La pompe, le coeur de tout système hydraulique

Richard Hacker, ACE, Accent Contrôles Électroniques Inc.
Collaboration spéciale

 

Le présent article est le premier d’une série de cinq qui portent sur les accessoires des véhicules et des équipements de déneigement. Ces articles visent à vous fournir certains renseignements essentiels. Mais ils ont surtout pour but de permettre aux acheteurs et aux utilisateurs de se poser les questions fondamentales avant d’acheter un véhicule de déneigement.

Depuis plusieurs décennies, tous les véhicules de déneigement utilisent un système hydraulique pour faire fonctionner leurs équipements. Il est utile de faire le point surces systèmes qui ont connu de grandes avancées ces dernières années.

Les fonctions d’un système hydraulique
Un camion de déneigement avec chasse-neige et épandeuse fait face à des exigences hydrauliques difficiles à concilier :

  • l’épandeuse fonctionne au besoin 24 heures d'affilées, avec des débits typiquement entre 9 et 23 l/min (2 et 5 gpm) et des pressions entre 27 et 127 bars (400 et 1800 PSI);
  • le mouvement des chasse-neige dure quelques secondes suivies de longues périodes d’inactivité. Il demande de 45 à 68 l (10 à 15 gal.) par mouvement avec des pressions rarement supérieures à 69 bars (1000 PSI);
  • le mouvement des chasse-neige ne doit pas influencer le travail de l’épandeuse;
  • avec l’invention des bennes quatre saisons, le levage d’une benne s’est ajouté aux tâches du système hydraulique. On lui demande, quelquefois par jour seulement, de fournir un très haut débit à des pressions parfois assez hautes;
  • si on change la benne à gravier pour une saleuse en V à l’automne, la demande du gros débit hydraulique pour le levage de la benne demeure, et il faut alors ajouter un deuxième système hydraulique pour la saleuse.

La pompe doit continuer à fonctionner lors du débrayage manuel. Mais l’arrêt du levage de la benne lors du débrayage est acceptable.

L'emplacement de la pompe
Traditionnellement, la pompe est installée à l’avant du camion et entraînée par le vilebrequin du moteur par un arbre de transmission.

Sur les transmissions automatiques (Allison 3000 et 4000) la pompe peut être entraînée par une prise de force (Power take-off ou PTO).

La prise de force peut être débrayable ou non. Un arbre de transmission peut être présent ou non.

Certains constructeurs proposent l’option REPTO (Rear Engine Power Take Off) pour une installation directe sur le moteur. Un arbre de transmission peut être présent ou non.

Important : L’élimination de l’arbre de transmission, la longueur des boyaux et le positionnement de la pompe en regard du niveau d’huile dans le réservoir devraient être les considérations principales pour choisir l’emplacement de la pompe.

Les types de pompe
Les installations les plus courantes ont comme pièce centrale une pompe double à débit fixe (A), avec une valve sectionelle pour les chasse-neige, une valve séparée pour l’épandeur et très souvent une autre section qui combine les deux débits pour la benne.

Le marché offre aussi des systèmes avec une pompe simple à débit fixe (B)avec une valve sectionelle qui inclut toutes les fonctions.

La troisième possibilité est une pompe à piston à débit variable (à charge et pression compensée ou «load sensing») avec une valve qui inclut elle aussi toutes les fonctions.

Quelle pompe choisir ?
Quel que soit le montage, ce sont les caractéristiques de base du modèle de pompe qui en déterminent les performances.

Tout système de pompe à débit fixe (A ou B) fait face à un dilemme. Comme les révolutions du moteur varient grandement (typiquement entre 600 et 2000 tr/min), il devient difficile d’avoir un débit satisfaisant à bas régime sans avoir de problèmes dus au surplus de débit à haut régime.

Si on choisit des valves pour un grand débit, il devient difficile de contrôler précisément les fonctions. Si les valves sont petites, des problèmes de surchauffe sont inévitables.

Si on choisit la pompe simple à débit fixe (B) plus grande avec un «monobloc», il est possible de combiner des valves de style «load sensing» avec une entrée qui évacue tout surplus d’huile. Mais, chaque goutte d’huile déplacée par la pompe est pressurisée à la pression la plus haute de tout le système avec comme conséquence la faible efficacité énergétique d’un tel système. De plus, ce système reste lent pour la benne.

Une pompe à piston (C) ne souffre pas de ces limites. On peut combiner des pompes de grandeur presque illimitée avec des valves de différentes grandeurs sans problème. Associée à des valves «load sensing», la pompe débite sur demande seulement. Ceci permet de très bons débits à basse révolution du moteur tout en ayant de la précision et de la vitesse selon les besoins.

On peut aussi tirer bénéfice des ratios supérieurs à 1:1 dans les PTO et REPTO, ce qui permet d’augmenter le débit potentiel de la pompe sans pénaliser le système avec une consommation de carburant supplémentaire.

Toutes les pompes «load sensing» (C) fonctionnent à l’occasion en mode «pression compensée», c'est-à-dire qu’elles essayent de maintenir une pression constante dans le système hydraulique. Cette caractéristique permet de combiner des valves «load sensing» avec des valves à pression compensée. Pour des fonctions intermittentes (chasse-neige et benne), ces valves peuvent offrir une solution intéressante, tout en bénéficiant des avantages des pompes à débit variable.

Important : Il ne faut jamais oublier que la pompe s’intègre dans un système hydraulique complet.

Ainsi le choix de la pompe devrait se faire en tenant compte du camion porteur et des équipements de travail. La première étape devrait toujours être la définition des fonctions et des performances que le camion à équiper doit fournir durant le travail.

Conclusion
La pompe est plus qu’un accessoire : elle est le cœur du système hydraulique. Son choix est déterminant dans la maniabilité et les performances des équipements ainsi que pour les coûts d’usage à long terme.

Chaque fournisseur suggère sa solution à l’acheteur, selon des critères qui ne sont peut être pas toujours ceux de l’acheteur ! En fait, l’absence au Québec d’une source de conseils indépendante rend le travail de l’acheteur particulièrement difficile. Nous aurons l’occasion d’y revenir dans les prochains articles.

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