395 S Direction
Short Description
Décrit la base et le fonctionnement de la direction de certains engins Caterpllar....
Description
BASES HYDRAULIQUES LA DIRECTION
Centre de perfectionnement FRANCIS MONNOYEUR
Codification 395 S
Ce document est la propriété de BERGERAT MONNOYEUR TRAVAUX PUBLICS et ne peut être communiqué sans son autorisation.
LA DIRECTION
PREFACE
Ce document présente les principes utilisés pour manœuvrer les engins. La diversité des systèmes installés sur les engins est telle qu'il n'est pas possible de faire une étude détaillée de chacun d'eux. Il n'est donc pas prévu d'étude approfondie de chacun des circuits, ceux-ci étant expliqués dans les documents spécifiques. Ce document présente les différents boîtiers de direction utilisés sur les engins.
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LA DIRECTION
TABLE DES MATIERES
PRESENTATION, EVOLUTIONS............................................................................................................ 4 LE CIRCUIT DE DIRECTION, PARTICULARITES ................................................................................. 6 EVOLUTIONS DES TECHNOLOGIES.................................................................................................... 7 LES ELEMENTS DE BASE D'UN CIRCUIT DE DIRECTION ................................................................. 8 PRINCIPE D’UN CIRCUIT DE DIRECTION ............................................................................................ 9 CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE FIXE............................................................. 10 Type M300 ......................................................................................................................................... 10 Type 769C et D 5TR…....................................................................................................................... 12 CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE VARIABLE .................................................. 16 Type 918F.......................................................................................................................................... 16 Type 769D 5SS, BBB… ..................................................................................................................... 20 ALIMENTATION PRIORITAIRE DE LA DIRECTION, TYPE TRACTO-PELLES .................................. 22 DIRECTION PILOTEE........................................................................................................................... 24 Type 988F.......................................................................................................................................... 24 Type 950G, 962G, 966G, 972G ......................................................................................................... 26 Type 988G, 992G............................................................................................................................... 28 LE BOITIER DE DIRECTION, GENERALITES ..................................................................................... 30 LE BOITIER DANFOSS, (ORBITROL) ................................................................................................. 34 Fonctionnement au neutre ................................................................................................................. 36 Fonctionnement en virage.................................................................................................................. 38 Fonctionnement en secours ............................................................................................................... 40 Fonctionnement boîtier à centre ouvert, non réaction......................................................................... 42 Fonctionnement boîtier à centre ouvert, réaction................................................................................ 44 Fonctionnement boîtier à centre fermé............................................................................................... 46 LE BOITIER EATON ............................................................................................................................. 48 LE BOITIER ZF, COPIE D’UN DOCUMENT CONSTRUCTEUR........................................................... 54 LE BOITIER ROSS ............................................................................................................................... 56
Rédigé par : Roger LECULLIEZ CPFM
Vérifié par : Marcel GROS Référence document : 395
Approuvé par : Jean Louis Dalloz Version : Page :
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LA DIRECTION
PRESENTATION, EVOLUTIONS
Le système de direction permet l’articulation des moyeux de roues ou l’articulation du châssis afin de diriger la machine. Cette fonction était réalisée autrefois par des moyens mécaniques avec beaucoup d’inconvénients ; - effort important fourni par le conducteur, - manque de précision, - répercussion des chocs ressentis sur les roues vers le volant et les mains du conducteur, - sensible à l’usure et grippage - impossibilité de sécuriser si défaillance, - difficulté à manœuvrer les gros engins. Une aide hydraulique à permis des améliorations ; - l’hydraulique amplifie l’effort du conducteur, d’ou moins de fatigue, - augmentation de la précision - la mécanique moins chargée est moins sensible à l’usure, - possibilité de manœuvrer de gros engins Les systèmes mécaniques ont disparus, la direction est réalisée par des composants et un circuit hydraulique. - l’effort fourni par le conducteur est faible, pas de grands mouvements, - grande précision dans les manœuvres - pas de répercussion des chocs ressentis sur les roues vers le volant et les mains du conducteur, - usure réduite et peut de risques de grippage - si défaillance du système principal, un dispositif de secours permet la manœuvre de l’engin, - possibilité de manœuvrer de très gros engins.
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LA DIRECTION
PRESENTATION, EVOLUTIONS
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LE CIRCUIT DE DIRECTION, PARTICULARITES
Particularités d’un circuit hydraulique de direction. La direction est un système de sécurité, elle doit être capable de fonctionner en situation de danger, après l’arrêt du fonctionnement des équipements, l’arrêt du moteur Diesel. - circuit indépendant, - installation d’une priorité vers le circuit de direction, - installation d’une direction de secours.
