Pompe à huile auto-amorçante
Qu'est-ce qu'une pompe à huile auto-amorçante ?
Une pompe à huile auto-amorçante est un dispositif mécanique qui utilise des engrenages ou des lobes pour faire circuler l'huile sous pression dans les composants mobiles d'un moteur, tels que les roulements, les arbres à cames et les pistons, afin d'en prévenir l'usure. Elle est conçue pour que le volume d'huile nécessaire soit présent à l'intérieur de la cavité ou du corps de la pompe afin de démarrer le processus de pompage. Les pompes conventionnelles exigent que l'utilisateur ajoute manuellement le liquide de démarrage nécessaire avant de commencer à fonctionner. La pompe à huile auto-amorçante constitue un élément essentiel des systèmes de lubrification des moteurs qui pompent l'huile sous pression. Ce dispositif aspire l'huile du carter d'huile et la fait circuler dans les conduits d'huile du moteur avant qu'elle ne retombe dans le carter d'huile et ne soit recirculée. Les fabricants de pompes à huile auto-amorçantes conçoivent le dispositif de manière à ce qu'il ait une durée de vie prolongée sans panne ni dysfonctionnement. Il ne doit pas cesser de fonctionner, sous peine de provoquer une panne coûteuse du moteur 100% du temps. Grâce à sa capacité d'auto-amorçage, cette pompe peut mieux gérer les poches d'air, ce qui lui confère une excellente efficacité de fonctionnement.
Figure : Illustration de la configuration d'une pompe à huile auto-amorçante
Composants d'une pompe à huile auto-amorçante
Moteur principal
Le moteur principal est la source de force motrice de la pompe à huile auto-amorçante. Dans la plupart des applications automobiles, la pompe à huile auto-amorçante est directement entraînée par le vilebrequin. Toutefois, elle peut être entraînée par un arbre à cames, mais à la moitié de la vitesse du moteur. Lorsque le vilebrequin ou l'arbre à cames commence à tourner, la pompe se met en marche simultanément pour réduire le frottement et l'usure des pièces mobiles et éviter le grippage du moteur.
Corps de pompe
Le corps de pompe, également appelé carter, est le principal élément fixe de la pompe à huile auto-amorçante. Il abrite les composants internes de la pompe. Il permet également de convertir l'énergie cinétique du liquide pompé en hauteur de pression et de diriger le flux vers la tubulure de refoulement. Les fabricants de pompes à huile auto-amorçantes créent les corps de pompe en acier moulé, en fonte ductile ou en acier inoxydable.
Élément rotatif
Selon le type, l'élément rotatif peut être constitué de deux engrenages ou d'un ensemble de lobes qui tournent à l'intérieur d'un boîtier étanche. Les engrenages ou les lobes contribuent à déplacer l'huile dans le corps en tournant. L'huile est entraînée dans la pompe par les dents de l'engrenage qui s'engrènent ou qui sont coincées entre les lobes opposés.
Arbre de pompe
L'arbre est un composant mécanique cylindrique rotatif situé au centre de la pompe et reposant sur des roulements. Il supporte l'élément rotatif et relie l'ensemble du rotor au moteur par l'intermédiaire d'un accouplement.
Soupape de sécurité
Le limiteur de pression permet de protéger la pompe à huile auto-amorçante contre les dommages dus à une pression excessive. Lorsque l'huile froide s'écoule à travers le jeu étroit des paliers, elle peut atteindre une pression considérable (jusqu'à 10 Psi par 1 000 tr/min), ce qui risque de détruire la pompe. Lorsque le niveau de pression dépasse la valeur fixée par le fabricant de la pompe à huile auto-amorçante, le limiteur de pression renvoie l'excès d'huile dans le carter.
Les orifices d'entrée et de sortie
Le fluide pompé entre dans la pompe par l'orifice d'entrée et sort par l'orifice de sortie, qui est relié aux raccords de refoulement.
Comment fonctionne une pompe à huile auto-amorçante ?
Lorsque le moteur est démarré, le vilebrequin entraîne la pompe à huile auto-amorçante. Lorsque l'élément rotatif tourne, un joint liquide se développe à l'intérieur du corps de pompe, créant une aspiration à l'entrée de la pompe, ce qui permet à l'huile de s'écouler d'une crépine dans la pompe. L'huile est enfermée dans les cavités développées entre les dents de l'engrenage ou piégée entre les lobes opposés. L'huile piégée est transférée du côté aspiration au côté refoulement, puis via l'échangeur de chaleur, où elle est refroidie. Après refroidissement, l'huile passe par les galeries vers les organes mobiles du moteur avant de retourner dans le carter. Si le moteur est équipé d'un injecteur, une petite quantité d'huile lui est transférée.
