Un distributeur se compose d'un corps de vanne comportant des passages internes et d'une partie mobile appelée tiroir. Le tiroir peut obturer ou fermer les passages internes. Sur la plupart des distributeurs hydrauliques industriels standard, le tiroir est cylindrique ; on parle alors de distributeur à tiroir, ou simplement de distributeur à tiroir. Les distributeurs à tiroir sont les plus répandus en hydraulique industrielle. Ce chapitre explique leurs différents types, leur construction, leurs principes de fonctionnement et leurs méthodes de commande.

Vanne directionnelle à quatre voies

Le premier type de distributeur à considérer est celui à quatre passages internes : un passage de pression, un passage de retour (vers le réservoir) et deux passages de travail. Il s'agit du distributeur à quatre voies, ainsi nommé en raison des quatre passages distincts présents dans son corps. Ce distributeur permet d'inverser le sens de rotation des vérins ou moteurs hydrauliques.

Fonctionnement d'une vanne à quatre voies dans un circuit

Tous les distributeurs sont composés d'un corps et d'un tiroir mobile interne. Ce tiroir possède au moins deux positions : deux positions d'extrémité. Ces deux positions sont représentées par deux rectangles distincts sur le symbole du distributeur. Dans chaque rectangle, des flèches indiquent la connexion des passages internes du corps du distributeur lorsque le tiroir est dans cette position. Sur le symbole du distributeur, les deux rectangles doivent être reliés. Lors de son intégration dans un circuit, un seul rectangle doit être connecté. Ainsi, lorsque l'actionneur se déplace dans un sens, le trajet du fluide à l'intérieur du distributeur est clairement visible. Pour représenter le déplacement de l'actionneur dans le sens inverse, il suffit de faire glisser l'autre rectangle dans le circuit.

Une vanne directionnelle ne possédant que deux positions de tiroir est appelée vanne à deux positions.

Figure 10-1 Distributeur à quatre voies. Le symbole à deux cases représente les deux positions du tiroir. Une seule case est connectée au circuit à la fois ; le déplacement du tiroir inverse la case active et inverse le sens de rotation du vérin.

Fonctionnement du circuit de la vanne à quatre voies

Lorsque le tiroir est en position d'extrémité, le passage de pression est relié au passage de travail A et le passage de retour au passage de travail B. Lorsque le tiroir passe en position d'extrémité opposée, le passage de pression est relié au passage de travail B et le passage de retour au passage de travail A. Le changement de position du tiroir inverse le sens du flux d'huile vers le vérin hydraulique, ce qui étend ou rétracte la tige.

Vanne directionnelle à trois voies

Une vanne directionnelle à trois voies comporte trois passages internes : un passage de pression, un passage de retour et un passage de travail. Son fonctionnement est le suivant : lorsque le tiroir est en position d'extrémité, il pressurise le passage de travail ; lorsqu'il est en position d'extrémité, il le dépressurise. Autrement dit, la vanne à trois voies commute la pressurisation et la dépressurisation d'un seul passage de travail.

Fonctionnement du circuit de la vanne à trois voies

Une vanne trois voies peut commander des actionneurs simple effet, tels que des vérins à ressort. Dans ce type d'application, la vanne trois voies, dans une position, alimente l'extrémité libre de la tige du vérin en huile sous pression ; dans l'autre position, l'arrivée d'huile à l'actionneur est bloquée et le passage de l'actionneur est relié au passage de retour à l'intérieur du corps de la vanne, permettant ainsi à la tige du vérin de se rétracter par gravité ou par la force du ressort.

Lorsque la vanne à trois voies est en position de connexion entre le passage de travail et le passage de retour, un cylindre à piston monté verticalement peut se rétracter sous l'effet de la gravité, tandis qu'une tige de cylindre à rappel par ressort se rétracte sous la force du ressort.

Dans les applications hydrauliques industrielles, les distributeurs à trois voies sont rares. Si une fonction trois voies est nécessaire, on utilise généralement un distributeur à quatre voies dont un orifice de travail est obturé.