Le fonctionnement de la direction doit être le moins possible influencé par les variations de régime du moteur Diesel - débit suffisant au ralenti mais qui devient trop important au maxi d’où installation d’astuces pour réduite les pertes de rendement.
La direction doit obéir au conducteur, pour une position du volant doit correspondre une position des roues ou de l’articulation. - installation d’une poursuite.
La réaction de la direction doit être identique en braquage à droite ou à gauche. - utilisation de deux vérins câblés en opposition ou d’un vérin double tiges.
La puissance hydraulique absorbée au neutre et au travail doit être faible. - distributeur à centre ouvert - évacuation du débit sous faible pression, - pompe à cylindrée variable + régulation de débit.
Le circuit de direction est différent suivant le type d’engins, taille, vitesse de déplacement, cycle de manœuvres, cependant il y a quelques éléments communs. - une alimentation en huile par un débit de pompe, - un distributeur hydraulique pour diriger le débit en fonction du sens de braquage, - un système de dosage pour adapter le braquage à la vitesse d’action du conducteur sur le volant, - une poursuite pour lier la position des roues ou de l’articulation à la position du volant, - des vérins qui assurent le mouvement mécanique des roues ou de l’articulation, - des organes de sécurité pour supprimer les risques hydrauliques dus à l’effet de la pression.
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EVOLUTIONS DES TECHNOLOGIES
Les circuits sont adaptés à chaque type de machines, les particularités sont à prendre en compte. Progression utilisée pour l’étude des circuits de direction : - Principe. système de base. - Alimentation directe par une pompe à cylindrée fixe ➔ M300. circuit indépendant avec valve de contrôle de débit - Alimentation directe par une pompe à cylindrée fixe ➔ 769D 5TR. circuit indépendant avec valve de contrôle de débit et direction de secours électrique. - Alimentation directe par une pompe à cylindrée variable ➔ 918F. circuit indépendant avec direction de secours mécanique équipée d’une valve de contrôle de débit. - Alimentation directe par une pompe à cylindrée variable ➔ 769D 5SS circuit indépendant avec pompe load sensing et direction de secours électrique avec valve de contrôle de débit. - Alimentation prioritaire par la pompe d’équipement ➔ Tracto-pelles. circuit commun avec équipement , valve de priorité vers la direction. - Direction pilotée, ➔ 988F boîtier de direction en pilotage et circuit de puissance ➔ 950G, 962G, 966G, 972G boîtier de direction à réduction de pression (1/4 de tours) en pilotage et circuit de puissance ➔ 988G, 992G manipulateur à réductions de pression en pilotage et circuit de puissance
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LES ELEMENTS DE BASE D'UN CIRCUIT DE DIRECTION
Un circuit simple comprend ; - une pompe hydraulique à cylindrée fixe, - un limiteur de pression principal, - un boîtier de direction, - un vérin double tige ou deux vérins de direction. La pompe. La pompe fournie le débit nécessaire au remplissage des vérins Elle supporte la pression nécessaire pour manœuvrer les roues ou l’articulation, le conducteur fait circuler un débit sous pression. Le limiteur de pression. Le limiteur de pression protège le circuit lorsque les vérins arrivent en fin de course. Le boîtier de direction, il assure plusieurs fonctions. - dirige le débit vers . le réservoir en position de repos, . vers l’une ou l’autre des chambres des vérins pour obtenir le braquage à droite ou à gauche. - dose le débit diriger vers les vérins par rapport à la vitesse de rotation du volant. . rotation lente du volant
➔ faible débit en alimentation des vérins
. rotation rapide du volant
➔ gros débit en alimentation des vérins
- contrôle la position des roues ou de l’articulation ; . à une position du volant correspond une position des roues ou de l’articulation. Le ou les vérins. Assure le mouvement mécanique des moyeux de roues ou de l’articulation avec la même sensibilité à droite et à gauche. Un tel circuit permet de faire fonctionner une direction, cependant il comporte des améliorations pour l’adapter aux besoins de chaque type d’engins.
