Conception multi #2 Flashcards
Pour permettre le contrôle de ces systèmes, il a fallu remplacer la
force humaine par une force plus puissance?
La force hydraulique
Définition La force hydraulique
Le principe de fonctionnement du système
hydraulique est basé sur?
La force hydraulique est la force dérivée de la pression exercée par
un fluide et non de son mouvement.
la loi de Pascal:
La pression exercée sur un liquide est
également transmise dans toutes les
directions à travers ce liquide et
perpendiculairement aux parois du
récipient qui contient ce liquide.
Principe de fonctionnement Hydraulique: voir image
Soit un liquide
incompressible de
masse volumique
constante. Lorsqu’une
force f est appliquée sur
la tige du piston A, la
pression dans le
cylindre A augmente
selon:
Force = Pression X
Surface
Cette augmentation de
pression est retrouvée
non seulement dans le
cylindre A, mais dans le
cylindre B et sur piston B
également.
La force exercée par la
tige du piston B peut
donc être exprimée par:
F = P x surface B
F = f x Aire B/Aire A …. voir formule
Problème piston hydraulique, comment le régler? VOIR VIDEO
Un piston possède malheureusement
une course limitée et donc restreint dans
le volume de liquide déplacé.
Il faut donc le remplacer par une pompe
pour faire l’usage du système
hydraulique en aviation.
On identifie deux grandeurs pour
caractériser la puissance d’un système
hydraulique:
comment impacte t’il le travail
oLe débit: Le débit correspond au volume de
liquide hydraulique déplacé par unité de
temps.. litre par minute ou gallon par minute
oLa pression: La pression correspond à la force hydraulique par unité de surface. On quantifie généralement la pression à
l’aide du PSI ou du Pascal (kPa)
Plus une pompe peut fournir un débit
élevé à une pression élevée, plus elle
sera capable d’effectuer un travail
rapidement.
On retrouve la présence de deux types
de circuits: Hydraulique
oLe circuit à centre ouvert:
Le circuit à centre ouvert est
caractérisé par une installation en
série des servitudes. Lorsqu’aucune
d’entre elles ne sont sollicitée, il n’y a
aucune pression dans le circuit.
Lors de l’usage d’une composante
hydraulique, la pression augmente
jusqu’à la pression d’opération du
système. Ce système ne permet l’usage que
d’une servitude en même temps, et est
généralement réservé aux aéronefs
n’ayant qu’un système utilisant le circuit
hydraulique.
oLe circuit sous pression:
Le circuit sous pression est maintenu
dans un état pressurisé en tout temps,
même lorsque les servitudes ne sont pas
actionnées. Celles-ci sont installées en parallèle
et peuvent être utilisées
simultanément.
À la base de tout système hydraulique se trouve le liquide qui sera
pressurisé: Caractéristiques (7)
Le liquide hydraulique est le moyen de transmission des variations de pressions. Pour être capable d’y parvenir il doit posséder certaines caractéristiques.
1-le liquide doit être incompressible
aux pressions utilisées. (temps réaction faible)
2-L’absence de variation de volume du liquide entre la pression d’utilisation et la pression ambiante permet de limiter l’effet explosif du bris.
3-Le liquide hydraulique doit avoir de bonnes caractéristiques lubrifiantes
4-La viscosité du liquide doit également
être faible et demeurer constante avec
les changements de températures. (réduit effort) Cependant, la viscosité ne doit pas être
trop basse pour ne pas augmenter le
risque de fuite.
5-Doit être ininflammable
6-Doit être chimiquement inerte
7-Doit résister à l’entartrage
3 types liquides hydraulique
oLiquide à base végétale:
il est composé d’huile ricin et d’alcool. Standardisé sous la norme MIL.H.7644, ce liquide est d’une couleur bleutée. Son usage est principalement centré sur les avions ayant été conçu avant la Deuxième guerre mondiale dû à sa compatibilité avec les joints en caoutchouc naturel. Étant inflammable et ayant de la difficulté à maintenir ces
propriétés lors de grosses variations de températures, ce liquide n’est plus utilisé depuis plusieurs années.
oLiquide à base minérale:
formé à partir d’hydrocarbures.
