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Repenser le réservoir hydraulique

N’importe quel fabricant de moteur ou d’équipement le sait : l’espace est une ressource précieuse et limitée.

C’est pourquoi, lors de la conception de systèmes hydrauliques, les ingénieurs n’accordent que peu d’attention au réservoir de fluide, et à relativement juste titre : celui-ci est considéré comme un réceptacle passif dont la seule fonction est de contenir les réserves d’huile hydraulique lorsque le système n’en a pas l’utilité. En tant que tel, le réservoir hydraulique est fréquemment placé là où il reste assez de place pour lui, au cours des dernières étapes de la conception du véhicule ou du système.

Cette façon de penser est compréhensible, du moins dans une certaine mesure. Le réservoir d’huile hydraulique ne doit pas nuire à l’efficacité d’un système. Il doit être suffisamment grand pour s’adapter aux variations de débit et de niveau de fluide, et si cela signifie qu’il faille le placer à un endroit peu pratique en matière de conception, cela est souvent considéré comme un compromis acceptable.  Mais l’on pourrait arguer qu’il est utile de rendre chaque composant, même ceux souvent considérés comme de moindre importance, aussi efficace que possible.

Nous avons donc posé la question : et s’il était possible de faire mieux ?

Une solution de réservoir personnalisée peut être plus petite et plus souple que les conceptions de réservoir traditionnelles.

Et si le réservoir hydraulique pouvait être un net bonus pour tout le système hydraulique et faciliter la vie de l’équipe d’ingénierie ? Il s’agit typiquement d’un cas où l’on applique le vieil adage « tant que ce n’est pas cassé, on ne touche à rien ». Les ingénieurs en charge de la conception sont déjà bien assez préoccupés par d’autres éléments sous le capot. Mais n’importe quelle équipe de conception sauterait sur une solution de réservoir hydraulique prête à l’emploi qui serait plus efficace tout en ajoutant des performances et de la fiabilité. En créant un réservoir adapté au système et construit à partir de composants conçus pour fonctionner ensemble, il est possible de rendre l’ensemble du système plus efficace tout en tirant le meilleur parti de l’espace donné. Cette idée évacue le casse-tête lié à l’installation du réceptacle et de ses différents composants dans cet espace.

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Pas gros pour rien

De nombreux réservoirs sont plutôt gros, car la capacité du réservoir est généralement déterminée par le temps de séjour du fluide de retour. Cela signifie que si le système débite 450 litres par minute, un réservoir doté d’un rapport de débit de deux pour un devrait être capable de contenir 225 litres. Chaque litre qui retourne dans le réservoir y séjournera pendant au moins une minute avant d’être réinjecté dans le système pour permettre à l’air entraîné d’avoir le temps de sortir du fluide.

Les solutions de réservoir intégrées peuvent aider à améliorer les performances totales du système hydraulique.

Ces chiffres ne sont pris qu’à titre d’exemple et ne reflètent pas des cas spécifiques. Ce qu’il faut retenir, c’est que le temps de séjour impose une certaine taille au réservoir parce que les concepteurs du système doivent laisser le temps à l’air de se dissiper. À bien des égards, l’air entraîné, air ambiant qui a pénétré le système généralement au niveau d’une fuite à l’entrée de la pompe ou via des joints de cylindre usés et qui se mélange à l’huile au fur et à mesure de sa mise sous pression, peut être aussi nocif pour le système que des contaminants comme la saleté ou l’eau. Ce que vous voulez éviter à tout prix, c’est que de l’air soit réinjecté dans le système où il pourra provoquer des vibrations, un bruit excessif, une usure inutile, une oxydation accrue des fluides et une baisse de précision lors de l’utilisation des commandes.

Mieux remplir sa fonction

Si l’on examine comment le réservoir fait son travail, il est possible de le rendre plus efficace dans ce travail. Traditionnellement, la filtration des contaminants est un processus distinct de la désaération. Les contaminants sont filtrés à l’entrée du réservoir et l’air s’enlève tandis que le fluide séjourne dans le réceptacle. Mais ce processus de désaération naturelle laisse souvent peu de choix aux ingénieurs lorsqu’il s’agit de décider de la taille du réservoir.