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PRINCIPE D’UN CIRCUIT DE DIRECTION
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE FIXE Type M300
Ce circuit de direction est complètement indépendant des autres circuits hydrauliques. Le circuit de direction comprend : - Un réservoir, . celui de la machine, commun à tous les circuits. - Une pompe à engrenage, . le débit est suffisant pour faire fonctionner la direction avec le moteur à régime réduit, . elle alimente directement le circuit de direction, le débit excédentaire est diriger vers le refroidisseur. - Une valve de contrôle de débit, incorporée dans le corps de pompe, . par une restriction, elle limite le débit vers le boîtier de direction lorsque le régime moteur est important, . par le boisseau principal de la valve, elle évacue le débit excédentaire fourni par la pompe vers le refroidissement, - Un boîtier de direction, il regroupe plusieurs fonctions, . le distributeur est à centre ouvert, . sans action sur le volant, les lignes de vérins sont isolées de l’organe de dosage (et du volant), le conducteur ne ressent pas les réactions dues au roulage. . un clapet anti-retour en alimentation, . il isole la pompe des pointes de pression sous l’effet de chocs sur les roues lorsque la direction est en service. . il isole le boîtier de l’extérieur et évite l’entrée d’air par aspiration si rupture du flexible d’alimentation. . un limiteur de pression principal, . il protège le circuit lorsque le vérins est en butée. - deux limiteurs de pression anti-chocs plus deux clapets de réaspiration, . ils protègent les vérins et flexibles contre l’effet des chocs consécutifs au roulage. - Un vérins double tiges, . les volumes déplacés sont identiques dans chacun des sens de braquage. - Un filtre sur le retour, . le débit en retour rejoint le réfrigérant et le filtre, . le refroidisseur et le filtre sont équipés d’un clapet by-pass.
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE FIXE Type M300
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE FIXE Type 769C et D 5TR…
Ce circuit de direction est complètement indépendant des autres circuits hydrauliques. Ce circuit est composé de deux sous circuits, service et secours. Le circuit de direction de service comprend : - Un réservoir, . il alimente uniquement la pompe du circuit de direction. - Une pompe à engrenages, . elle alimente uniquement le circuit de direction, . le débit est suffisant pour faire fonctionner la direction avec le moteur à régime réduit. - Une valve de contrôle de débit et pression, . par une restriction, elle limite le débit vers le boîtier de direction lorsque le régime moteur est important, . par le boisseau principal du limiteur de pression équipé d’un ressort faible, elle évacue le débit excédentaire fourni par la pompe, . par l’action d’un signal interne, (pression d’alimentation du boîtier), elle limite la pression de pompe au plus prés de la pression de travail des vérins (pression pompe = pression vérin + action du ressort) pour éviter les pertes de rendement, . par l’action de l’étage pilote du limiteur de pression, elle limite la pression maximum pour protéger l’installation lorsque les vérins sont en butées. - Un clapet anti-retour, . il isole la pompe des pointes de pression sous l’effet de chocs sur les roues lorsque la direction est en service. - Un boîtier de direction, . le distributeur est à centre ouvert, . les lignes de vérins sont en relation avec l’organe de dosage (et le volant), le conducteur ressent les réactions dues au roulage. - Deux limiteurs de pression anti-chocs, . ils protègent les vérins et flexibles contre l’effet des chocs consécutifs au roulage. - Deux vérins branchés en parallèle, . ils sont montés en opposition, les volumes déplacés sont identiques dans chacun des sens de braquage. - Un filtre sur le retour, . il est équipé d’un clapet by-pass, . il assure le maintient de la propreté de l’huile.
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE FIXE TYPE 769C & D 5TR …
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE FIXE, Type 769C et D 5TR …
Le circuit de direction de secours comprend : - une pompe à engrenages entraînée par un moteur électrique, - une protection de pression, celle du circuit de service, - une sonde de détection de débit placée dans le circuit de direction de service, - un circuit électrique de commande, - un circuit électrique de puissance. Le raccordement du circuit de secours sur le circuit principal nécessite l’installation de deux clapets antiretour pour éviter les interférences d’un circuit sur l’autre.
Le fonctionnement de la direction de secours est géré par un boîtier électronique. Un test de fonctionnement est réalisé à chaque mise sous tension du tombereau. La mise en service de la direction de secours doit être automatique sur détection d’un incident, ce qui implique une surveillance ; - du fonctionnement du moteur, - du fonctionnement de la direction de service, - de l’arrêt du moteur, Une alarme lumineuse au tableau de bord indique la mise en service de la direction de secours. Une commande manuelle permet la mise en fonctionnement de la direction de secours pour permettre le remorquage.
