Sous-Épreuve E11 - Bac Pro TU - juin 2023

Mise en situation

Le mécanisme étudié est une pompe hydraulique à pistons axiaux à axe coudé du fabricant HYDRO-LEDUC, société spécialisée dans la conception et la fabrication de composants hydromécaniques, basée à Azerailles en Lorraine, au nord-est de la France.

Cette pompe est destinée à être installée sur les camions afin d’alimenter en énergie hydraulique (fluide comprimé) ses différents actionneurs hydrauliques (vérins de bennes, hayons élévateurs, bras de manutention, etc…).

Sa conception coudée permet d’atteindre des variations angulaires du barillet allant jusqu’à 40°, alors que les pompes à pistons axiaux et plateau inclinable permettent un angle de 18° maximum.

L’augmentation de la distance par inclinaison augmente la course et par conséquent la cylindrée de la pompe.

Fonctionnement de la pompe à piston axiaux

Le système guide + pistons assemblé sur l’arbre-plateau assure la rotation du barillet.

L’inclinaison du barillet crée le mouvement des pistons, provoquant des différences de volume dans chaque alésage du bloc cylindre. Le barillet glisse sur une glace de distribution comportant des lumières d’aspiration et de refoulement.

Les pistons communiquent pendant un demi-tour avec la lumière d’aspiration (augmentation de volume) pour créer la dépression nécessaire à l’admission du fluide puis, pendant l’autre demi-tour (diminution de volume) avec la lumière de refoulement.

La face arrière du barillet est plaquée contre la glace de distribution par l’intermédiaire des rondelles élastiques.

Caractéristiques techniques des pompes type X

La société HYDRO-LEDUC fabrique 8 modèles :
- 7 pistons,
- de 18 à 110 cm3,
- 350 bars en continu,
- 400 bars en pointe,
- vitesse maximale de 1750 à 2850 tr.mn-1,
- rendement global 90 à 92%,
- encombrement minimum,
- grande vitesse de rotation,
- haute pression de refoulement,
- double sens de rotation.

Fonctionnement du chargement : système « Ampliroll » 

Le chargement d’une benne, posée sur un sol horizontal, suit les étapes suivantes :
- le camion recule jusqu’à l’accrochage du crochet à la benne (photo 1),
- le camion recule de façon synchronisée avec les vérins qui entrent en action (photos 2 à 5),
- lorsque le contact s’effectue sur le galet, le contact avec le sol n’existe plus. Les vérins continuent leur action jusqu’au chargement complet (photo 6 à 8).

L’effort des vérins est maximum lors du soulèvement de la benne (photo 2).

Contenu du sujet

Le sujet comporte 5 parties :

1 - Étude statique du bras de levage
2 - Analyse fonctionnelle et structurelle de la pompe
3 - Étude cinématique de la pompe hydraulique
4 - Étude de la résistance des matériaux
5 - Analyse du dessin de définition de la matrice DAG