Types de pompes à huile auto-amorçantes
Pompe à huile auto-amorçante à double engrenage
La pompe à huile auto-amorçante à double engrenage est constituée d'une paire d'engrenages imbriqués. Elle est généralement montée au fond du carter d'huile du moteur. Le premier engrenage (engrenage d'entraînement) est relié à l'arbre de la pompe et entraîne le second engrenage (engrenage entraîné). L'arbre de la pompe est relié au vilebrequin pour entraîner la pompe. Les engrenages tournent en sens inverse, capturant l'huile entre leurs dents et la transportant de l'entrée du tube de collecte à la sortie de la pompe autour de l'extérieur de chaque engrenage. Les fabricants de pompes auto-amorçantes ajustent les engrenages avec un jeu délicat pour empêcher l'huile de s'écouler vers l'arrière, vers l'admission. Cette pompe est dotée de petites alvéoles au sommet des dents de l'engrenage, qui stockent l'huile pour maintenir la pompe lubrifiée et minimiser l'usure des engrenages et du corps de la pompe.
Figure : Illustration d'une pompe à huile auto-amorçante à double engrenage.
Pompe à huile auto-amorçante à rotor
Cette pompe comprend un rotor avec quatre ou cinq lobes extérieurs qui tournent à l'intérieur d'un anneau extérieur (appelé stator) avec cinq ou six lobes intérieurs. Le rotor extérieur a toujours un lobe de plus que le rotor intérieur. Il est également légèrement décentré par rapport au lobe intérieur, ce qui fait que le rotor extérieur tourne à environ 80% de la vitesse de l'engrenage interne. Il en résulte un mouvement de pompage semblable à celui d'un soufflet, qui contribue à aspirer l'huile de l'orifice d'entrée et à la pousser vers l'orifice de sortie.
Figure : Pompe à huile auto-amorçante à rotor.
Pompe à huile auto-amorçante du couvercle avant
Comme son nom l'indique, la pompe à huile auto-amorçante du couvercle avant est placée dans le couvercle avant du moteur. Elle se compose d'un engrenage intérieur et d'un rotor extérieur, mais l'engrenage intérieur est directement fixé au vilebrequin. Cette pompe tourne à la même vitesse que le moteur et peut donc générer une pression élevée. Elle présente toutefois un inconvénient majeur : l'huile doit parcourir une plus longue distance entre le carter d'huile et la pompe. Cela peut entraver l'écoulement de l'huile dans le cas d'un moteur froid et initialement démarré.
Applications d'une pompe à huile auto-amorçante
Les pompes à huile auto-amorçantes sont largement utilisées dans l'industrie automobile comme pompes à huile moteur, car les moteurs doivent être correctement lubrifiés pendant leur fonctionnement. Elles sont également utilisées dans l'industrie du gaz et du pétrole et dans diverses usines de traitement où l'huile est utilisée pour une variété d'opérations répétées mais intermittentes, telles que le déplacement de produits dans les lignes de traitement. Les utilisations d'une pompe à huile auto-amorçante dans les automobiles sont les suivantes.
- Une pompe à huile auto-amorçante fait circuler l'huile dans un moteur à combustion interne.
- Il dirige le passage de l'huile à travers les galeries et vers différentes zones.
- Il renvoie l'huile chaude vers l'huile de refroidissement dans le réservoir.
- Il est utilisé pour maintenir une circulation régulière de l'huile dans tout le moteur.
- Il est utilisé pour transférer les lubrifiants sous pression vers les composants critiques d'un moteur.
- Il est utilisé pour faciliter le mouvement de l'huile dans le moteur.
Avantages des pompes à huile auto-amorçantes
- La pompe à huile auto-amorçante fournit un flux d'huile régulier et sans pulsation aux nombreux composants du moteur, améliorant ainsi les performances de ce dernier.
- Ils ont une excellente efficacité opérationnelle et une faible consommation d'énergie.
- Les pompes à huile auto-amorçantes sont légères, compactes et simples grâce à leur faible nombre de pièces mobiles.
- Ils sont parfaits pour les opérations de pompage fréquentes et intermittentes, car les étapes d'amorçage de la pompe au démarrage sont éliminées.
- Ils peuvent traiter des huiles de différentes viscosités et
- Leur construction est petite et légère, ce qui permet d'économiser de l'espace et du poids.
- Ils permettent un fonctionnement sans cavitation.
- Ils sont faciles à installer et à utiliser.
- Ils sont facilement transportables et peuvent fonctionner efficacement dans des configurations et des environnements variés.
- Ils fournissent un débit d'huile contrôlable.
- La pompe à huile auto-amorçante a un faible coût de cycle de vie. Elle n'est entretenue que lorsqu'elle commence à tomber en panne.
Inconvénients d'une pompe à huile auto-amorçante
- La pompe à huile auto-amorçante fonctionne contre la contre-pression, et tout blocage en aval peut endommager la tuyauterie ou l'équipement.
- Les lobes et les engrenages qui s'opposent et s'emboîtent les uns dans les autres peuvent produire du bruit.
- Elle peut fonctionner sans le liquide d'amorçage initial dans le réservoir de la pompe. Le fonctionnement à sec de la pompe peut provoquer des dommages.