Figure 10-3 La vanne directionnelle à trois voies commande les vérins simple effet (à rappel par ressort). Une position assure la pressurisation ; l’autre relie le vérin au réservoir et permet au ressort de rétracter la tige.

Valve directionnelle à deux voies

Un distributeur à deux voies ne comporte que deux passages ; ces deux passages peuvent être connectés ou déconnectés par le tiroir. Lorsque le tiroir est en position d'extrémité, le passage à travers le distributeur est ouvert ; lorsqu'il est en position d'extrémité, le passage est fermé.

Fonctionnement du circuit de la vanne à deux voies

Le distributeur bidirectionnel fait office d'interrupteur marche/arrêt dans un circuit. Cette fonction est utilisée dans de nombreux systèmes comme dispositif de sécurité ou pour isoler et connecter différents composants au sein du système.

Caractéristiques et spécifications des distributeurs

Les distributeurs utilisés en hydraulique industrielle sont disponibles en plusieurs tailles standard : 1/4", 3/8", 1/2", 3/4" et 1-1/4" (6,35 mm, 9,5 mm, 12,7 mm, 19,05 mm et 31,75 mm). Dans les applications industrielles, leur débit est généralement spécifié par leur capacité moyenne plutôt que par le diamètre de leurs orifices. Par exemple, les débits nominaux sont : 3 à 10 gal/min (11,37 à 37,9 l/min), 10 à 20 gal/min (37,9 à 45,48 l/min), 40 gal/min (75,8 l/min), 80 gal/min (303,2 l/min) et 160 gal/min (379 l/min). Au débit nominal, la chute de pression entre P et A ou entre B et T est d'environ 40 psi (2,76 bar).

Tiroir de distributeur

Le tiroir d'un distributeur à quatre voies que nous avons vu est constitué d'un arbre comportant trois sections cylindriques de grand diamètre appelées portées. L'espacement régulier entre ces trois portées caractérise un tiroir à trois portées. La plupart des distributeurs hydrauliques industriels sont équipés de tiroirs à deux ou quatre portées. Les distributeurs à faible débit utilisent généralement des tiroirs à deux portées ; les tiroirs à quatre portées sont plus courants pour les distributeurs à débit plus élevé.

Figure 10-5 Tiroirs de distributeur. Les tiroirs à deux gorges sont courants sur les petits distributeurs ; ceux à quatre gorges sur les plus grands. Le nombre et la position des gorges déterminent quels passages sont connectés ou obstrués selon la position du tiroir.

Vanne à quatre voies montée sur sous-plaque

Le distributeur à quatre voies décrit ci-dessus possède quatre orifices. Généralement, les orifices de pression et de retour se trouvent d'un côté du corps du distributeur, tandis que les deux orifices de travail sont situés de l'autre. Cette disposition des orifices est très proche du symbole graphique du distributeur. Pour faciliter l'installation, la plupart des distributeurs hydrauliques industriels sont montés sur embase : le corps du distributeur est boulonné à une embase reliée aux conduites du système. Les orifices du distributeur monté sur embase se trouvent sur la face inférieure du corps du distributeur.

Actionneurs de vannes directionnelles

Nous avons constaté que le tiroir du distributeur peut être positionné à une extrémité ou à l'autre. Son déplacement peut être réalisé par des moyens mécaniques, électriques, hydrauliques, pneumatiques ou manuels.

Opération manuelle

Une vanne directionnelle actionnée par la force musculaire est appelée vanne à commande manuelle. Il existe de nombreux types de dispositifs de commande manuelle, notamment des leviers, des boutons-poussoirs et des pédales. Le mécanisme de commande mécanique le plus courant est une came dont l'extrémité supérieure est munie d'un galet ; lorsque la came de l'actionneur descend et heurte le galet, le tiroir se déplace. En commande manuelle, la séquence d'actionnement et le contrôle de la vanne directionnelle sont déterminés par l'opérateur. Si la vanne directionnelle doit se déplacer à une position précise de l'actionneur, une vanne directionnelle à commande mécanique peut être utilisée.

