Symboles de la pompe hydraulique sont des représentations graphiques standardisées utilisées dans les schémas de circuits hydrauliques (schémas) pour identifier le type, le sens d'écoulement et la méthode de contrôle d'une pompe sans description écrite. Les lire correctement est essentiel pour toute personne qui conçoit, dépanne ou entretient un système hydraulique. Parmi les nombreux types de pompes représentés dans ces schémas, la pompe hydraulique alimentée par prise de force (prise de force) est l'une des plus importantes en pratique : elle est largement utilisée dans l'agriculture, le camionnage, la construction et les services d'urgence où le moteur d'un véhicule entraîne directement les fonctions de travail hydrauliques.
Cet article explique comment interpréter avec précision les symboles des pompes hydrauliques, couvre les principales variations de symboles que vous rencontrerez, puis approfondit la pratique des pompes hydrauliques alimentées par prise de force : comment elles fonctionnent, quelles spécifications sont importantes et comment sélectionner celle qui convient à une application donnée.
Comment lire le symbole de base de la pompe hydraulique
La norme ISO 1219 régit les symboles schématiques hydrauliques et pneumatiques à l'échelle mondiale. Selon cette norme, tous les symboles de pompes hydrauliques partagent une base commune : un cercle représentant le corps de la pompe, avec un triangle noir plein pointant vers l'extérieur du cercle pour indiquer la direction du débit. Le triangle pointant à l’opposé du cercle montre que le fluide est expulsé – cela distingue une pompe (entrée d’énergie, sortie de fluide) d’un moteur hydraulique (entrée de fluide, sortie mécanique), où le triangle pointe vers l’intérieur vers le cercle.
Des éléments supplémentaires ajoutés à ce symbole de base véhiculent des caractéristiques spécifiques de la pompe :
- Flèche unique traversant le cercle (diagonale) : Indique une pompe à cylindrée fixe : la pompe délivre le même volume de fluide par tour, quelle que soit la pression du système ou le réglage externe.
- Double flèche traversant le cercle (deux diagonales, une avec une pointe de flèche à chaque extrémité) : Indique une pompe à cylindrée variable : le débit de sortie peut être ajusté pendant que la pompe fonctionne, généralement en modifiant l'angle du plateau cyclique dans une pompe à piston.
- Deux triangles de flux sur les côtés opposés du cercle : Indique une pompe bidirectionnelle capable de pomper dans les deux sens : la pompe peut inverser le débit, ce qui est courant dans les circuits de transmission hydrostatique.
- Une flèche courbe autour de la ligne d'arbre : Indique le sens de rotation de l'arbre — dans le sens horaire ou antihoraire — qui est critique lors de la spécification du remplacement de la pompe ou de la connexion d'un entraînement de prise de force.
- Symbole de ressort ou ligne de pression pilote ajouté au cercle : Indique une pompe à cylindrée variable à compensation de pression dont la cylindrée diminue automatiquement lorsque la pression du système atteint le point de consigne du compensateur.
- Ligne pointillée d'un élément de commande à la pompe : Indique une cylindrée variable pilotée ou télécommandée — la cylindrée est contrôlée par un signal hydraulique ou électrique séparé.
L'arbre entraînant la pompe est représenté par une ligne entrant dans le cercle depuis le côté opposé au triangle d'écoulement. Lorsque deux pompes partagent un arbre commun (une configuration de pompe tandem courante dans les circuits de tracteurs agricoles et de chargeurs), deux cercles sont dessinés, reliés par la même ligne d'arbre, chacun avec son propre triangle d'écoulement et son propre orifice de sortie.