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE FIXE, Type 769C et D 5TR …
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LA DIRECTION
CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE VARIABLE Type 918F
Ce circuit de direction est complètement indépendant des autres circuits hydrauliques. Ce circuit est composé de deux sous circuits, service et secours. Le circuit de direction de service comprend : - Un réservoir, . celui de la machine, commun à tous les circuits. - Une pompe à cylindrée variable, . elle alimente uniquement le circuit de direction, . le débit est suffisant pour faire fonctionner la direction avec le moteur à régime réduit. . la régulation est du type load sensing, avec un tiroir LS et un tiroir de coupure. - Un clapet anti-retour. . il isole la pompe des pointes de pression sous l’effet de chocs sur les roues lorsque la direction est en service. - Un boîtier de direction, il regroupe plusieurs fonctions, . le distributeur est à centre ouvert, cependant un petit débit circule vers la ligne LS afin d’installer une pression d’attente supérieure à la seule force du ressort LS . sans action sur le volant, les lignes de vérins sont isolées de l’organe de dosage (et du volant), le conducteur ne ressent pas les réactions dues au roulage. . un clapet anti-retour entre l’alimentation et le retour, . il permet la reprise du débit en retour pour permettre un fonctionnement sans débit de pompe - deux limiteurs de pression anti-chocs plus deux clapets de réaspiration, . ils protègent les vérins et flexibles contre l’effet des chocs consécutifs au roulage. - Deux vérins branchés en parallèle, . ils sont montés en opposition, les volumes déplacés sont identiques dans chacun des sens de braquage. - Un filtre sur le retour, . le filtre est équipé d’un clapet by-pass.
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE VARIABLE Type 918F
(1) Réservoir et filtres. (2) Pompe de direction de service. (3) Boîtier de direction. (4) et (5) Vérin de direction. (6) Direction de secours
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE VARIABLE Type 918F
Le circuit de direction de secours comprend : - une pompe à engrenages entraînée par la transmission, en sortie de la boîte de vitesses, - quatre clapets anti-retour destinés à redresser le débit lors d’un déplacement en marche arrière, - une détection de débit de la pompe de secours par contacteur électrique à palette, - un tiroir de contrôle de débit, évacue le débit excédentaire vers le réservoir, - un limiteur de pression, - deux clapets anti-retour, ils évitent les interférences entre les circuits de service et de secours, - une détection de débit de la pompe de service par mano-contact.
Le fonctionnement de la direction de secours fonctionne par l’avancement de l’engin. Une alarme lumineuse au tableau de bord indique un manque de débit sur le circuit de service et la mise en fonctionnement de la direction de secours.
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE VARIABLE Type 918F
(1) Réservoir et filtres. (2) Pompe de direction de service. (3) Boîtier de direction. (4) et (5) Vérin de direction. (6) Direction de secours
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE VARIABLE Type 769D 5SS, BBB…
Ce circuit de direction reprend la philosophie des tombereaux précédents. Ce circuit est composé de deux sous circuit, service et secours. Le circuit de direction de service comprend : - Un réservoir, . il alimente uniquement la pompe du circuit de direction. - Une pompe à cylindrée variable, . elle alimente uniquement le circuit de direction, . le débit est suffisant pour faire fonctionner la direction avec le moteur à régime réduit. . la régulation est du type load sensing - Une valve de contrôle de débit et pression, . le limiteur de pression protége l’installation pendant le temps de réponse du système load sensing en annulation de débit. . la réduction de pression réalise l’alimentation sous faible pression du circuit de pilotage de levage de la benne. . les clapets anti-retours évitent les interférences de circuit avec la direction de secours. - Un boîtier de direction, . le distributeur est à centre fermé, . les lignes de vérins sont isolés de l’organe de dosage (et le volant), le conducteur ne ressent pas les réactions dues au roulage. . deux limiteurs de pression anti-chocs + soupape anti-chocs, . ils protègent les vérins et flexibles contre l’effet des chocs consécutifs au roulage. - Deux vérins branchés en parallèle, . ils sont montés en opposition, les volumes déplacés sont identiques dans chacun des sens de braquage. - Un filtre sur le retour, . il est équipé d’un clapet by-pass, . il assure le maintient de la propreté de l’huile.
La régulation load sensing permet un fonctionnement avec bon rendement, la pompe fournie uniquement le débit demandé par le conducteur. La pression supportée par la pompe s’adapte à la pression vérin plus la valeur du ressort LS.
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CIRCUIT ALIMENTE PAR UNE POMPE A CYLINDREE VARIABLE Type 769D 5SS, BBB …
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ALIMENTATION PRIORITAIRE DE LA DIRECTION, TYPE TRACTO-PELLES
Sur les engins équipés d’une seule pompe de puissance, niveleuses, tracto-pelles, petites chargeuses sur pneus …, la direction utilise la pompe d’équipement. Pour des raisons de sécurité, la direction doit être le dernier circuit à fonctionner si le débit de pompe est insuffisant. La direction est alors alimentée à travers une valve de priorité. Le débit de pompe alimente la direction seule puis lorsque le circuit est sous pression, le débit est dirigé vers les circuits d’équipement. Illustration. Schéma partiel d’un circuit de tracto-pelle. Le débit de pompe alimente la valve de priorité, Rep. 14 et le circuit des équipements arrières. L’alimentation commune ne pose pas de problème de sécurité car la machine est à l’arrêt pendant le travail de l’équipement arrière. Le débit de pompe alimente le circuit de direction à centre fermé à travers la valve de priorité. La pression installée dans le circuit de direction pilote la valve de priorité, un passage permet alors l’alimentation du circuit d’équipement avant.
