Principe de fonctionnement hydraulique d'une machine à injection
Introduction au principe hydraulique
La transmission hydraulique utilise l'huile hydraulique comme milieu de travail. Elle convertit l'énergie mécanique du moteur principal en énergie de pression de l'huile hydraulique, grâce à un élément d'entraînement (la pompe). Cette pression est ensuite dirigée par des éléments de contrôle, puis convertie en énergie mécanique par des éléments actionneurs (cylindres ou moteurs hydrauliques) pour générer un mouvement linéaire ou rotatif. Le contrôle précis de la force et de la vitesse est réalisé par la manipulation des éléments de contrôle et la régulation du débit.
Perturbations et contrôle hydraulique
En cas de perturbations externes affectant le système, la sortie de l'élément actionneur peut s'écarter de sa valeur définie, créant une erreur. Le contrôle hydraulique, contrairement à la simple transmission, intègre un dispositif de rétroaction. Ce dispositif compare la sortie de l'élément actionneur (déplacement, vitesse, force, etc.) avec l'entrée (constante ou variable) pour contrôler le système et maintenir la sortie en fonction de l'entrée ou la stabiliser.
Systèmes hydrauliques à boucle fermée
Une machine à injection utilise souvent un système de transmission hydraulique à boucle fermée, également appelé système hydraulique suiveur ou système hydraulique servo. Il se caractérise par sa rétroaction et est contrôlé par des dispositifs électriques, offrant une précision de contrôle élevée et une réponse rapide. La pression et le débit contrôlés peuvent varier continuellement, permettant une amplification de la puissance de sortie.
Contrôle proportionnel et ses composants
Le contrôle proportionnel se situe entre la transmission et le contrôle servo. Il utilise des vannes de contrôle proportionnelles, une évolution des vannes de commutation et des vannes servo. Ces vannes combinent les avantages des deux types précédents et sont utilisées lorsque les vannes de commutation manuelles ne suffisent pas, mais que les exigences strictes en matière de pollution des vannes servo ne sont pas nécessaires.
Avantages et inconvénients des systèmes hydrauliques
Parmi les quatre modes de transmission majeurs (mécanique, électrique, hydraulique et pneumatique), la transmission hydraulique offre des avantages significatifs. Notamment, elle excelle en termes de puissance de sortie par unité de poids et de puissance de sortie par unité de volume. Elle possède un ratio couple-inertie élevé, un volume compact, une légèreté, une flexibilité de mise en œuvre, et permet une modulation de vitesse importante (jusqu’à 100:1 à 2000:1).
Autres avantages et limitations
Les systèmes hydrauliques offrent une réponse rapide, un contrôle et une régulation simples, une manipulation facile, une compatibilité avec le contrôle électrique, une facilité d'intégration avec des CPU (ordinateurs) pour l'automatisation, une bonne auto-lubrification, une protection contre les surcharges et maintien de la pression, et une facilité de standardisation. Cependant, ils peuvent souffrir de fuites dues à des surfaces en mouvement, d'une efficacité réduite à cause des pertes de charge, et peuvent être difficiles à utiliser dans des conditions de température extrême.