Variations des symboles de pompe hydraulique selon le type de pompe
Bien que le symbole de base soit le même pour toutes les pompes hydrauliques, la combinaison de modificateurs communique la technologie de pompe spécifique utilisée. Le tableau ci-dessous résume les types de pompes les plus courants et les caractéristiques des symboles correspondants :
| Type de pompe | Déplacement | Caractéristique clé du symbole | Application commune |
|---|---|---|---|
| Pompe à engrenages (externe) | Corrigé | Cercle simple triangle extérieur simple flèche diagonale | Prises de force, fendeuses de bûches, circuits basse pression |
| Pompe à palettes | Corrigé or variable | Cercle vers l'extérieur du triangle ; la variable ajoute une double flèche diagonale | Presses industrielles, machines-outils |
| Pompe à pistons axiaux (fixe) | Corrigé | Cercle vers l'extérieur, triangle, flèche diagonale unique | Équipement mobile haute pression |
| Pompe à pistons axiaux (variable) | Variable | Cercle triangle extérieur double flèche diagonale | Pelles, transmissions hydrostatiques |
| Pompe à piston à pression compensée | Variable | Ligne pilote en pointillés à ressort à double flèche circulaire | Systèmes industriels économes en énergie |
| Pompe tandem | Corrigé (each section) | Deux cercles sur une ligne d'arbre commune, chacun avec un triangle vers l'extérieur | Tracteurs, systèmes agricoles à double circuit |
| Pompe bidirectionnelle | Corrigé or variable | Encerclez deux triangles extérieurs opposés sur les deux ports | Transmissions hydrostatiques, treuils |
Lors de la lecture d'un schéma hydraulique, le symbole de la pompe est presque toujours connecté à un symbole de moteur principal (moteur électrique ou moteur à combustion interne) d'un côté et à la conduite de pression du système de l'autre. La conduite de retour du réservoir (réservoir) se connecte ailleurs dans le circuit. Le traçage de ces connexions à partir du symbole de la pompe vers l'extérieur est le point de départ pour comprendre tout schéma de circuit hydraulique.
Comment fonctionnent les pompes hydrauliques alimentées par prise de force
Une pompe hydraulique alimentée par prise de force (prise de force) extrait l'énergie mécanique directement de la transmission ou du moteur d'un véhicule ou d'un tracteur, la convertissant en débit et pression hydrauliques pour entraîner des fonctions de travail externes. L'arbre de prise de force — normalisé à 540 tr/min ou 1 000 tr/min pour les tracteurs agricoles conformes aux normes ISO 500 et ASAE S203 — se couple directement à l'arbre d'entrée de la pompe via une connexion cannelée ou un adaptateur de boîte de vitesses.
Contrairement aux groupes hydrauliques à entraînement électrique ou aux pompes montées sur moteur avec entraînement direct par courroie ou par engrenages, une pompe à prise de force présente une caractéristique opérationnelle clé : il ne produit un débit hydraulique que lorsque la prise de force est engagée et que le moteur tourne au-dessus du ralenti. Le débit s'adapte directement à la vitesse de l'arbre de prise de force : si l'accélérateur du moteur baisse, le débit de sortie de la pompe diminue également et, par conséquent, la vitesse de tous les actionneurs à entraînement hydraulique.
Le symbole de la pompe hydraulique utilisé dans un schéma de système entraîné par prise de force montre le cercle de pompe standard avec une ligne d'arbre, mais le moteur principal connecté à cet arbre est généralement représenté comme un symbole de moteur ou étiqueté « Prise de force » plutôt que le cercle de moteur électrique standard. Dans certains schémas, un symbole de boîte de vitesses apparaît entre l'arbre de prise de force et la pompe pour indiquer un rapport d'entraînement augmentant ou réduisant la vitesse.
Types de pompes à prise de force et applications auxquelles elles conviennent
Les trois principales technologies de pompe utilisées dans les applications de prise de force offrent chacune des compromis différents en termes de capacité de pression, de régularité du débit, d'efficacité et de coût :
Pompes à engrenages (les plus courantes pour une utilisation à la prise de force)
Les pompes à engrenages externes dominent les applications hydrauliques de prise de force en raison de leur simplicité, de leur robustesse et de leur tolérance aux fluides contaminés, ce qui est important dans les environnements agricoles et de construction. Une pompe à engrenages de prise de force typique fonctionne à 150 à 250 bars (2 175 à 3 625 PSI) pression continue avec des débits de 11 à 114 litres par minute à des régimes de prise de force de 540 ou 1 000 tr/min. Ils ont une cylindrée fixe : le débit est directement proportionnel à la vitesse de l'arbre et ne peut pas être ajusté indépendamment.
Pompes à piston (haute pression, débit variable)
Les pompes à pistons axiaux fournissent une pression continue plus élevée — jusqu'à 350 à 420 bars (5 000 à 6 000 PSI) - et, dans les configurations à cylindrée variable, permettent d'ajuster le débit indépendamment du régime moteur. Cela les rend adaptés aux applications exigeantes de prise de force telles que les grues montées sur camion (flèches articulées), les systèmes de levage à crochet et les outils hydrauliques haute pression. Le compromis est un coût plus élevé et une plus grande sensibilité à la contamination des fluides — la classe de propreté ISO 4406 16/14/11 ou supérieure est généralement requise.