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ALIMENTATION PRIORITAIRE DE LA DIRECTION, TYPE TRACTO-PELLES
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DIRECTION PILOTEE Type 988F
Sur les gros engins, les vérins de direction nécessitent de gros débits. Une alimentation directe par un boîtier de direction nécessite une grosse pompe de dosage, encombrante et difficile à manœuvrer. La pompe de dosage du boîtier de direction standard ne permet pas une alimentation suffisante des vérins. Le boîtier de direction est utilisé en organe de commande, le débit utilisé pour les vérins est contrôlé par un distributeur de puissance. La direction utilise deux circuits ; - un circuit de pilotage, - un circuit de puissance. L’ensemble doit respecter les mêmes conditions qu’une commande directe. Le circuit de pilotage. Le boîtier de direction est alimenté en dérivation par le circuit de pilotage de l’équipement. Le boîtier de direction alimente les chambres à ressort du distributeur de puissance à travers un tiroir de fin de course. La commande du distributeur de puissance est interrompue avant que l’articulation du châssis soit en butée mécanique. La commande pour alimenter l’autre chambre du distributeur de puissance est possible à travers le clapet anti-retour. En position de travail, le distributeur de puissance installe une fuite sur les lignes de pilotage afin d’obtenir un recentrage du tiroir. La position du tiroir de puissance est maintenue que si l’alimentation de la ligne de pilotage est maintenue sous pression. Le circuit de puissance. Le circuit de puissance est alimenté par une pompe spécifique à cylindrée fixe et par le débit d’une pompe de secours entraînée en sortie de la boîte de vitesses. Le distributeur est à centre fermé, le débit est contrôlé par un limiteur de pression piloté par la pression de fonctionnement des vérins, technique proche de celle étudiée avec le circuit des 769C & D. L’étage pilote du limiteur peut travail en soupape anti-chocs. Les vérins sont équipés de clapet de réaspiration.
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DIRECTION PILOTEE Type 988F
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DIRECTION PILOTEE Type 950G, 962G, 966G, 972G
Le circuit de la chargeuse type 950G reprend les améliorations technologiques mise en place sur les machines plus anciennes mais n'utilise pas de boîtier de direction à pompe de dosage. La pompe est à cylindrée variable à régulation load sensing. Le débit de la pompe alimente le distributeur de puissance et une réduction de pression en alimentation du circuit de pilotage de la direction. La commande est du type volant ¼ de tour, illustration ci-dessous. Elle utilise une réduction de pression modulée par la position du volant et deux tiroirs de sélection pour diriger l'information vers la chambre de pilotage droite ou gauche du distributeur de puissance. Le débit de pilotage traverse des tiroirs d'arrêt automatique en fin de course. Particularités. Le boîtier de direction est alimenté par le circuit de pilotage d'équipement. Pour garantir une réaction correcte lorsque la pompe de direction est en position d'attente, un sélecteur de circuit récupère le débit sous la pression la plus importante entre le débit de pilotage du circuit d'équipement ou le pilotage de la direction. Le débit de la pompe est protégé par un limiteur de pression HP.
(1) Boîtier de pilotage de direction, (6) passage d'huile de pilotage, (7) Alimentation débit de pompe, (8) Prise de pression pilotage, (13) Cavité de la sélection côté de direction, (15) Valve de contrôle de côté de direction, (19) Carter, (21) tiroir, (22) Valve de réduction de pression, (23) Passage pilotage, (24) Foureau. Centre de Perfectionnement Francis Monnoyeur 395 S 26
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DIRECTION PILOTEE Type 950G, 962G, 966G, 972G
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DIRECTION PILOTEE Type 988G, 992G
Le circuit de direction des chargeuses type 988G, 992G utilise un manipulateur à la place du boîtier de direction. Le manipulateur utilise deux réductions de pression en centre fermé pour piloter le tiroir distributeur de puissance. Il peut être comparé à la commande de l'orientation des pelles hydrauliques.
Les autres éléments du circuit reprennent les technologies vues dans les pages précédentes. Remarque. Le schéma page droite comprend le circuit de secours.
