La filtration et les huiles

Richard Hacker, ACE, Accent Contrôles Électroniques Inc.
Collaboration spéciale


Dans cet article, nous allons parler d’un autre parent pauvre des systèmes hydrauliques installés sur les camions de déneigement, le système de filtration et d’une autre composante trop souvent négligée, l’huile hydraulique elle-même.

La filtration
La filtration joue un rôle primordial pour garantir une opération prolongée et sans problème de tout le système hydraulique. L’huile est pour le système hydraulique l’équivalent du sang dans le corps humain, et la filtration en est le foie! Comme le sang, l’huile ne sera jamais trop propre. L’huile propre se paye, mais comparé aux coûts des bris, ce coût est minime!

La filtration a pour but de retirer les contaminants de l’huile. Ces contaminants entrent dans l’huile par deux voies :

  • de l’extérieur, via les tiges des cylindres ou par le reniflard du réservoir. On peut donc empêcher tout de suite la plus grande partie de cette contamination avec un réservoir pressurisé;
  • de l’intérieur par l’usure des composantes internes du système hydraulique. Les impuretés dans l’huile favorisent cette usure. Donc, plus l’huile est propre plus cette source de contamination diminue. En conséquence, et contrairement à croyance très répandue, un filtre plus efficace aura une durée de vie plus longue.

Le Ratio Bêta
Les ingénieurs de ISO ont élaboré plusieurs tests pour évaluer les performances des filtres. Le plus important est probablement le ISO/DIN 4572, qui établit le Ratio Bêta – rapport du nombre de particules d’une grandeur donnée avant le filtre sur le nombre de particules de la même grandeur après le filtre dans un échantillon d’huile.

Les filtres ordinairement installés ont un Ratio Bêta à 10 μm de 2. Si l’échantillon d’huile contient 100 000 particules de 10 μm avant le passage dans le filtre il en reste 50 000 après.

Plus le Ratio Bêta est élevé pour une taille de particule, plus le filtre est efficace et plus l’huile sera propre.

Types de filtre
Dans le monde du camionnage deux types de filtres hydrauliques sont utilisés couramment.
Les filtres «haute pression» installés entre la pompe et les valves de contrôle.

Ils ont toujours trois composantes : La tête qui s’attache sur un support, la cartouche ou élément filtrant et le bol. Ces filtres sont assez chers parce qu’ils doivent résister à des pressions très élevées, et je suis loin d’être convaincu de leur nécessité. Ils ne sont pas requis si le système est conçu pour limiter l’entrée de contaminants dans l’huile et qu'il comporte une filtration de retour adéquat.

Un filtre haute pression n'est justifié que si le boîtier d’une pompe à piston se draine dans la ligne de succion de cette pompe.

Les filtres «basse pression» installés entre les valves de contrôle et le réservoir.

Il existe deux modèles de base. L’un est installé directement dans le réservoir, l’autre consiste en une tête boulonnée sur un support, et la tête à son tour supporte une cartouche vissée.

Un filtre hydraulique installé directement dans le réservoir réduit le nombre de boyaux et les risques de fuite.

Filtre de retour
Pour les usages courants d’un camion de déneigement avec une benne quatre saisons, le filtre de retour doit satisfaire aux spécifications suivantes :

  • un Ratio Bêta de 200 pour des particules de 10 μm;
  • moins que 34 kPa (5 psi) de baisse de pression à travers l’élément avec un débit de 227 l/min (60 gpm), pour permettre à la benne de descendre rapidement sans que la valve de dérivation du filtre ouvre;
  • un indicateur pour la condition de l’élément, pour voir quand il faut changer l’élément filtrant.
  • Il est primordial qu’il n’y ait pas d’huile non filtrée qui retourne dans le réservoir. À ce propos, le drain d’une pompe hydraulique mérite une attention particulière. Si un boyau draine le boîtier et s’en va au réservoir, cette ligne mérite l’installation d’un filtre séparé.

La raison est fort simple. Admettons que le filtre de retour fasse son travail et que l’huile dans le réservoir soit propre. La pompe l’aspire. Mais à l’intérieur de la pompe, un problème se développe – disons un roulement qui commence à se désagréger. Les débris n’iront jamais dans la ligne de sortie de pression. Ils iront toujours dans la ligne de drain, parce que celle-ci est à la plus basse pression. Sans filtre, ces débris tombent dans le réservoir et seront à leur tour aspirés par la pompe qui va les distribuer dans tout le système. Quel beau gâchis! En outre, l’examen attentif de ce filtre permet de juger si la pompe produit des débris.