Standardisé sous la norme MIL.H.5606,
ce liquide est de loin le plus commun en
aviation. D’une couleur rouge, ce liquide maintient ces caractéristiques
physiques à travers une grande plage de température, et est compatible avec plusieurs types de joints tels ceux en néoprène ou en cuir. Le liquide d’origine minérale n’est cependant pas ininflammable.
oLiquide à base synthétique
Le liquide hydraulique synthétique est formé à base d’esthers de phosphate et standardisé sous la norme MIL.H.8446. Ce liquide est celui qui résiste le mieux aux températures élevées, Plus connus sous le nom de Skydrol, ce liquide doit être utilisé avec des joints synthétique. D’une couleur pourpre, le
Skydrol est vulnérable à l’humidité. Il est critique d’empêcher de contaminer le circuit hydraulique avec de l’eau, faute de quoi, ce
liquide perd ces caractéristiques chimiques
et provoque des dépôts au niveau des conduits. Le Skydrol peut dégrader
certains isolants de fils électrique et dissoudre
certaines peintures. Il est ininflammable. Dangeureux peau et voie respiratoires
Le réservoir hydraulque
Le réservoir sert à contenir le liquide hydraulique requis pour un
fonctionnement correct du système.
Le volume est déterminé pour permettre de contenir une quantité suffisante de fluide pour l’alimentation de toutes les composantes
hydrauliques. Le réservoir doit également accommoder l’expansion thermique du fluide
En cas de fuite majeure, le réservoir peut contenir un moyen de prévenir la perte totale du liquide hydraulique. Présurrisé sur avion pressurisé
Le « Powerpack
Dans les aéronefs ayant un système hydraulique plus simple on
combine souvent le réservoir et les clapets sélecteur en une pièce
nommée powerpack
a hydraulic power pack is a self-contained unit designed to supply the necessary power to actuate hydraulic components within a hydraulic system, such as hydraulic motors or cylinders.
La pression dans le système hydraulique est fournie par la pompe.
On retrouve deux types de pompes hydrauliques:
oLes pompes manuelles: Les pompes manuelles fonctionnent à l’aide du travail humain. Un levier est relié mécaniquement à la pompe et permet d’actionner la
pompe. Étant donné la faible capacité et le grand effort requis, ces pompes sont normalement réservées pour un usage en cas de défaillance des motopompes.
oLa pompe à action simple (emergency Navajo)
oLa pompe à action double
oLes motopompes
Les motopompes sont entrainées mécaniquement à l’aide de la motorisation ou électriquement. Elles forment le moyen principal de pressurisé le circuit hydraulique d’un avion.
On distingue deux types de motopompes. Les motopompes:
oÀ débit constant
oÀ débit variable
oLa pompe à action simple (emergency Navajo)
oLa pompe à action double
oLa pompe à action simple (emergency Navajo)
Lorsque la pressurisation du système se fait à l’aide d’une seule face du piston la pompe est dite à action simple. Le déplacement du
piston pressurise le liquide seulement lors de sa course dans une direction. Des clapets de non-retour permettent de diriger le liquide pressurisé prélevé du côté aspiration au côté
refoulement du circuit.
oLa pompe à action double
Une pompe est dite à double action lorsque le
travail s’effectue lors des deux courses du piston. Chaque côté du piston pressurise alternativement le liquide hydraulique Un système de clapet de non-retour permet l’admission du liquide provenant du côté admission dans le cylindre et sa décharge du côté refoulement.
Les motopompes:
oÀ débit constant
oÀ débit variable
oÀ débit constant:
La motopompe à débit constant maintient, pour un régime donné, le débit de liquide hydraulique déplacé peut importe la demande des servitudes. Ce type de fonctionnement requière absolument un régulateur
de pression pour dériver le liquide vers le réservoir lorsque la demande du circuit est nul.
On retrouve deux types de pompes à débit constant:
oLa pompe à engrenages
oLa pompe à barillet
oÀ débit variable
Celle-ci est basée sur la pompe à barillets, à laquelle on a ajouté un mécanisme pour faire varier l’angle entre le barillet et le plateau d’entrainement. Le déplacement des
pistons est fonction de l’angle entre le barillet et le plateau. Plus l’angle entre le barillet
et le plateau d’entrainement est grand,
plus le débit de fluide pompé sera grand.
