Lorsqu’une rupture d’engrenage survient dans une pompe, la première explication qui vient souvent à l’esprit est un défaut du composant ou des conditions de fonctionnement trop exigeantes. En effet, même une pompe robuste peut tomber en panne si elle est soumise à des charges excessives.
C’est ce qui se produit, par exemple, en cas de rupture en forme de « V » dans le corps de la pompe.
Toutefois, le problème n’est pas toujours dû à une charge dépassant la capacité de résistance du composant. Dans certains cas, la cause est exactement inverse : une pression de fonctionnement très faible.
C’est la situation à laquelle a été confronté l’un de nos clients, fabricant de compresseurs alternatifs multi-étages haute pression, qui nous a sollicités au sujet d’un problème rencontré avec certaines pompes Vivoil.
Des pompes défaillantes peu après leur mise en service
Dans leur configuration standard, les compresseurs de notre client bénéficient d’une lubrification intégrale par barbotage : le vilebrequin, en tournant, plonge dans l’huile du carter et la projette sur les chemises des cylindres.
Outre cette configuration, le client propose également une version en option équipée d’une pompe hydraulique à engrenages ; celle-ci aspire l’huile du carter pour l’acheminer vers la chemise du dernier étage, point le plus difficile à lubrifier. Dans cette version, le circuit comprend également un refroidisseur final, un filtre de nettoyage et un pressostat qui arrête le moteur en cas de manque d’huile.
Le problème signalé par le client concernait les composants de cette configuration alternative : les pompes Vivoil installées avaient une cylindrée de 0,17 cm³/tour (le plus petit modèle de notre gamme), étaient en parfait état de marche et correctement dimensionnées pour le circuit, mais elles tombaient en panne peu après leur mise en service en raison d’une rupture d’engrenage.
Voici ce que notre équipe d’ingénierie a découvert.
La pression de fonctionnement était en cause
Pour identifier la cause du problème, nous avons examiné les données techniques de l’application et remarqué un détail que nous ignorions initialement : les pompes fonctionnaient à des pressions très faibles, inférieures à 5 bar. Lors de la commande de nos composants, nous ne recevons pas toujours une description détaillée de leur usage prévu.
Ce point était crucial, car les pompes Vivoil standard sont testées pour fonctionner à des pressions de 250 à 300 bar. Notre équipe d’ingénierie a donc soupçonné que la rupture des engrenages était directement liée aux conditions de fonctionnement.
Pourquoi une pression excessivement basse peut-elle endommager une pompe ?
Dans nos pompes standard, les bagues sont délibérément maintenues serrées les uns contre les autres. Une pression de fluide élevée provoque leur léger écartement, permettant aux composants rotatifs de tourner librement dans des conditions de fonctionnement normales.
Cependant, lorsque la pression est très faible et que la pompe a une faible cylindrée, comme c’est le cas ici (0,17 cm³/tour), cet écartement ne se produit pas.
Les engrenages fonctionnent alors avec une friction excessive, ce qui peut entraîner leur défaillance.
La solution : une pompe sur mesure à faible friction
Une fois la cause la plus probable du problème identifiée, nous avons développé une version spéciale de la pompe à faible friction, mieux adaptée aux applications à basse pression, et avons proposé au client de l’essayer. Voici ses caractéristiques :
- Modèle : 7P0101001 (code du modèle standard : X0P0101ABBA)
- Type : pompe unidirectionnelle
- Taille du groupe : 0
- Cylindrée : 0,17 cm³/tour
Contrairement à d’autres cas où nous avons dû concevoir, prototyper et fabriquer un composant sur mesure, il n’a pas été nécessaire ici de repartir de zéro. Nous avons adapté l’un de nos modèles standard en supprimant la section de compensation interne du joint, l’élément qui maintient normalement les bagues serrées.
Sans cette section, les bagues restent légèrement écartées, permettant aux engrenages de tourner librement même lorsque la pression du fluide est très faible.
Le client a testé avec succès les nouvelles pompes et a confirmé que le problème avait été définitivement résolu.
Communiquer les conditions de fonctionnement est toujours utile
Cette étude de cas montre qu’un composant fonctionnant correctement et correctement dimensionné peut tout de même être endommagé s’il est utilisé dans des conditions autres que celles pour lesquelles il a été conçu.
Voici notre conseil : lors du choix d’une pompe pour votre application, nous vous recommandons d’indiquer à votre fournisseur les conditions de fonctionnement réelles, telles que la pression de service, surtout si elles diffèrent considérablement des valeurs standard.
Chez Vivoil, nous pouvons vous aider à déterminer si le composant est adapté à l’usage envisagé et, si nécessaire, vous proposer une solution sur mesure, conçue de toutes pièces ou développée en adaptant l’un de nos modèles standard.
Contactez-nous. Nous sommes là pour vous aider à trouver le composant idéal pour votre projet.