Pompes à palettes (débit régulier, pression moyenne)
Les pompes à palettes offrent un débit très régulier et à faible pulsation, ce qui les rend adaptées aux applications entraînées par prise de force où la qualité du débit est importante : certains systèmes de convoyeur, applications de pulvérisation et assistances de direction hydrauliques. La capacité de pression est modérée à 140 à 175 bars (2 000 à 2 500 PSI) , et elles sont plus sensibles à l'usure en cas de fluide contaminé que les pompes à engrenages. Moins courant dans l'utilisation des prises de force agricoles, mais trouvé dans certaines applications de véhicules industriels.
Spécifications clés pour la sélection d’une pompe hydraulique alimentée par prise de force
Faire correspondre une pompe hydraulique PTO à son application nécessite d’évaluer plusieurs spécifications interdépendantes. Se tromper sur une erreur entraîne soit des performances sous-dimensionnées, soit une panne prématurée de la pompe :
| Spécification | Gamme typique | Guide de sélection |
|---|---|---|
| Vitesse de prise de force | 540 tr/min ou 1 000 tr/min | Faire correspondre exactement la vitesse nominale d'entrée de la pompe à la vitesse de sortie de la prise de force du tracteur |
| Déplacement (cc/rev) | 11-100 cc/tr | Calculer : débit requis (L/min) ÷ Vitesse de prise de force (RPM) × 1 000 |
| Pression nominale (continue) | 150-420 bars | Doit dépasser le réglage de la soupape de décharge du système d'au moins 10 à 15 % |
| Type d'arbre et cannelure | SAE A, B, C ; Cannelure à 6 ou 21 dents | Doit correspondre exactement à l'adaptateur de prise de force ou à la sortie de la boîte de vitesses |
| Taille et norme du port | SAE, BSP ou ORFS | Faites correspondre les normes de tuyaux et de raccords du système existant pour éviter les fuites de l'adaptateur |
| Sens de rotation | CW ou CCW (vu depuis l'extrémité de l'arbre) | Doit correspondre à la rotation de l’arbre de prise de force – une mauvaise direction détruit la pompe en quelques minutes |
| Puissance d'entrée requise (kW) | 5 à 75 kW | Doit respecter la capacité de puissance nominale de la prise de force du tracteur. |
La spécification du sens de rotation mérite une attention particulière. Faire fonctionner une pompe à engrenages dans le mauvais sens de rotation force immédiatement le fluide contre les joints internes dans le mauvais sens, provoquant une défaillance catastrophique du joint et la destruction de la pompe en quelques minutes. - pas des heures. Vérifiez toujours le sens de rotation sur la plaque signalétique de la pompe et comparez-le avec la rotation réelle de l'arbre de prise de force avant le démarrage.
Configurations de montage de pompe à prise de force et dispositions d'entraînement
Les pompes hydrauliques de prise de force se connectent à la source d'alimentation via plusieurs dispositions physiques différentes en fonction du type de véhicule, des points de montage disponibles et de l'emplacement requis de la pompe :
- Support direct de prise de force arrière du tracteur : La pompe se boulonne directement sur un support situé sur l'arbre tronqué de prise de force arrière du tracteur à l'aide d'un arbre de transmission à joint universel. Commun pour alimenter des outils hydrauliques externes : fendeuses de bois, enfonce-pieux, semoirs hydrauliques. La pompe et son réservoir sont généralement montés sur le châssis de l'outil et non sur le tracteur.
- Prise de force montée sur transmission (camion) : Sur les camions commerciaux, un port de prise de force de boîte de vitesses (tailles standard SAE A à F) accepte une unité de prise de force adaptée qui entraîne la pompe via un engrènement direct. La pompe est montée sur bride sur la boîte de vitesses de prise de force. Il s'agit de la configuration standard pour les camions à benne basculante, les véhicules à ordures, les camions à crochet et les camions-grues.
- Prise de force de la boîte de transfert : Les camions à quatre roues motrices avec boîtes de transfert fournissent parfois une sortie de prise de force à partir de la boîte de transfert, permettant le fonctionnement de la pompe lorsque le véhicule est à l'arrêt avec la transmission déconnectée. Utilisé dans les appareils d'incendie et les véhicules d'intervention d'urgence.
