259S - Principe de Fonctionnement Des Machines

STAGE MAINTENANCE : PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES DIFFERENTES MACHINES

Centre de Perfectionnement FRANCIS MONNOYEUR

Codification 259 S

Ce document est la propriété de BERGERAT MONNOYEUR et ne peut être communiqué ou reproduit sans son autorisation.

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES DIFFERENTES MACHINES

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION ....................................................................................................................... PAGE 1 LES CHARGEURS SUR PNEUS .............................................................................................. PAGE 2 LES CHARGEURS SUR CHAINES...........................................................................................PAGE 10 LES PELLES SUR CHAINES....................................................................................................PAGE 11 LES PELLES SUR PNEUS .......................................................................................................PAGE 12 LES TRACTEURS SUR CHAINES............................................................................................PAGE 14 LES TRACTOPELLES ET CHARGEURS TELESCOPIQUES ..................................................PAGE 16 LES TOMBEREAUX..................................................................................................................PAGE 18 LES NIVELEUSES.....................................................................................................................PAGE 20

Rédigé par : Zohrab LAMY CPFM

Vérifié par: Roger LECULLIEZ Référence Document 259

Approuvé par: François DEQUENNE Version : Page A

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES DIFFERENTES MACHINES

INTRODUCTION

Ce document a pour objectif de donner un aperçu très succinct du fonctionnement de la plupart de nos machines, sans entrer dans le détail de chacune d’elles. Le public visé correspond aux Mécaniciens ne connaissant pas ou peu la cinématique des machines.

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LES CHARGEURS SUR PNEUS Les Skid-steer

SKIDSTEER

S

DISTRIB UTEUR

MOTEUR HYDRAULIQUE

D'EQUIPEMENT

POMPE DE

POMPE

GAVAGE

D'EQUIPEMENT

POMPES DE TRANSLATION

MOTEUR THERMIQUE

MOTEUR HYDRAULIQUE ZL 151002-1

Les Skid-steer sont des chargeurs compacts hydrostatiques, dotés de deux pompes et de deux moteurs hydrauliques de translation. Afin d’assurer un fonctionnement en 4*4 permanent, le constructeur utilise une transmission finale par chaines. Compte tenu de la configuration de la translation (une boucle hydrostatique par côté), la direction se fait par ripage des pneus. Il est par ailleurs important de veiller à ne pas avoir une différence d’usure des pneus avant / arrière trop prononcée, ceci pouvant nuire au bon fonctionnement des tandems, en particulier en ligne droite et à grande vitesse.

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LES CHARGEURS SUR PNEUS Les Skid-steer

SKIDSTEER: TENSION DES CHAINES

Outillage de tension: 159-3337

6 à 8L d'huile moteur, selon modèle; vidange à 1000h

Flèche maxi: 40mm; valeur spécifiée: 15mm

ZL 151002-2

Attention : pour limiter l’usure des tandems il est conseillé de vérifier périodiquement la tension des chaînes. L’accès à la trappe de contrôle latéral se fait aisément ; il est cependant souhaitable de se munir de pâte à joint ou d’un joint neuf, ainsi que de l’outillage de tension des chaînes. Afin d’avoir une meilleure accessibilité il est préférable de déposer les pneus, machine calée correctement. La procédure complète de vérification de tension des chaînes, ainsi que les périodicités de vidange (+ contenances) apparaissent dans le manuel de conduite et d’entretien de la machine.

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LES CHARGEURS SUR PNEUS Les chargeurs compacts

CHARGEURS COMPACTS

POMPE DE VENTILATEUR POMPE D'EQUIPEMENT ET DE DIRECTION POMPE DE GAVAG

DISTRIBUTEURS

MOTEUR HYDRAULIQUE DE

D'EQUIPEMENT

TRANSLATION

E

POMPE DE TRANSLATION

MOTEUR THERMIQUE

ZL 151002-3

Les chargeurs compacts combinent la technologie des chargeurs de gamme moyenne, tout en adoptant une transmission hydrostatique. On dispose donc d’une pompe et d’un moteur hydraulique de transmission avec deux gammes de vitesses (tortue ou lièvre), le moteur étant monté sur l’essieu arrière. Les ponts avant et arrière sont équipés de différentiels, mais pas d’inter-pont. La direction reste classique, la machine s’articule autour de son centre. Le freinage est obtenu par la combinaison de l’hydrostatique d’une part, et de disques de freins (un disque sec au niveau du pont avant pour les 902 et 906, et disques humides dans le pont avant pour le 908) ; le frein de parc est dans tous les cas obtenu par un disque sec placé vers le pont avant.