Contrôle au volant

Le déplacement des tiroirs de distributeur peut également être commandé par une pression pilote pneumatique ou hydraulique. Pour les tiroirs à quatre gorges, la pression pilote agit sur les gorges du tiroir aux deux extrémités. Pour les tiroirs à deux gorges, la pression pilote agit sur un seul piston pilote.

Commande par solénoïde (électromagnétique)

La commande d'un distributeur se fait généralement à l'aide d'un solénoïde (électroaimant). Un solénoïde est un dispositif électromécanique qui convertit l'énergie électrique en force et mouvement mécanique linéaire. Dans un système hydraulique, l'actionneur correspondant est le vérin hydraulique.

Solénoïde de type sec

Des deux types de solénoïdes, le solénoïde sec est le plus ancien. Fonctionnant selon les principes électromagnétiques de base, il se compose d'un noyau de fer en forme de « T », d'une bobine et d'un cadre en forme de « C ». De par la forme du noyau et du cadre entourant la bobine, ce type est parfois appelé électroaimant « CT ». Le fer est un bon conducteur magnétique, contrairement à l'air. Le principe de fonctionnement du solénoïde sec est le suivant : le champ magnétique attire le noyau de fer à l'intérieur de la bobine, réduisant ainsi la forte résistance magnétique due à l'entrefer au centre de celle-ci. À mesure que le noyau s'enfonce, l'entrefer diminue progressivement, la force électromagnétique augmente et cette force est supérieure lorsque le noyau est à l'intérieur de la bobine.

Solénoïde de type humide

L'électrovanne à bain d'huile est une conception relativement récente dans le domaine de l'hydraulique industrielle. Comparée aux électrovannes à entrefer, elle présente l'avantage d'une meilleure dissipation de la chaleur et de l'élimination des joints de tige de poussée, sources de fuites dans les électrovannes à sec, ce qui améliore la fiabilité.

Construction de solénoïde de type humide

Un électrovanne à bain d'huile se compose d'une bobine, d'un cadre rectangulaire, d'une tige de poussée, d'une armature (noyau de fer) et d'un tube guide. La bobine est enfermée dans le cadre rectangulaire ; l'ensemble est scellé par un joint en plastique. Un trou traversant la bobine en son centre et les deux côtés du cadre permet le passage de l'armature sur le tube guide. Ce dernier contient l'armature. Le tube guide est emmanché à force sur le corps du distributeur ; sa cavité interne est reliée au passage de retour du distributeur, ce qui permet à l'armature d'être immergée dans l'huile du système – d'où son appellation d'« armature à bain d'huile ».

Fonctionnement d'un solénoïde à bain d'huile

Lorsqu'un courant traverse la bobine, celle-ci génère un champ magnétique, renforcé par le circuit magnétique rectangulaire en fer qui l'entoure et par l'armature située en son centre. Lorsqu'un courant est appliqué à la bobine d'armature immergée, l'armature mobile se trouve partiellement à l'extérieur de celle-ci. Le champ magnétique ainsi créé attire l'armature, qui actionne la tige de poussée reliée mécaniquement au tiroir de la vanne, ce qui déplace le distributeur. Au fur et à mesure que le tiroir se déplace, l'armature pénètre entièrement dans la bobine, concentrant ainsi le champ magnétique de celle-ci dans le circuit magnétique en fer.

Le fer est un bon conducteur magnétique, tandis que l'huile qui entoure l'armature et la tige de poussée présente une très faible conductivité magnétique. Le principe de fonctionnement d'un solénoïde à bain d'huile est le suivant : le champ magnétique attire l'armature afin de réduire l'entrefer important au centre de la bobine. À mesure que l'armature se déplace vers l'intérieur, l'entrefer diminue progressivement, la force électromagnétique augmente, et lorsque l'armature est entièrement à l'intérieur de la bobine, la force électromagnétique est supérieure à celle exercée à l'extérieur.