Un compensateur, calibrer à la pression
désirée, contrôle les pistons pour maintenir ou modifier l’angle permettant de faire pomper les pistons. L’avantage principale de la motopompe à débit variable, est qu’elle n’effectue pas de déplacement de liquide inutile.
La motopompe à débit constant – pompe à engrenages
La motopompe à débit constant – pompe à barillet
La motopompe à débit constant – pompe à engrenages
Le fonctionnement de la pompe à engrenages repose sur l’utilisation de deux engrenages disposés dans un boitier. Le liquide hydraulique est entrainé dans les cavités des
engrenages lors de leurs rotations. Mécaniquement simple, on la retrouve principalement sur les plus petits avions
La motopompe à débit constant – pompe à barillet
La pompe à barillet est formée d’un barillet
percé pour former plusieurs cylindres, de
plusieurs pistons et de bielles, d’un
plateau d’entrainement et d’un
distributeur. La rotation du plateau d’entrainement cause la rotation de l’ensemble du barillet, des pistons et des bielles. L’angle entre le plateau d’entrainement et
le barillet résulte en un déplacement des
bielles qui entraine les pistons dans les
cylindres du barillet. Le mouvement des
pistons aspire le liquide hydraulique à
travers la lumière d’aspiration du
distributeur fixe. Et l’expulse par la
fenêtre de refoulement du distributeur.
La pompe à barillet permet d’obtenir un
débit et une pression plus élevé que la
pompe à engrenages et est donc utilisée
sur les plus gros avions.
L’accumulateur hydraulique définition et fontion
: le stockage d’énergie. L’accumulateur hydraulique sert à maintenir une pression sur le liquide hydraulique. Sont fonctionnement est basé sur la compressibilité des gaz. Un accumulateur hydraulique est formé d’un contenant hermétique dans lequel se trouve un moyen de séparer le liquide hydraulique et le gaz. Cette barrière doit être flexible pour permettre de compresser le gaz lorsque le circuit hydraulique est pressurisé. Lorsque l’accumulateur n’est pas pressurisé par le système hydraulique, la pression dans la section remplis de gaz correspond à la pression de préchargement, soit entre 30% et 50% de la pression d’opération du système.
L’accumulateur occupe plusieurs fonctions:
oRégularise la pression dans le circuit hydraulique lorsque la pompe est fortement sollicitée.
oRéduit l’usage du régulateur de pression en maintenant la pression dans le circuit, évitant ainsi les déclenchements inutiles et donc l’usure du régulateur
oPermet un usage réduit de certaines servitudes lors d’une panne hydraulique.
Amortie les secousses que les pulsations de la pompe pourraient causer.
oAbsorbe les variations brusque de pression que peuvent causer les différentes servitudes.
On retrouve trois différents types d’accumulateur hydraulique:
oL’accumulateur à diaphragme:
L’accumulateur à diaphragme est composé de deux vaisseaux métalliques séparé par un diaphragme.
oL’accumulateur à vessie: L’accumulateur à vessie est composé d’un volume dans laquelle
est introduite une vessie. Celle-ci est maintenue en place à une extrémité par la valve de préchargement. À l’autre extrémité se trouve le raccord au circuit hydraulique
oL’accumulateur à piston:
L’accumulateur à piston est composé d’un cylindre métallique dans lequel se trouve un piston mobile. Une extrémité du cylindre est raccordée au circuit hydraulique et sur l’autre se trouve la valve
de préchargement
Le clapet de non-retour
Elle permet de restreindre la direction de l’écoulement à un sens uniquement.
Le clapet de non-retour est formé d’un cylindre dans lequel se trouve une bille tenue en place par un ressort de faible puissance.
L’écoulement du fluide dans une direction est permis en déplaçant la bille pour libérer l’orifice. Un écoulement dans l’autre direction
aurait comme effet de forcé la bille à fermer l’ouverture.