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LES CHARGEURS SUR PNEUS Les chargeurs compacts

Frein de parc + frein de service (902-906)

Frein de service 908

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LES CHARGEURS SUR PNEUS Les petits chargeurs industriels

Les petits chargeurs industriels se positionnent entre la gamme compacte et les chargeurs de gamme moyenne. On retrouve des technologies similaires pour les équipements, la direction et les freins. En revanche la transmission varie d’un modèle à l’autre : hydrostatique sur les 914G / IT14G, et boite de vitesses à arbres parallèles sur les autres. Cas de l’IT14G : Le constructeur a opté pour un principe de transmission identique à celui des chargeurs compacts, à la différence près que l’IT14G / 914G dispose en standard Bergerat Monnoyeur de deux moteurs hydrauliques de translation montés sur le pont arrière, de part et d’autre du cardan de transmission. Ces moteurs, en prise constante, sont de cylindrées différentes, ce qui procure deux gammes de vitesses, obtenue en fonction du changement de cylindrée de chacun d’entre eux. L’IT14G / 914G est la seule machine dans la gamme CAT à disposer de cette particularité. Sa vitesse maximum atteinte est d’environ 35 km/h.

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LES CHARGEURS SUR PNEUS Les petits chargeurs industriels

Cas des autres chargeurs industriels : Ces petits chargeurs disposent d’une boite de vitesses à arbres parallèles, liée au moteur par l’intermédiaire d’un convertisseur de couple. Le système de commande utilisé est l’ « Autoshift » ; le chauffeur alimente électriquement par son levier de commande des électrovalves qui autorisent ou non le pilotage hydraulique des commandes d’embrayages de transmission. Note : l’ « autoshift » permet une automatisation de la montée et de la descente des vitesses. Des électrovalves « tout ou rien » sont commandées par un boîtier électronique pour le passage des vitesses.

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LES CHARGEURS SUR PNEUS Les chargeurs de la gamme moyenne

Les chargeurs sur pneus de la gamme moyenne (voire même les gros chargeurs) sont équipés d’une transmission powershift. Le principe de commande a évolué dans le temps, des commandes mécaniques (bloc LRTP), électro-mécaniques (bloc ELRTP), aux commandes électro-hydrauliques (ECPC). La chaîne cinématique de transmission se compose d’un convertisseur de couple, une boite powershift, une boite de transfert permettant d’entraîner les cardans avant et arrière de la machine. L’hydraulique d’équipement a aussi évolué ; on retrouve les commandes traditionnelles à pilotage hydraulique, mais aussi des commandes électriques sur les machines équipées du volant quart de tour), permettant une gestion électronique de l’hydraulique d’équipement afin d’obtenir une souplesse accrue lors du fonctionnement du chargeur, un meilleur contrôle du chargement, voire même l’auto-chargement (option auto-dig, à venir).

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LES CHARGEURS SUR PNEUS Les chargeurs de la gamme moyenne

950G STEERING PUMP

Les moteurs des séries G2, et des 988G / 992G sont à injecteurs pompes de type MEUI, HEUI (gestion électronique). Cela sous-entend que la filtration du fuel se doit d’être particulièrement poussée ; aussi les bouchons des réservoirs de fuel sont munis d’un tampon de filtration sur la réaspiration d’air dans le réservoir. Ne pas oublier de changer ce filtre lors des visites d’entretien.

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LES CHARGEURS SUR CHAINES 953C – 963C – 973C

953C Pompe de translation droite transfert

Réservoir hydraulique

Moteur

Moteur de translation droit Moteur de translation gauche Pompe de gavage Pompe d'équipement Pompe de

Réservoir de translation gauche fuel

ZL 110901-1

Les chargeurs sur chaînes sont dotés d’une transmission hydrostatique à gestion électronique, ce qui fait leur particularité. On retrouve donc deux boucles pompe – moteur, soit une par côté. L’ensemble est complété par une pompe de gavage (montage 953C, deux pour les 963C et 973C). La pompe d’équipement se trouve placée entre les deux pompes de translation. Le réservoir d’huile d’hydraulique et de transmission est identique pour les 953C et les 963C, alors que les 973C bénéficient de deux réservoirs séparés. Il est recommandé de prendre toutes les dispositions qui s’imposent pour parer aux problèmes de pollution, ces machines y étant très sensibles.

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LES PELLES SUR CHAINES Gamme moyenne

PELLES SUR CHAINES

Moteur d'orientation

Moteur de translation

ZL 120901-1

Les pelles sur chaînes sont conçues avec un circuit hydraulique très élaboré, avec un réservoir unique (équipement, translation, rotation). Comme pour les autres machines il est indispensable d’être très vigilants sur les problèmes de pollution lors des opération d’entretien de la machine. Pour les nouvelles séries (C), il existe une procédure de remise à zéro des compteurs d’heures d’entretien, via E.T. ou le tableau de bord (cf. document CPFM n° 550S) pour plus de détails. Attention : lors des opérations de lavage de la machine à l’eau chaude, il est préférable de ne pas insister démesurément au niveau de la couronne d’orientation, ceci pouvant faire fondre les graisses contenues dans ce secteur, ce qui se traduit par une usure prématurée de ce système. Par ailleurs il est conseillé de bien faire attention à ne pas laisser d’eaux stagnantes au niveau du réducteur d’orientation (trou d’évacuation prévu à cet effet).