L’argument que ce filtre peut causer trop de restrictions et ainsi faire couler le joint d’étanchéité de l’arbre de la pompe n’a pas de sens. S'il est choisi correctement en fonction du débit minuscule du drain, il ne causera aucun problème. Mais si le filtre de drain est assez bouché pour faire couler la pompe, vous serez bien content que la pompe vous avertisse avant de tomber en panne brusquement. Les plus vieux d’entre nous se rappelleront les déboires des premiers John Deere 690D il y a vingt ans, qui étaient livrés sans filtre de drain et qui furent modifiés très rapidement.

Remplacement des filtres
Il doit évidemment être possible de changer tous les filtres hydrauliques sans vider le réservoir, et ainsi de limiter les pertes d’huile au minimum. Ils doivent être changés régulièrement aux intervalles prescrits.

Même le meilleur système de filtration au monde ne peut pas améliorer la qualité de l’huile qui est mis dans le système hydraulique.

L’huile
Le choix de l’huile dépend des qualités du système hydraulique dans son ensemble. Pensez-y bien : l’huile est la seule composante en contact avec toutes les autres composantes du système hydraulique!

Trop souvent, le seul critère pour l’achat d’huile hydraulique est son prix. Heureusement les systèmes hydrauliques des camions de déneigement ne travaillent pas fort comparés à ceux d’autres machines, mais, dans l’intérêt d’avoir une machine fiable, un minimum de qualité s’impose.

Le premier critère lors du choix de l’huile est son utilisation. Un système hydraulique mérite de l’huile hydraulique! L’huile de transmission automatique, l’huile à moteur, l’huile hydraulique/transmission peuvent-être acceptables, mais sont souvent plus chères pour des performances au mieux égales.

Mais entre les huiles hydrauliques anti-usure, à plage de température étendue, toutes saisons, détergentes… quelle sorte choisir? Et dans cette sorte, quel grade choisir?

Les fiches techniques des huiles hydrauliques fournissent de nombreux renseignements, notamment :

  • la viscosité;
  • l’indice de viscosité;
  • le point d’éclair;
  • le point d’écoulement;
  • la stabilité à l’oxydation
  • la température minimale de démarrage;
  • La plage de températures de service pour la machinerie mobile.

La température minimale de démarrage doit être déterminée selon votre région et l’endroit de stockage des camions. Si l’huile est trop épaisse au froid, la pompe va caviter au démarrage.

Le point d’écoulement est un bon indicateur de la sensibilité des circuits avec les boyaux de succions très longs comme par exemple lorsque la pompe est installée sur le vilebrequin.

La plage de température de service est intéressante pour sa valeur haute, surtout pour les pompes à débit fixe qui génèrent beaucoup de chaleur au travail.

La stabilité à l’oxydation est importante lorsque la conception des circuits favorise la contamination ou les entrées d’air ou d’eau. Dans ce cas, elle doit aussi être tolérante à la contamination par l’eau de condensation et favoriser la séparation de l’air et de l’huile (capacité anti-mousse).

À l’énumération de ces qualités, on se rend compte combien une bonne conception du circuit hydraulique est fondamentale.

Une huile hautes performances pourra compenser certaines faiblesses du circuit, mais attendez-vous à payer le prix !

Vous connaissez le prix du plein d’un réservoir hydraulique, alors tous les grands principes et tous les petits trucs des articles précédents pour allonger la durée de vie de l’huile deviennent des aubaines.

Précautions de mise en service
Tout réservoir doit être bien nettoyé avant d’être rempli. L’huile neuve dans les bidons et barils est souvent loin d’être propre, alors elle devrait être filtrée avant d’aboutir dans le réservoir.

Aussi une bonne mise en service exige de relier le boyau de pression avec celui du retour et faire fonctionner la pompe pendant 5 minutes afin de nettoyer l’huile et les boyaux principaux avant de pousser huile dans tous les moteurs et cylindres. Un bon départ dans la vie qui vous sera rendu mille fois par l’absence de problèmes.

Conclusion
Là aussi, une bonne connaissance des règles de l’art permet de limiter les déboires fréquents causés par les systèmes hydrauliques. La filtration et le choix d’une huile adaptée sont des facteurs essentiels de longévité du circuit hydraulique. Des gestes importants doivent être posés au moment de la mise en service et lors des entretiens périodiques. La conscientisation des mécaniciens sera donc un facteur clé de la longévité des systèmes hydrauliques et de leur opérabilité tout l’hiver. Mais au bout du compte, c’est dès la conception même du circuit hydraulique que les gains les plus importants seront obtenus.

* Les marques de commerce et photos de produits ont été utilisée à titre d’exemple seulement.

 

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