Supposons que vous souhaitiez que le réservoir fasse la moitié de sa taille, avec un rapport de débit de six pour un. Cela signifie que vous pourriez réduire la taille du réservoir à 90 litres pour un système de débit de 550 litres par minute. Ceci représente habituellement un défi parce que si le réceptacle est plus petit, vous ne disposez pas d’autant de temps pour que les bulles d’air contenues dans le fluide remontent naturellement vers la surface. Mais si vous utilisez un filtre hydraulique multifonction qui élimine l’air entraîné en même temps qu’il filtre les contaminants, il n’est plus nécessaire de laisser le fluide reposer aussi longtemps, ce qui signifie qu’il devient possible de concevoir des réservoirs plus petits.

% de désaération de l’huile hydraulique
Un pourcentage d’aération plus faible se traduit par de meilleures performances hydrauliques. Les filtres de désaération Donaldson maintiennent l’aération à 1,5 % ou moins. À des niveaux d’aération plus élevés, la perte d’efficacité et le bruit deviennent un problème.*

Par rapport aux réservoirs classiques, ce réservoir plus petit et plus efficace présente de multiples avantages à la fois pour l’équipementier et pour ses utilisateurs finaux. Pour l’équipementier, un réservoir plus petit et plus flexible en termes de taille peut s’adapter à plus d’endroits dans le système, maximisant ainsi l’efficacité de la conception. Il nécessite également moins de matières premières, ce qui réduit les coûts. Et si le réservoir contient deux fois moins de fluide, cela signifie que la quantité de fluide nécessaire dans tout le système est bien moindre, ce qui réduit encore davantage les coûts de production (ou de premier choix).

Pour les propriétaires d’équipement, un système contenant une plus faible quantité de fluide signifie qu’ils auront moins besoin d’acheter d’huile hydraulique au cours de la durée de vie du système. Les propriétaires et les opérateurs d’équipement parlent souvent du fait qu’une désaération efficace du fluide hydraulique rend une machine plus silencieuse, avec un contrôle plus précis et moins d’usure, ce qui signifie une durée de vie de l’équipement plus longue et des coûts d’exploitation réduits. Tous ces avantages sont directement attribuables à la conception efficace et intelligente de l’équipementier.

Plus simples. Plus petits. Plus intelligents.

Nos réservoirs hydrauliques sont conçus pour optimiser l’espace et les performances avec jusqu’à 50 % de réduction au niveau de la taille du réservoir. Grâce à une conception pensée autour de l’espace disponible sur l’équipement et intégrant la filtration de désaération dans le système, nos réservoirs sont dimensionnés de manière optimale pour votre plate-forme.

La technologie est là

La bonne nouvelle pour les équipementiers est que ce système de réservoir hydraulique n’est plus du domaine de l’hypothétique. Il n’est plus nécessaire de devoir aménager de l’espace supplémentaire pour pouvoir loger un réservoir cubique volumineux et rigide, ni de se procurer des composants simplement pour réussir à insérer un réservoir dans un espace pour lequel il n’a pas été conçu.

Donc, existe-t-il une meilleure façon de construire des réservoirs de fluide hydraulique ? Oui. Il est possible de créer non seulement des réservoirs plus petits, mais des réservoirs « de la bonne taille », simplement en repensant l’ensemble du processus. Il est maintenant possible de partir d’une conception d’équipement et de construire un système de réservoir clé en main spécifiquement pour cette conception. Cela donne aux ingénieurs plus de contrôle et supprime la contrainte de devoir faire de la place pour un réservoir volumineux et encombrant, et garantit que ce réservoir fasse partie intégrante du système.

Imaginez un réservoir hydraulique entièrement réalisé qui ne vous donnera pas de maux de tête ; prêt à installer dans votre espace ; tous les composants étant inclus. De plus, il ajoute des couches de protection à la fois contre l’air entraîné et contre d’autres contaminants.

C’est repenser le réservoir hydraulique.

 

* Test réalisé en laboratoire, simulant une fuite d’air continue dans le système pendant 30 minutes consécutives.
Cet article a été initialement publié en juillet 2020 sur FluidPowerJournal.com.

 

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