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LES PELLES SUR PNEUS M300 hors série C

PELLES A PNEUS

RADIATEU RS

Pompe d'équipement / translation MOTEUR Pompe de

Moteur d'orientation

Pompe d'orientation

RESERVOIR HYDRAULIQUE

CONTRE POIDS

direction Pompe de pilotage

RESERVOIR DE

CABINE

FUEL

Batteries

ZL 240901-1

Les pelles sur pneus, de fabrication allemande, différent quelque peu des autres pelles (emplacement des composants, tableau de bord, communication avec la machine). On dispose de quatre pompes (pilotage, direction, équipement / translation, orientation), entraînées par le moteur thermique. Le réservoir hydraulique est unique et sert à fournir l’huile nécessaire à toutes les applications liées à la machine. La direction est, au détail près, identique à celle des autres machines ; seules les roues avant sont exploitées. L’orientation est un circuit de type boucle fermée (hydrostatique). On retrouve une pompe et un moteur hydraulique à deux sens de flux, un circuit de gavage, et tous les attributs d’un circuit « boucle fermé » classique.

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LES PELLES SUR PNEUS M300 hors série C

PELLES A PNEUS

FREIN DE SERVICE

BOITE

CONTRE POIDS

MOTEUR HYDRAULIQUE

POSITION FREIN DE PARK = blocage mécanique de boite (vidange des 2 embrayages) ZL 240901-2

La transmission des pelles à pneus est particulière, dans ce sens où elle combine un moteur hydraulique, couplé à une boite de vitesses à deux rapports ressemblant étrangement à une boite « powershift ». Cette boite de vitesses entraîne le cardan, qui lui-même est lié aux essieux avant et arrière via deux différentiels. L’essieu avant peut est oscillant, il peut être bloqué hydrauliquement (commande électrique au tableau de bord), selon les conditions d’utilisation de la machine (compte tenu de la forme triangulaire du châssis, adhérence maximale lors de la translation, ou alors rigidification de l’ensemble lors des phases de travail). Les freins sont de type multidisques immergés dans les moyeux de roues en ce qui concerne les freins de service, et pour le frein de parc, on effectue un blocage mécanique en vidangeant les deux embrayages de la boite de vitesses. Il convient donc de s’assurer que les roues sont bien à l’arrêt avant d’enclencher le frein de parc sur ce type de machine. Attention : ne pas remorquer en force, voir la procédure dans le manuel de conduite.

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LES TRACTEURS SUR CHAINES Direction par embrayages latéraux

Con verti sse ur

Réducteur

Moteur

Boîte de vitesses

Réducteur

Les tracteurs sur chaînes sont de conception relativement simple ; ils ont connu quelques évolutions dans le temps (notamment au niveau de la transmission), mais leur chaîne cinématique n’a pas été modifiée. On retrouve le moteur, qui entraîne le convertisseur, lui-même entraînant la boite de vitesses via un cardan. La pompe d’équipement, de type Load Sensing, est flasquée à gauche du convertisseur alors que les pompes de transmission (reprise, transmission, convertisseur) sont fixées à droite (pompes non représentées). La boite de vitesses est de type Powershift, à commandes LRTP pour les plus anciens, ECPC pour les plus récents (séries M et R) et ELRTP ou ECPC pour les plus gros (D10R et D11R). La direction se fait par embrayages latéraux, c’est à dire que l’on peut débrayer (voire freiner) l’une ou l’autre des chaînes, tout en laissant la seconde en prise afin de faire pivoter la machine. L’équipement, de type Load Sensing, se voit muni de commandes pilotées sur les modèles R série 2, électroniques sur les gros tracteurs.

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LES TRACTEURS SUR CHAINES Les tracteurs à direction différentielle

M ote ur

Convertisseur

Réducteur

Boîte de vitesses

Différentiel

Réducteur

Les tracteurs à direction différentielle se distinguent par la suppression des embrayages latéraux, remplacés par un moteur hydraulique entraînant un différentiel. Cela permet de générer une différence de rotation entre les chaînes, sans perte de vitesse de translation lors des changements de direction. On retrouve ce montage sur les bouteurs de taille moyenne (D6 à D9).

