans les systèmes hydrauliques, convertissant le mouvement mécanique en débit hydraulique. Il existe deux principaux types de pompes à palettes : simple palette (simple effet) et à double palette (double effet) pompes . Bien qu’ils partagent la conception de base d’une aube dans le rotor, leurs structures internes et leurs comportements diffèrent considérablement. Comprendre ces différences aide les ingénieurs et les acheteurs à choisir la pompe adaptée à une application. Dans les sections ci-dessous, nous expliquons le fonctionnement de chaque pompe, comparons leurs performances et soulignons où chacune est la mieux utilisée.
Pompes hydrauliques à palette unique (à simple effet)
UN La pompe hydraulique à palette unique est dotée d'un rotor excentrique à l'intérieur d'un stator circulaire. Le décalage du rotor fait s'étendre et se rétracter les aubes coulissantes à mesure qu'elles tournent. Cela crée des chambres scellées qui aspirent le fluide d'un côté et l'expulsent de l'autre . En une rotation complète, chaque chambre effectue un cycle d'aspiration et un cycle de décharge . En raison de la conception excentrique, le débit de sortie d'une pompe à simple effet peut être modifié en modifiant le décalage entre le rotor et le stator.
Ces pompes hydrauliques à palettes sont relativement simples et économiques. Ils ajustent facilement le débit , ce qui les rend utiles dans les systèmes où un débit variable est nécessaire (par exemple, circuits à vitesse réglable ou dépendant de la charge). Cependant, leur rotor décalé signifie également que les forces de pression sur les aubes et l'arbre sont déséquilibrées , générant des charges radiales sur les roulements. Pour cette raison, les pompes à palettes simples sont généralement limitées à des pressions inférieures (généralement jusqu'à environ 6 à 7 MPa) et sont utilisées dans des applications nécessitant des pressions modérées. Les utilisations typiques incluent les petites unités de puissance hydrauliques et les machines-outils où un débit faible à moyen est nécessaire.
Forme du stator : profil intérieur circulaire (rond).
Portage : Deux fenêtres de distribution (une aspiration, une refoulement) sur la plaque d'extrémité.
Fonctionnement : Une entrée et une sortie par tour de rotor.
Contrôle du débit : Déplacement variable (la sortie peut être ajustée).
Pression : modérée (typique max ~ 7 MPa).
Forces radiales : Déséquilibrées , puisque l'aspiration et la pression agissent sur des côtés opposés.
Pompes hydrauliques à double palette (double effet)
UN La pompe hydraulique à double palette (pompe à palettes à double effet) est dotée d'un rotor et d'un stator coaxiaux . La courbe intérieure du stator est elliptique et non circulaire. En pratique, le stator est conformé de manière à ce que deux paires de zones d'aspiration et de refoulement apparaissent lors de chaque rotation. Cela signifie que chaque chambre à palettes aspire le fluide deux fois et le refoule deux fois par tour . En d’autres termes, une pompe à double effet effectue deux cycles d’aspiration-refoulement par tour de rotor.
En raison de leur double action, les pompes à double palette fournissent un débit plus fluide avec des pulsations plus faibles. Ils équilibrent également les forces de pression : avec deux chambres d'aspiration opposées à deux chambres de pression , les forces radiales sur l'arbre s'annulent. Structurellement, les pompes à double effet ont une cylindrée fixe : le rotor est centré dans le stator, il n'y a donc aucun décalage pour faire varier le débit. Ces pompes sont conçues pour un service à haute pression . Les pressions de service typiques vont d'environ 7 à 10 MPa dans les conceptions standard et peuvent atteindre 20 à 30 MPa dans les modèles spécialisés haute pression.
Forme du stator : Profil intérieur elliptique.
Portage : Quatre fenêtres de distribution (deux aspiration, deux refoulement).
Fonctionnement : Deux cycles d'admission et deux cycles de sortie par tour de rotor.
Contrôle de débit : Cylindrée fixe (débit constant pour une vitesse donnée).
Pression : élevée (généralement 6,8 à 10,3 MPa ; peut dépasser 20 MPa avec une conception spéciale).
Forces radiales : équilibrées , grâce à des zones d'aspiration/refoulement symétriques.
Comparaison des performances
Ces différences structurelles entraînent des contrastes de performances notables :
Fluidité du débit : les pompes à double palette (avec plus d'aubes et deux cycles de pompage par tour) produisent un débit plus constant et des pulsations plus faibles que les pompes à une seule palette. Cela les rend adaptés aux machines de précision. Les pompes à palette unique, avec moins d'aubes et un seul cycle par tour, ont des ondulations de débit plus importantes.
Capacité de pression : les pompes à double effet gèrent des pressions plus élevées . Ils fonctionnent souvent autour de 7 à 10 MPa et peuvent atteindre 20 à 30 MPa avec des améliorations de conception. Les pompes à simple effet atteignent généralement un maximum d'environ 6 à 7 MPa..