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DIRECTION PILOTEE Type 988G, 992G
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LE BOITIER DE DIRECTION, GENERALITES
Il existe plusieurs constructeurs de boîtier de direction, ZF, EATON, ROSS, le plus connu est peut être DANFOSS avec le boîtier Orbitrol. Chacun fabrique un produit différent, cependant on retrouve toujours les mêmes principes de fonctionnement. Un boîtier de direction se décompose en deux ensembles principaux, le distributeur entraîné en rotation par le volant et la pompe de dosage (qui est en réalité un moteur hydraulique *). Une liaison élastique relie le distributeur avec la pompe de dosage. Des clapets anti-retour et limiteurs de pression complète le fonctionnement de base. Le distributeur. Le distributeur reçoit le débit de la pompe de service. Il permet le fonctionnement de la pompe de dosage, aspiration et refoulement. Il assure le remplissage / vidange des vérins de direction ou le pilotage d’un distributeur de puissance. Il permet le retour du débit vers le réservoir. Le distributeur permet trois types de fonctionnement ; - centre ouvert, départ fermé, (non réaction). . circulation facile du débit sous faible pression au neutre. . sans action sur le volant, les lignes de vérins sont isolées de la pompe de dosage (et du volant), le conducteur ne ressent pas les réactions dues au roulage. - centre ouvert, départ ouvert (réaction) sur la pompe de dosage. . circulation facile du débit sous faible pression au neutre. . sans action sur le volant, les lignes de vérins sont en relation avec la pompe de dosage (et du volant), le conducteur ressent les réactions dues au roulage. - centre fermé, départ fermé, (non réaction). . circulation pompe vers réservoir fermé, installation d’une pression d’attente. . sans action sur le volant, les lignes de vérins sont isolées de la pompe de dosage (et du volant), le conducteur ne ressent pas les réactions dues au roulage. La version centre fermé peut être équipée d’une d’alimentation de ligne LS. * Pour des facilitées de compréhension, le système de dosage est considéré comme étant une pompe.
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LE BOITIER DE DIRECTION, GENERALITES
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LE BOITIER DE DIRECTION, GENERALITES
La pompe de dosage. La pompe de dosage est en liaison avec la colonne de direction par un accouplement élastique. C’est le débit de la pompe de dosage qui est diriger vers les vérins ou le pilotage du distributeur de puissance. Au repos, la pompe de dosage est isolée de la pompe de service et du réservoir par le distributeur. Sans action sur le volant, la pompe de dosage est en verrouillage hydraulique. Au travail, la pompe de dosage génère un débit proportionnel à la rotation du volant. La pompe de dosage est alimentée par la pompe de service, le refoulement est dirigé vers les vérins ou les lignes de pilotage. Principe de fonctionnement. Repos. Le distributeur est en position centrée ; la pompe de dosage est en verrouillage hydraulique, les vérins de direction sont en verrouillage hydraulique Action sur le volant. L’action sur le volant tend à faire fonctionner la pompe de dosage. Le verrouillage empêche la pompe de fonctionner, l’accouplement élastique permet un mouvement du tiroir qui libère le fonctionnement de la pompe de dosage. Le distributeur permet ; - l’alimentation de la pompe de dosage par le débit de la pompe de service - le passage du débit de la pompe de dosage vers les vérins, - le vidange des vérins vers le réservoir. Le fonctionnement est maintenu que si l’action sur le volant est entretenue. Relâchement du volant. L’accouplement élastique recentre le distributeur, l’ensemble distributeur / pompe de dosage retrouve la position de repos. Les vérins de direction maintiennent la trajectoire. Illustration, pompe de dosage de boîtier Danfoss.
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LE BOITIER DE DIRECTION, GENERALITES
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LE BOITIER DANFOSS, (ORBITROL)
Constitution. 1 Colonne de direction, elle est manœuvrée par le conducteur, 2 Ressorts de centrage à lamelles, ils assurent une liaison élastique entre colonne de direction / tiroir et fourreaux / arbre à cardan / rotor de la pompe de dosage, 3 Carter, il reçoit les quatre orifices, pompe, réservoir, sorties R droite et L gauche et éventuellement l’orifice pour la ligne LS, 4 Clapet anti-retour, il permet le fonctionnement manuel suite à un manque de débit de la pompe de service, 5 Tambour de sélection, il constitue le tiroir du distributeur, 6 Manchon d’alimentation, il constitue le corps (tournant) du distributeur, 7 Arbre à cardan, il assure l’entraînement du rotor de la pompe de dosage, 8 Bague à denture intérieure, elle constitue la partie fixe de la pompe de dosage, 9 Rotor à denture extérieure, il constitue la partie tournante de la pompe de dosage. Une goupille, non repérée, limite le décalage angulaire permis par les ressorts entre le manchon d’alimentation et l’arbre à cardan.