Figure 10-9 Électrovanne à bain d'huile. L'armature est immergée dans l'huile hydraulique (d'où le terme « à bain d'huile »), ce qui élimine le joint dynamique de la tige de poussée. Dissipation thermique et fiabilité supérieures à celles des électrovannes à bain d'huile.

Bourdonnement du courant alternatif

Aux États-Unis, l'alimentation électrique des systèmes de commande industriels est généralement en courant alternatif (CA). Le courant alternatif américain oscille entre zéro et une valeur de crête positive, puis revient à zéro en repassant par zéro jusqu'à une valeur de crête négative, et enfin revient à zéro à une fréquence de 60 Hz. Lorsque le courant atteint sa valeur de crête positive ou négative, le champ magnétique et la force électromagnétique sont maximaux. Lorsque le courant diminue en passant par zéro, le champ magnétique et la force diminuent également, ce qui provoque le déplacement du noyau de fer ou de l'armature par la charge du solénoïde à ressort (généralement le tiroir de la vanne à ressort). Lorsque le champ et la force augmentent à nouveau, ils attirent le noyau de fer ou l'armature vers l'intérieur. Ce mouvement produit le bourdonnement, le ronronnement ou la vibration caractéristique du solénoïde : le bruit du courant alternatif.

Anneau de court-circuit (bobine d'ombrage)

Pour réduire le ronflement du courant alternatif et augmenter la force de poussée du solénoïde, un anneau de court-circuit (bobine d'ombrage) est utilisé comme compensation. Dans les solénoïdes secs, cet anneau est un anneau de cuivre fixé au bâti en forme de C. Dans les solénoïdes immergés, il s'agit d'un anneau de cuivre situé à l'extrémité de la tige de poussée du tube guide. Lors du fonctionnement du solénoïde, l'anneau induit un courant en retard sur le courant de fonctionnement. Ainsi, lorsque le champ magnétique principal de la bobine est minimal, le champ magnétique de l'anneau de court-circuit est suffisant pour maintenir le noyau de fer ou l'induit, réduisant considérablement le ronflement du courant alternatif.

Courants de Foucault

Le champ magnétique alternatif pulsé peut générer de faibles courants de fuite dans le solénoïde : ce sont des courants de Foucault. Ces courants circulent dans de petits circuits le long du circuit magnétique du fer, consommant de l'énergie et générant de la chaleur, ce qui réduit la force de poussée du solénoïde. Pour minimiser les effets des courants de Foucault, on utilise de fines tôles métalliques pour fabriquer le bâti en C et le noyau de fer des solénoïdes secs. Ces tôles sont isolées les unes des autres par des couches d'oxyde. Le champ magnétique se propage facilement le long du circuit magnétique normal des tôles, mais grâce aux couches isolantes, les courants de Foucault ne peuvent pas circuler entre elles. Le bâti en C étant constitué d'empilements de tôles isolées, on l'appelle communément « empilement de bâtis en C ». Pour les solénoïdes à bain d'huile, la minimisation des courants de Foucault repose sur l'utilisation de tôles de fer isolées pour le bâti rectangulaire. Cependant, cette méthode n'est pas applicable à l'armature, car les solénoïdes à bain d'huile sont plus puissants que les solénoïdes secs. Du point de vue de la durabilité, la fabrication de l'armature à partir de tôles laminées n'est pas envisageable — dans les solénoïdes de type humide, l'armature est une pièce solide.

Courant d'appel du solénoïde

Le courant alternatif dans les bobines de solénoïde produit une force électromagnétique qui actionne le tiroir du distributeur, mais génère également de la chaleur, pouvant entraîner la destruction de la bobine. Plus le courant traversant la bobine est élevé, plus le risque de défaillance est important. Si le solénoïde ne se déplace pas pour fermer l'entrefer, la bobine sera parcourue par un courant très élevé, provoquant une surchauffe. Contrairement aux systèmes hydrauliques où le débit est relativement constant, dans les systèmes électriques classiques, le courant est lié à la résistance : une résistance plus élevée signifie un courant plus faible et donc moins de chaleur. La chaleur ayant un impact significatif sur la durée de vie du solénoïde, l'objectif est de minimiser le courant tout en produisant une force de déplacement suffisante. Ceci est réalisé en concevant des bobines présentant une impédance alternative (résistance réactive) adaptée.