- Prise de force du volant moteur : Pompes montées directement sur le carter de cloche du moteur et entraînées par le volant via un embrayage. Assure un fonctionnement continu de la pompe indépendamment de la boîte de vitesses — utilisé dans les bétonnières, les souffleuses à neige et les camions-citernes sous vide où une puissance hydraulique continue est nécessaire quelle que soit la vitesse du véhicule.
Calcul de la cylindrée et de la puissance requises de la pompe de prise de force
Le dimensionnement approprié d'une pompe à prise de force commence par définir le débit et la pression hydrauliques requis, puis par revenir aux exigences de cylindrée et de puissance d'entrée. Les calculs sont simples :
Cylindrée requise de la pompe (cc/tr) :
Cylindrée = (Débit requis en L/min × 1 000) ÷ Vitesse de prise de force en tr/min
Exemple : Une fendeuse de bûches nécessite 30 L/min à un régime de prise de force de 1 000 tr/min. Déplacement = (30 × 1 000) ÷ 1 000 = 30 cc/tr . Sélectionnez une pompe avec une cylindrée de 30 à 35 cc/tr pour tenir compte des pertes d'efficacité volumétrique (généralement 5 à 15 % dans les pompes à engrenages).
Puissance d'entrée requise (kW) :
Puissance (kW) = (Débit en L/min × Pression en bar) ÷ 600 ÷ rendement global
Exemple : 30 L/min à 200 bar, rendement global 0,85. Puissance = (30 × 200) ÷ 600 ÷ 0,85 = 11,8 kW (environ 15,8 ch) . La puissance nominale de la prise de force du tracteur doit dépasser ce chiffre – une prise de force de 30 CV est adéquate ; un tracteur de 20 CV ne l'est pas.
Ajoutez toujours un Marge de sécurité de 20 à 25 % supérieure à la puissance calculée lors de la spécification de la taille du tracteur, car l'efficacité de la pompe diminue avec l'usure et les transitoires de pression du système peuvent dépasser les valeurs de régime permanent dans des conditions de calage de l'actionneur.
Problèmes courants de pompe de prise de force et comment les diagnostiquer
La plupart des pannes de pompe hydraulique de prise de force suivent des schémas reconnaissables qui peuvent être diagnostiqués avant qu'une panne complète ne se produise :
- Cavitation (genmissement ou cri au démarrage) : Causé par un apport d’huile insuffisant à l’entrée de la pompe – généralement dû à une crépine d’aspiration obstruée, à un tuyau d’aspiration effondré ou à un niveau de liquide du réservoir trop bas. La cavitation érode les composants internes de la pompe en quelques heures de fonctionnement continu. Vérifiez le vide de la conduite d'aspiration avec un vacuomètre — plus de 0,3 bar (9 inHg) à l'entrée de la pompe indique une restriction d'aspiration.
- Faible débit et mouvement lent de l’actionneur : Dans une pompe à engrenages, cela indique une usure interne : le jeu entre l'engrenage et le boîtier a augmenté au-delà des spécifications, permettant un contournement interne. Comparez le débit réel (mesuré avec un débitmètre) au débit nominal à la vitesse de fonctionnement. Une réduction de plus de 15 % du débit nominal dans une pompe à engrenages indique qu'un remplacement est nécessaire.
- Fluide hydraulique en surchauffe : Les causes incluent une pompe fonctionnant continuellement à une pression supérieure à sa valeur nominale continue, une soupape de décharge du système réglée trop haut ou un volume de réservoir insuffisant. Une température du fluide hydraulique supérieure à 80 °C (176 °F) accélère l'oxydation de l'huile et la dégradation des joints. — un système correctement dimensionné doit maintenir le fluide en dessous de 60–65°C en service continu.
- Fuite du joint d’arbre : Une fuite d'huile externe au niveau de l'arbre de la pompe indique un joint d'arbre défectueux - généralement causée par une pression de vidange excessive du carter (contre-pression sur l'orifice de vidange du carter de pompe), une abrasion de fluide contaminé ou un désalignement de l'arbre. Sur les pompes à engrenages, la pression de vidange du carter ne doit pas dépasser 3 à 5 bars (44 à 73 PSI) en continu.
- Débit irrégulier ou pulsé : Dans les pompes à engrenages, cela indique une ingestion d'air à travers un raccord d'aspiration qui fuit ou un faible niveau de liquide provoquant une aspiration d'air par intermittence par la pompe. Vérifiez tous les raccords de la conduite d'aspiration et le reniflard du réservoir pour déceler tout blocage.