Attention. Les mécaniciens n'ouvrent pas les boîtiers de direction quelle qu'en soit la marque pour des raisons de temps, de prix, de garantie et de législation. Si malgré tout un boîtier est reconditionné, un calage interne est à respecter. Un mauvais remontage peut provoquer la rotation du volant de direction lors de la mise en fonctionnement du moteur ou après avoir amorcé la rotation du volant. Le calage du boîtier Danfoss se fait en alignant la rainure des ressorts avec deux entre dents du rotor à denture extérieure.
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LE BOITIER DANFOSS, (ORBITROL)
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LA DIRECTION
LE BOITIER DANFOSS Fonctionnement au neutre
Sans action sur la colonne de direction, le ressort à lamelles centre l’un par rapport à l’autre le manchon d’alimentation (corps du distributeur) et le tambour de sélection, (tiroir du distributeur). Dans cette position et suivant les types de boîtier ; centre ouvert
- le débit de la pompe de service circule de P vers T,
centre fermé
- le débit de la pompe de service est bloqué en P,
réaction
- les lignes L et R sont en liaison avec les deux côtés de la pompe de dosage,
non réaction
- les lignes L et R sont isolés,
Schéma normalisé, centre ouvert / non réaction.
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LA DIRECTION
LE BOITIER DANFOSS Fonctionnement au neutre
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LA DIRECTION
LE BOITIER DANFOSS Fonctionnement en virage
Le mouvement de la colonne de direction entraîne le tambour de sélection, le manchon d’alimentation reste immobile, la liaison élastique permet le décalage angulaire. Le mouvement relatif entre ces deux éléments provoque ; - la fermeture progressive du passage P vers T, - l’ouverture progressive du passage P vers l’alimentation de la pompe de dosage - l’ouverture progressive du refoulement de la pompe de dosage vers le vérin de direction, - l’ouverture progressive du passage retour vérin vers T. Un mouvement lent de la colonne de direction laisse travailler l’accouplement élastique. Un mouvement rapide de la colonne de direction sollicite fortement l’accouplement élastique, la goupille limite le décalage angulaire entre le tambour de sélection et le manchon d’alimentation.
Arrêt du mouvement de la colonne de direction. Le mouvement de la colonne de direction entretien le décalage angulaire entre le tambour de sélection et le manchon d’alimentation. L’arrêt du mouvement permet le centrage du tambour de sélection avec le manchon d’alimentation par l’action des ressorts. Ce phénomène permet la réalisation de la poursuite, à une position de la colonne de direction correspond une position des vérins de direction.
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LE BOITIER DANFOSS Fonctionnement en virage
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LE BOITIER DANFOSS Fonctionnement en secours
Le boîtier doit être équipé d’un clapet anti-retour plus ressort en entré, ligne P, pour fonctionner en commande manuelle de secours. En cas de rupture de la ligne d’alimentation, le boîtier ne doit pas se vider. La manœuvre de la direction ne doit pas provoquer une entrée d’air, la force du ressort du clapet antiretour évite ses phénomènes.
La manœuvre de la colonne de direction agit sur l’accouplement élastique puis sur la goupille. Le conducteur provoque le décalage angulaire et entraîne directement la pompe de dosage. Le débit d’alimentation de la pompe de dosage est récupéré par aspiration à travers le clapet anti-retour installé entre P et T.
C’est le conducteur qui fourni le couple nécessaire sur l’entraînement de la pompe de dosage pour vaincre l’effet de la pression installée dans les vérins.
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LE BOITIER DANFOSS Fonctionnement en secours
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LE BOITIER DANFOSS (ORBITROL) Fonctionnement boîtier à centre ouvert, non réaction
Fonctionnement, boîtier à centre ouvert, non réaction. Illustration d'origine Danfoss.
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LE BOITIER DANFOSS (ORBITROL) Fonctionnement boîtier à centre ouvert, non réaction
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LE BOITIER DANFOSS (ORBITROL) Fonctionnement boîtier à centre ouvert, réaction
Fonctionnement, boîtier à centre ouvert, réaction. Illustration d'origine Danfoss.
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LE BOITIER DANFOSS (ORBITROL) Fonctionnement boîtier à centre ouvert, réaction
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LE BOITIER DANFOSS (ORBITROL) Fonctionnement boîtier à centre fermé
Fonctionnement, boîtier à centre fermé, réaction, équipé d’une ligne LS. Illustration d'origine Danfoss.