Ajustabilité : un avantage clé de la pompe à palette unique est sa cylindrée variable. En ajustant le décalage rotor/stator, son débit change. Les pompes à double palette n'ont pas cette fonctionnalité ; leur débit est fixé par conception.
Fonctionnement équilibré : les pompes à double palette ont des forces hydrauliques équilibrées, ce qui réduit la charge sur les roulements et prolonge la durée de vie. Les pompes à palettes uniques ont des forces déséquilibrées inhérentes, elles génèrent donc des charges latérales.
Bruit et efficacité : Généralement, le débit plus fluide des pompes à double palette peut signifier une réduction du bruit et des vibrations. (Certaines sources notent que les pompes à double effet fonctionnent généralement plus silencieusement que celles à simple effet.) Les pompes à simple effet peuvent également être silencieuses, d'autant plus que leur conception simple présente souvent un faible frottement mécanique.
Applications et utilisation
Le choix entre des pompes à palettes simples ou doubles dépend des exigences du système :
Quand utiliser les pompes à palette unique : elles sont idéales pour les applications à pression faible à moyenne avec des besoins de débit variable. Par exemple, ils conviennent aux petites unités de puissance hydrauliques, aux équipements industriels généraux et aux machines-outils où vous pouvez inverser le débit ou ajuster la vitesse. Leur construction plus simple et leur sortie réglable les rendent flexibles dans de tels rôles.
Quand utiliser les pompes à double palette : elles brillent dans les applications à haute pression et à haut débit . Les machines lourdes, les équipements de construction, les systèmes hydrauliques automobiles (comme la direction assistée) et les grandes presses ont souvent besoin du débit constant et puissant d'une pompe à double palette. Parce que leur flux est très fluide et leurs forces équilibrées, ils sont préférés là où la stabilité des performances et la longévité sont essentielles.
En résumé, les pompes à une seule palette offrent simplicité et contrôle du débit pour les besoins en basse pression, tandis que les pompes à double palette offrent une pression plus élevée et un débit constant pour les tâches exigeantes. La décision dépend du débit, du niveau de pression et des priorités du système telles que le bruit ou la possibilité de réglage.
FAQ
Q : À quoi sert une pompe hydraulique à palette unique ? R : Les pompes à palette unique (à simple effet) sont utilisées dans les systèmes hydrauliques qui nécessitent un débit modéré et une cylindrée variable. Ils sont courants dans les petites unités hydrauliques, les machines-outils et les équipements similaires où le débit peut devoir être ajusté. Ces pompes fonctionnent bien à des pressions plus basses et peuvent inverser le sens du débit en modifiant le décalage du rotor.
Q : À quoi sert une pompe hydraulique à double palette ? R : Les pompes à double palette (double effet) sont choisies pour les applications à haute pression et à haut débit. Ils délivrent deux cycles de pompage par rotation, donnant un débit très constant. Cela les rend idéaux pour les machines lourdes, les presses haute pression et les systèmes hydrauliques automobiles. Ce sont des pompes à cylindrée fixe, elles fournissent donc un débit constant à haute pression.
Q : En quoi les pompes à palettes simples et doubles diffèrent-elles structurellement ? R : La principale différence structurelle réside dans la disposition rotor/stator. Les pompes à palette unique ont un rotor excentrique à l'intérieur d'un stator rond avec deux ports, de sorte que chaque palette pompe une fois par tour. Les pompes à double palette ont un rotor centré dans un stator elliptique avec quatre ports, de sorte que chaque palette pompe deux fois par tour. Cela signifie que les pompes doubles ont plus d'aubes et des cycles d'admission/décharge supplémentaires.
Q : Quel type de pompe à palettes peut ajuster son débit ? R : Seule la pompe à palette unique (à simple effet) peut faire varier sa cylindrée. Sa conception excentrique permet au centre du rotor de se déplacer par rapport au stator, modifiant ainsi le volume de la chambre et donc le débit. Les pompes à double palette ont une position de rotor fixe et délivrent un débit constant pour une vitesse donnée.
Q : Quelle pompe gère une pression plus élevée, à simple ou double palette ? R : Les pompes à double palette supportent des pressions nettement plus élevées. Les pompes à palettes standard à double effet fonctionnent autour de 6 à 10 MPa et les versions spéciales atteignent 20 à 30 MPa. Les pompes à palettes simple effet sont généralement limitées à environ 6 à 7 MPa pour éviter une contrainte de déséquilibre excessive.
Q : Les pompes à palettes présentent-elles des inconvénients ? R : Les pompes à palettes simples et doubles nécessitent une huile propre et une fabrication précise. Ils sont sensibles à la contamination (les petites particules peuvent coincer les aubes) et comportent des composants complexes. Comparées aux simples pompes à engrenages, elles sont plus compliquées. De plus, les pompes à palettes s’amorcent mal d’elles-mêmes, de bonnes conditions d’admission sont donc nécessaires. Malgré ces problèmes, leur efficacité et leurs performances les rendent précieux dans les bonnes applications.