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Réducteur

Moteur

Réducteur

Convertisse ur

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LES TRACTOPELLES ET LES TELESCOPIQUES Les chargeurs à bras télescopique (TH)

Boîte de vitesses

Réducteur

Réducteur

Les chargeurs TH sont de conception très similaire aux tracto-pelles ; pour ces machines on retrouve un moteur, un convertisseur de couple, une boite de vitesses (à arbres parallèles pour les TH), entraînant un cardan lié aux essieux avant et arrière via des différentiels. Il faut noter que l’évolution récente de la gamme a vu apparaître des TH compacts à transmission hydrostatique. L’équipement, à commandes pilotées, est de type Load Sensing. La direction, un peu spécifique, permet de choisir un mode de fonctionnement en deux roues directrices (roues avant), en quatre roues directrices, ou en crabe. Un contacteur au tableau de bord permet de sélectionner le mode souhaité.

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LES TRACTOPELLES ET LES TELESCOPIQUES Les tracto-pelles

Pompe de direction et d’équipement

Les tracto-pelles se différencient des TH par leur transmission, qui est à arbres parallèles, manuelle ou automatique, par leur circuit d’équipement plus complexe (utilisations chargeur et rétro-pelle) ; Seules les séries D peuvent être équipés de commandes pilotées. La direction peut aussi admettre un mode de fonctionnement en deux ou quatre roues directrices, ou en crabe (option AWS). La pompe d’équipement se trouve placée soit sous la cabine (séries C et D), soit à l’avant du moteur (séries antérieures). Les deux types de machines présentés possèdent des freins multidisques à bain d’huile, immergés dans les ponts avant et arrière pour le TH, dans le pont arrière uniquement pour le tracto-pelle.

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LES TOMBEREAUX Les tombereaux rigides

Moteur

Convertisseur

Réducteur

Boîte de vitesses

Réducteur

Les tombereaux rigides sont de conception relativement simple ; on retrouve l’ensemble moteur – convertisseur équipé d’une prise directe, lié par un cardan à la boite de vitesses powershift, elle-même entraînant par un deuxième cardan l’essieu arrière via un différentiel (montage 769 et 771 ; la boite est directement flasquée sur l’essieu arrière pour les 773 et plus gros). La transmission se fait donc en 4x2, sur l’essieu arrière. Les freins sont de type multidisques immergés à l’arrière, et disques secs à l’avant (multi disques hydrauliques à l’avant sur 777D et plus gros). La direction s’effectue sur les roues avant uniquement.

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LES TOMBEREAUX Les tombereaux articulés

Les tombereaux articulés sont d’une architecture nettement plus complète que les rigides. Bien que l’on conserve l’ensemble moteur – convertisseur avec prise directe – ralentisseur hydraulique – boite powershift, la transmission se fait cette fois en 6x6, c’est à dire sur les trois essieux du tombereau. On retrouve donc trois différentiels blocables, avec un inter-pont. La direction s’opère vers le centre de la machine, qui se casse pour s’articuler (principe de direction des chargeurs sur pneus). Pour les deux types de tombereaux, le levage de benne est opéré par une pompe à engrenages. 725 – 730 : Les freins de service sont de type disques secs, ainsi que le frein de parc, placé au centre de la machine. Le ralentisseur est hydraulique sur les derniers nés, alors que les modèles précédents possédaient un « jake brake » (soupape sur l’échappement). 735 – 740 : Les freins de service sont de type multidisques immergés, alors que le frein de parc est un monodisque sec, placé au centre de la machine. Le ralentisseur est de type « jake brake » (soupape sur l’échappement).

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LES NIVELEUSES Modèles G et H

TRANSFERT BOITE DE

DISTRIBUTEURS

D'E QUI PE ME NT

NIVELEUSES

POMPE

D'EQUIPEMENT

MOTEUR THERMIQUE

POMPE DE VENTILATEUR

DISTRIBUTEURS

D'EQUI PEMEN T

ET DE DIRECTION

ZL 151002-3

Les niveleuses sont d’une technologie particulière, qui a peu évolué dans le temps. L’équipement est à commandes mécaniques, de type Load Sensing. La direction se fait sur les roues avant ; cependant l’équipement offre la possibilité d’articuler la machine afin de diminuer son rayon de braquage. Les freins sont assistés par air comprimé.

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PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES DIFFERENTES MACHINES

LES NIVELEUSES Modèles G et H

NIVELEUSES

MOTEUR THERMIQUE

POMPE DE VENTILATEUR

TRANSFERT

POMPE D'EQUIPEMENT ET DE DIRECTION

TRANSMISSION

ZL 151002-3

La transmission est en prise directe sur le moteur, via une boite de transfert ; on peut trouver une boite à trains planétaires ou à arbres parallèles, suivant le modèle. Le mouvement est ensuite transmis à l’essieu arrière via un différentiel équipé d’un blocage hydraulique, puis à un tandem, dont la transmission s’effectue par chaînes. Le principe du tandem entraîné par chaînes est identique à celui des skidsteer, à la différence près que la niveleuse ne bénéficie pas de contraintes particulières quant à la vérification de la tension des chaînes.

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