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LE BOITIER DANFOSS (ORBITROL) Fonctionnement boîtier à centre fermé
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LE BOITIER EATON
Le boîtier de marque EATON équipe les tombereaux rigides en remplacement du boîtier ROSS (schéma page 21) et les tombereaux articulés des séries EII et 700. Le boîtier de direction de marque EATON a plusieurs particularités. - Le boîtier de direction est à centre fermé, il est prévu pour faire fonctionner la régulation LS de la pompe. - Le boîtier de direction est du type non-réaction, les lignes des vérins sont fermées en position de repos. Cette particularité isole le volant de toute réaction extérieure et maintien la position de l'articulation chaque fois que le conducteur relâche le volant de direction. - Le boîtier de direction est du type Q Amp, amplification de débit. Pour une vitesse de rotation du volant faible, le boîtier se comporte comme un boîtier classique, tout le débit d'alimentation des vérins est contrôlé par la pompe de dosage. Pour une vitesse de rotation du volant élevée, le boîtier permet un passage direct du débit de la pompe vers les vérins sans passer à travers la pompe de dosage. Le débit en alimentation des vérins est alors plus important que le débit dosé par la pompe de dosage.
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LE BOITIER EATON
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LE BOITIER EATON
Le boîtier de direction est équipé; - d'un distributeur rotatif, - d'une pompe de dosage, - deux clapets limiteur de pression, soupapes anti-chocs.
Pas de mouvement du volant. La ligne d'alimentation par le débit de la pompe est fermée. En position de repos, la ligne signal est à la vidange, celle ci est maintenue sous une pression de ≈1 000 kPa par un clapet freineur installé sur la ligne de retour au réservoir. Les lignes d'alimentation des vérins sont fermées. Les deux chambres de la pompe de dosage sont isolées. Schéma du circuit de direction des tombereaux articulés 725 et 730.
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LE BOITIER EATON
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LE BOITIER EATON
Mouvement lent du volant, < 60 tr/mn. Le mouvement du volant écrase les ressorts de centrage. Le tiroir du distributeur effectue un mouvement de rotation par rapport à son fourreau et établi une série de passages. Le débit de la pompe traverse un passage du distributeur, alimente l'aspiration de la pompe de dosage. Le débit de la pompe de dosage traverse un passage du distributeur et se dirige vers les vérins. La vidange des vérins se fait par le tiroir du distributeur. Mouvement rapide du volant, ≅ 90tr/mn. Le débit de la pompe de dosage est tel qu'il ne peut passer librement par le distributeur. Le débit de la pompe de dosage est freiné. Le mouvement du volant retenu par la pompe de dosage augmente l'écrasement des ressorts. Le décalage du tiroir par rapport à son fourreau est plus important, un passage pompe vers vérin s'établit pour réaliser la fonction amplification du débit.
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LE BOITIER EATON
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LE BOITIER ZF, COPIE D’UN DOCUMENT CONSTRUCTEUR
Le boîtier de direction de marque ZF est installé sur certaines pelles hydrauliques sur pneus.
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LE BOITIER ZF, COPIE D’UN DOCUMENT CONSTRUCTEUR
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LE BOITIER ROSS
Le boîtier de marque ROSS équipe plusieurs générations de tombereaux rigides. Fonctionnement mécanique du boîtier. Le volant de direction est solidaire de l'axe d'entrée du boîtier. Cet axe est lié à une barre de torsion qui commande l'arbre d'entraînement de la pompe à pignon. L'arbre de pompe est lié en rotation au fourreau distributeur. La pompe est verrouillée hydrauliquement au repos. Action sur le volant. L'arbre de pompe étant bloqué, la barre de torsion se vrille. Le fourreau distributeur solidaire de l'arbre de pompe est immobilisé en rotation. Il se produit un mouvement de rotation de l'arbre d'entrée par rapport au fourreau. Une bille logée dans une rainure oblique du fourreau provoque un déplacement latéral. Le fourreau met en communication les voies de circulation d'huile, d'alimentation et retour des vérins, et fait sauter le verrou de la pompe. - Le débit envoyé au vérin est le débit mis en mouvement par la pompe du boîtier : . Vitesse volant faible, débit faible, manoeuvre lente . Vitesse volant rapide, débit important, manœuvre rapide. Arrêt sur le volant. La barre de torsion remet tous les éléments en place, la pompe se verrouille, le fourreau distributeur se met au neutre.
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LE BOITIER ROSS
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NOTES PERSONNELLES
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