Le filtre + 3 emplacements
Le filtre permet de prévenir l’accumulation de contaminant solide dans le circuit hydraulique. Ceux-ci pouvant dramatiquement accélérer l’usure des composantes.
cependant plus la valeur de filtrage est faible plus le filtre aura un impactesur la pression du système.
Installé en parallèle au filtre est un clapet de sécurité permettant au fluide hydraulique de contourner un filtre en cas de blocage de cedernier.
On retrouve généralement plusieurs filtres dans un circuit
hydraulique:
oAu raccord de remplissage
oAprès les pompes
oAvant le retour au réservoir
Le clapet sélecteur
+ 4 formes
Le clapet sélecteur permet de diriger le liquide hydraulique vers une des faces du piston dans le vérin d’une servitude. Le clapet peut être contrôlé mécaniquement, électriquement ou hydrauliquement.
oLe clapet à boisseau
oLe clapet à soupape
oLe clapet radial
oLe clapet à tiroir
Le clapet baladeur
Le clapet baladeur permet d’alimenter une servitude avec deux circuits hydrauliques différents. Il permet à un vérin d’être alimenter par un second circuit si le circuit principal devient inopérant. Système de frein …..
Le régulateur de pression VOIR IMAGE
Le régulateur de pression permet de maintenir la pression dans un circuit hydraulique entre deux valeurs prescrites.
On utilise la pression hydraulique appliquée sur les différentes faces, ayant des superficies différentes, d’une pièce mobile ainsi qu’un ressort ajustable pour déterminer les plages de pression acceptable.
La force hydraulique appliquée sur le piston
s’oppose à celle appliquée sur la bille ainsi
qu’à la force du ressort. Lorsque la pression est
inférieure à la valeur maximale (6000kPa) le
piston est incapable de soulever la bille.
Lorsque la pression dépasse la valeur
maximale, la force hydrostatique telle
qu’appliquée au piston soulève la bille et permet
au liquide de s’échapper.
Le clapet de surpression
Le clapet de surpression est une pièce assurant la sécurité du circuit hydraulique, elle veille à ce que la pression ne dépasse pas une certaine valeur. Elle fonctionne comme un régulateur de pression simplifié. Le clapet de surpression est formé d’un cylindre dans lequel on place une bille, maintenue en place par un ressort calibré, obstruant l’arrivé du liquide hydraulique. Lorsque la pression du liquide atteint une valeur prescrite, la force de celui-ci sur la bille permet de la déplacé et de dépressurisé le circuit hydraulique.
Le vérin +3 types
Le vérin hydraulique est la principale servitude d’un circuit hydraulique.
C’est à l’aide du vérin que l’énergie hydraulique est transformée en énergie cinétique.
Actuateur, servitude, vérin … même chose
On retrouve trois types de vérin:
oVérin à simple effet
oVérin à double effet
oVérin à double effet à double tige
On retrouve trois types de vérin:
oVérin à simple effet
oVérin à double effet
oVérin à double effet à double tige
Le vérin à effet simple expose le liquide hydraulique qu’à une face du piston. L’autre face subit la tension d’un ressort qui sert à effectuer le rappel du piston.
Ce type de vérin est retrouvé sur des gouvernes où l’effort ne doit être fourni que dans un sens.
Le vérin à double effet reprend la même construction que le précédent, mais substitue le ressort pour un deuxième raccord hydraulique permettant d’exposer les deux faces du piston
alternativement à la pression hydraulique.
l est important de souligner la présence
d’une disparité au niveau de la force
pouvant être exercé par chaque côté du
piston. La tige du piston occupant un
certain espace sur celui-ci diminue l’aire de
la surface en contact avec le fluide et donc
selon la loi de Pascal, la force maximale
pouvant être obtenue. Ce vérin est le plus communément utilisé en aviation, on le
retrouve tant sur les gouvernes, qu’au niveau du train d’atterrissage.
Le vérin à double effet à double tige
Ce vérin est similaire au vérin à double effet, mais peut développer la même force des deux côtés du piston, du à sa construction symétrique. On le retrouve au niveau des servo commandes ainsi qu’au niveau des mécanismes d’orientation du train d’atterrissage