L'impédance comporte deux composantes : la résistance intrinsèque du matériau conducteur au passage du courant (le cuivre présente une résistance inférieure à celle de l'aluminium) et l'effet d'impédance induit par le champ électromagnétique autour des enroulements de la bobine. Ce champ magnétique freine ou limite le courant entrant dans la bobine. Plus le champ est intense, plus le courant dans les enroulements de la bobine solénoïde est faible.

Lors de la mise sous tension initiale du solénoïde, le noyau de fer mobile, ou armature, se trouve partiellement hors de la bobine, créant un large entrefer au centre de celle-ci. Le champ magnétique est alors faible ; la résistance au courant provient principalement de la résistance intrinsèque du conducteur, ce qui provoque un fort courant d'appel dans les spires. À mesure que le noyau de fer se rétracte, l'entrefer se réduit progressivement et le courant diminue. Lorsque le noyau de fer est complètement inséré, l'impédance est maximale et le courant alternatif minimal.

Le courant d'appel maximal lors de la mise sous tension du solénoïde est plusieurs fois supérieur au courant de maintien en position fermée. Si un blocage mécanique empêche le noyau de fer ou l'armature de se fermer correctement, un courant très important pénètre dans la bobine, générant une chaleur intense. Pour les solénoïdes secs non encapsulés, cette chaleur provoque la fusion des composants en plastique côté bobine ; pour les solénoïdes secs ou encapsulés, elle entraîne le gonflement du joint en plastique. Dans les deux cas, l'isolant du fil brûle instantanément et, en une ou deux minutes, la bobine se court-circuite – c'est ce qui se produit lorsqu'une bobine bloquée empêche le déplacement du solénoïde.

Figure 10-10 : Courant d'appel vs courant de maintien d'un solénoïde CA. Lors de la mise sous tension, le large entrefer permet un courant d'appel élevé (plusieurs fois supérieur au courant de maintien). Une fois le solénoïde complètement fermé, l'impédance augmente et le courant diminue. Un blocage du tiroir (l'entrefer ne se referme jamais) entraîne un courant d'appel continu, provoquant inévitablement la destruction de la bobine.

Électrovannes à fonctionnement continu

Un solénoïde à fonctionnement continu peut rester alimenté pendant une longue période sans surchauffer. Sa capacité de dissipation thermique est suffisante pour évacuer la majeure partie de la chaleur générée par le faible courant de maintien traversant la bobine. La plupart des distributeurs hydrauliques industriels utilisent des solénoïdes à fonctionnement continu.

Limitations du solénoïde

Les distributeurs à commande électromagnétique présentent certaines limitations. Premièrement, les électrovannes classiques ne peuvent être utilisées en milieu humide ou explosif. Deuxièmement, lorsque la durée de vie du distributeur doit être particulièrement longue, on évite généralement les électrovannes à commande électrique. Le principal inconvénient des électrovannes réside peut-être dans la force de manœuvre limitée qu'elles peuvent générer. En effet, pour les distributeurs de grande taille, cette force est relativement importante. Pour les distributeurs de grand diamètre (1/4" ou 3/8" / 6,35 mm ou 9,5 mm), un distributeur à électrovanne est généralement monté en partie supérieure. Lors de la manœuvre, le fluide provenant du petit distributeur est acheminé vers le côté correspondant du tiroir du grand distributeur. Ce type de distributeur est appelé distributeur pilote à commande électromagnétique.

Défaillance de l'électrovanne

La chaleur est la principale cause de défaillance des électrovannes de distributeurs à action directe, généralement due au blocage de l'électrovanne, à une température ambiante élevée ou à une tension faible (force de déplacement insuffisante pour assurer une étanchéité complète du noyau de fer ou de l'armature).