- Il peut être plus grand que le modèle standard en raison de la nécessité d'un réservoir d'huile.
Dépannage d'une pompe à huile auto-amorçante
La pompe ne débite pas d'huile après le démarrage
- La soupape de décharge est défaillante. Assurez-vous que le réglage de la pression est correct selon le fabricant de la pompe à huile à engrenage électrique. Nettoyez la soupape de décharge.
- Le sens de rotation du moteur est incorrect. Assurez-vous que le moteur tourne dans le sens de la flèche figurant sur le corps de la pompe ou sur la plaque signalétique.
- Il y a une poche d'air dans la conduite d'aspiration. Remplir la conduite d'aspiration de liquide, incliner la tuyauterie vers le haut et s'assurer qu'il n'y a pas de coude dans la conduite d'aspiration et que la tuyauterie est aussi droite que possible.
- Il y a une entrée d'air par le joint. Inspecter les joints, la tuyauterie et les joints raccordés et les corriger ou les remplacer si nécessaire.
La pompe injecte trop d'air
- La vitesse de la pompe est faible. Augmentez la vitesse de la pompe jusqu'au niveau recommandé par le fabricant de la pompe à huile auto-amorçante.
- L'étanchéité de l'orifice d'entrée est défectueuse. Inspecter et réparer l'étanchéité de la pompe.
- Les raccords de tuyauterie sont très usés. Inspecter, réparer ou remplacer les raccords de tuyauterie.
La pompe n'est pas en mesure de s'auto-amorcer
- Le sens de rotation du moteur est inversé. Vérifier le sens de rotation du moteur et inverser les polarités si nécessaire. Assurez-vous que la rotation du moteur correspond au sens de la flèche indiquée sur la plaque signalétique par le fabricant de la pompe à huile auto-amorçante.
- La hauteur d'aspiration est trop élevée pour la vitesse de la pompe. Assurez-vous de bien comprendre les exigences en matière de hauteur d'aspiration avant de choisir votre pompe.
- La pompe est bloquée par l'air. Ouvrir le robinet de la conduite d'évacuation de l'air.
La pompe est bruyante
- Vibrations dans les soupapes de sécurité. Ajuster la pression au niveau recommandé par le fabricant de la pompe à huile auto-amorçante ou remplacer la soupape de sécurité si nécessaire.
- La pompe présente un désalignement important. Inspecter la pompe et réaligner les composants si nécessaire.
- La pompe cavite. Réduisez la vitesse de la pompe et augmentez le niveau de liquide dans le réservoir. Veillez à ce que les tuyaux aient le bon diamètre en suivant les indications du fabricant de la pompe à huile auto-amorçante. Réduisez la hauteur d'aspiration et nettoyez le filtre.
- Certains composants de la pompe sont excessivement usés. Inspectez l'assemblage du rotor à la recherche d'engrenages ou de roulements usés, et remplacez-les si nécessaire.
Les roulements ont une durée de vie courte
- Les composants rotatifs frottent contre la partie fixe. Corrigez l'assemblage de la pompe pour assurer le jeu nécessaire.
- L'arbre est plié. Inspecter et remplacer l'arbre si nécessaire.
- Les roulements sont usés en raison de l'usure de l'arbre. Les remplacer si nécessaire.
La pompe vibre excessivement
- La pompe contient des éléments déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les éléments d'une pompe à huile auto-amorçante si nécessaire.
- L'arbre est plié. Démonter et remplacer l'arbre si nécessaire.
- La roue est très usée. Inspectez et remplacez la roue par une autre provenant du fabricant de la pompe à huile auto-amorçante.
- L'arbre de la pompe est oblique ou déséquilibré. Inspecter le poteau, le rééquilibrer si nécessaire ou le remplacer.
Résumé
Une pompe à huile auto-amorçante est un dispositif mécanique qui fait circuler de l'huile sous pression dans les pièces mobiles d'un moteur afin d'en prévenir l'usure. Les fabricants de pompes à huile auto-amorçantes développent la pompe de manière à ce que l'huile nécessaire soit toujours présente à l'intérieur du corps de la pompe pour démarrer le processus de pompage. La pompe à huile auto-amorçante est un élément essentiel des systèmes de lubrification du moteur qui pompent l'huile sous pression. Elle aspire l'huile du carter d'huile et la fait circuler dans les conduits d'huile du moteur avant qu'elle ne retombe dans le carter et ne soit recyclée. La pompe est conçue pour offrir une longue durée de vie sans panne ni dysfonctionnement, ce qui évite les pannes de moteur coûteuses. L'une des principales applications des pompes à huile auto-amorçantes est l'automobile, où elles servent à maintenir le moteur suffisamment lubrifié pendant son fonctionnement. La pompe à huile auto-amorçante fournit un débit d'huile régulier et contrôlable et est facile à utiliser car les étapes d'amorçage manuel sont éliminées.