Blocage du solénoïde

Un tiroir bloqué empêche le noyau de fer ou l'armature de se positionner correctement, ce qui provoque un courant d'appel très élevé et continu dans la bobine du solénoïde. Le solénoïde ne peut dissiper la chaleur importante générée et finit par griller la bobine. Bien qu'un débit excessif à travers la vanne puisse bloquer le solénoïde, une interférence mécanique avec le mouvement du tiroir est la cause de blocage la plus fréquente. Des contaminants (tels que des boues, des particules métalliques, du sable du noyau et du ruban PTFE) peuvent bloquer le tiroir, ou celui-ci peut être bloqué par des bavures entre le tiroir et le corps de la vanne. Des particules d'oxydation et des dépôts huileux peuvent s'accumuler sur le tiroir, réduisant l'espace entre le tiroir et le corps de la vanne ; un nettoyage au solvant permet d'éliminer ces dépôts. Une plaque de montage déformée peut également provoquer le blocage du solénoïde : lors du serrage des boulons de fixation, le corps de la vanne peut se déformer légèrement, limitant le mouvement du tiroir et entraînant la destruction de la bobine. Les exigences de planéité de la plaque de montage sont généralement comprises entre 0,0003 et 0,0005 pouce (0,00762 à 0,0127 mm).

Pour les électrovannes sèches, lorsque le noyau métallique est inséré dans la bobine, une usure se produit entre ce noyau et le bâti en C. Lors du démontage de ce type d'électrovanne, il est recommandé de remettre le noyau métallique dans sa position d'origine. Dans le cas contraire, la partie usée ne pourra pas s'aligner correctement, le noyau ne pourra pas se loger complètement et l'électrovanne émettra un bourdonnement, signe d'une défaillance imminente.

Il arrive que les deux solénoïdes d'une vanne directionnelle à double solénoïde soient alimentés simultanément : l'un des noyaux ou l'armature est alors complètement fermé tandis que l'autre est bloqué. L'une des bobines de solénoïde grille. L'alimentation simultanée des deux solénoïdes est généralement due à une défaillance du dispositif de commande électrique ou à une erreur de câblage.

Température ambiante élevée

Lorsque le courant attire le noyau de fer ou l'armature du solénoïde, la chaleur générée doit être dissipée par la bobine. Si la température ambiante est trop élevée, la dissipation de la chaleur est difficile et la bobine risque de griller. Ce problème peut survenir en cas de mauvaise ventilation ou si l'équipement fonctionne à proximité de sources de chaleur.

Basse tension

Pour un solénoïde de 110 V, 60 Hz, lorsque la tension de ligne chute à environ 100 V, la force électromagnétique produite est insuffisante pour assurer la mise en place complète du noyau de fer ou de l'induit dans le délai prévu. En raison de la durée prolongée du courant d'appel, le solénoïde fonctionne à une température plus élevée, ce qui finit par provoquer une panne. Parfois, les premiers signes de défaillance de la bobine sont un bourdonnement ou une vibration. Les problèmes de basse tension sont fréquents dans les installations électriques. En cas de suspicion de basse tension, le fournisseur d'électricité peut installer un compteur enregistreur 24 heures sur 24 pour vérifier les conditions réelles.

Distributeur à trois positions

Dans les exemples précédents, nous avons abordé le cas d'un distributeur à deux positions (avec deux positions d'extrémité). Dans certaines applications, on utilise un distributeur à trois positions. La troisième position, centrale, est une position neutre ou de transition. Le symbole graphique d'un distributeur à trois positions comporte trois rectangles : le rectangle central représente la position intermédiaire et les connexions internes lorsque le tiroir est au centre.

Valve à trois positions à ressort central

Le type de distributeur à trois positions le plus courant est le modèle à ressort de rappel. Ce distributeur est doté de ressorts à chaque extrémité pour maintenir le tiroir en position centrale lorsque les deux électrovannes ne sont pas alimentées.

Figure 10-12 Distributeur à trois positions avec rappel par ressort. Les ressorts maintiennent le tiroir en position centrale lorsque les deux électrovannes sont hors tension. La position centrale détermine le comportement de la charge du vérin à l'arrêt de la machine.

Conditions du centre

Il existe quatre configurations courantes de position centrale. Le choix de cette position détermine le comportement du circuit lorsque le distributeur est au centre (aucun solénoïde alimenté) :

Figure 10-13 Quatre configurations de position centrale. Le choix dépend des exigences du circuit : le vérin doit-il maintenir sa position, flotter librement ou la pompe doit-elle se décharger lorsque la vanne est centrée ?

Distributeurs proportionnels

Les distributeurs classiques commutent entre deux positions distinctes (ouvert/fermé). Les distributeurs proportionnels permettent de positionner le tiroir n'importe où entre l'ouverture complète et la fermeture complète, avec une relation continue entre le signal électrique d'entrée et la position du tiroir ainsi que le débit. Ceci permet un contrôle variable en continu du sens et du débit avec un seul distributeur.

Distributeurs à commande pilote

Pour les applications à débit élevé où la force de l'électrovanne est insuffisante pour actionner directement le tiroir principal, on utilise une commande pilote. Une petite électrovanne pilote dirige la pression pilote pour actionner le tiroir principal. Cette conception à deux étages permet à de petites électrovannes de contrôler des débits très importants : l'électrovanne pilote assure la commutation et la pression pilote actionne le tiroir principal.

Figure 10-14 Distributeur à commande pilote. La petite électrovanne pilote (en haut) achemine la pression pilote pour déplacer le grand tiroir principal (en bas). Cette conception permet à de petites électrovannes de commander des distributeurs principaux à haut débit.

Distributeurs électrovannes proportionnels

Dans le dispositif de commande, le signal d'inversion et le signal d'entrée arrivent simultanément. Le signal d'erreur généré entre ces deux signaux commande l'alimentation proportionnelle de l'électrovanne A ou B. L'électrovanne, une fois alimentée, convertit le signal en une force. L'électrovanne proportionnelle, située au centre du corps de la vanne, et le ressort de rappel de la vanne pilote transforment cette pression de commande en une position du tiroir pilote. Le capteur de position LVDT est directement connecté au tiroir de la vanne principale et assure un retour d'information automatique au tiroir pilote.

Distributeur à pression différentielle (commande par moteur de couple)

Le distributeur à pression différentielle est un modèle à trois étages : le premier étage est le distributeur pilote, le second le distributeur principal. Le distributeur pilote, plus complexe, comprend un moteur couple, des ressorts, des tubulures d'injection et un tiroir réglable avec des embouts de pilotage et un capteur LVDT. Le second étage (distributeur principal) est similaire à celui des autres distributeurs à commande pilote.

Construction de la vanne pilote de premier étage

La vanne pilote se compose d'un moteur couple, d'un tube d'injection, d'un tiroir muni de ressorts gauche et droit, et d'autres composants similaires. Le tube d'injection achemine la pression de commande vers l'une ou l'autre extrémité du tiroir. La vanne pilote est similaire à la vanne directionnelle à ressort.

Vanne principale de deuxième étage

Le deuxième étage (vanne principale) est similaire aux autres types de vannes directionnelles proportionnelles et ne sera pas répété ici.

Fonctionnement de la vanne pilote

Le courant du signal de commande électrique circule dans les enroulements du moteur de couple entre les deux solénoïdes. La comparaison et la différence des signaux électriques déterminent la direction du champ magnétique du moteur de couple. Selon le solénoïde présentant le signal le plus fort, le tuyau d'injection est dirigé vers une extrémité du tiroir pilote afin de la pressuriser. Simultanément, la sortie du dispositif de commande augmente le débit vers un côté du tiroir du distributeur jusqu'à la valeur proportionnelle, et ce, progressivement jusqu'à atteindre cette valeur.

Concepts clés — Chapitre 10