Comment les fabricants choisissent l'huile hydraulique et le compteur de débit

Dans les domaines de l'automatisation industrielle et de la transmission mécanique, les systèmes hydrauliques, grâce à leur densité de puissance élevée et à leurs capacités de contrôle précis, sont devenus la source d'énergie centrale pour les machines lourdes, les engins de chantier, l'aérospatiale et d'autres secteurs. L'huile hydraulique, le « sang » d'un système hydraulique, détermine directement son efficacité de fonctionnement et sa durée de vie par ses performances et la surveillance de son débit. Les débitmètres, instruments clés pour la surveillance de l'huile hydraulique, sont étroitement liés au savoir-faire technique du fabricant. Cet article commencera par une compréhension de base de l'huile hydraulique, approfondira les paramètres clés de l'huile hydraulique et les types de débitmètres applicables, puis passera en revue de manière systématique les principaux fabricants nationaux et internationaux de débitmètres ainsi que leurs recommandations produits , offrant une référence complète aux professionnels du secteur.
1. L'huile hydraulique, le « sang puissant » du système hydraulique
L'huile hydraulique, ou fluide hydraulique, est le milieu qui transmet l'énergie dans les machines hydrauliques. Les huiles hydrauliques courantes sont à base d'huile minérale ou d'eau. Les équipements qui peuvent utiliser de l'huile hydraulique incluent les excavatrices et les pelles mécaniques, les freins hydrauliques, les systèmes de direction assistée, les transmissions automatiques, les camions à ordures, les systèmes de commande de vol des aéronefs, les ascenseurs et les machines industrielles.
L'huile hydraulique est un lubrifiant spécialisé qui transmet l'énergie, lubrifie les composants, refroidit les équipements et empêche la corrosion au sein d'un système hydraulique. Elle doit non seulement présenter une bonne fluidité afin d'assurer un transfert d'énergie efficace, mais aussi maintenir des performances stables dans des conditions de fonctionnement sévères telles que hautes température, pression et charge, afin d'éviter une défaillance du système due à la dégradation de l'huile. Du point de vue de la classification fonctionnelle, l'huile hydraulique comprend principalement trois catégories : l'huile hydraulique à base d'huile minérale, l'huile hydraulique synthétique et l'huile hydraulique biodégradable : l'huile hydraulique à base d'huile minérale est largement utilisée dans les applications industrielles courantes en raison de son faible coût et de sa forte compatibilité ; l'huile hydraulique synthétique convient aux domaines exigeants tels que l'aérospatiale et la métallurgie grâce à sa résistance aux hautes températures et à ses bonnes propriétés ignifuges ; l'huile hydraulique biodégradable est destinée aux environnements tels que les engins de chantier et les machines agricoles, où les exigences environnementales sont élevées, et permet de réduire efficacement la pollution. (1) Paramètres techniques essentiels de l'huile hydraulique Les performances de l'huile hydraulique sont exprimées par une série de paramètres clés, qui constituent également une base importante pour le choix des débitmètres. Parmi eux, la viscosité est l'un des paramètres les plus fondamentaux de l'huile hydraulique, car elle influence directement la fluidité et l'efficacité du transfert d'énergie. Généralement, la viscosité de l'huile hydraulique est choisie en fonction de la température de fonctionnement du système. Les huiles à faible viscosité (par exemple ISO VG 32) sont utilisées dans des environnements à basse température afin d'éviter les difficultés de démarrage à froid, tandis que les huiles à haute viscosité (par exemple ISO VG 100) sont nécessaires dans des environnements à haute température pour éviter une dilution excessive et les fuites. En outre, l'indice de viscosité (IV) est crucial. Les huiles hydrauliques à indice de viscosité élevé (par exemple IV 140) présentent des variations minimales de viscosité en cas de changement de température, ce qui leur permet de fonctionner sur une large plage de températures.
a. Viscosité
Les viscosités courantes des huiles hydrauliques sont classées selon le système ISO VG (classe de viscosité), basé sur la viscosité cinématique de l'huile à 40 °C (104 °F). Les classes de viscosité les plus courantes pour les systèmes hydrauliques industriels et mobiles généraux sont :
- ISO VG 32
- ISO VG 46
- ISO VG 68
D'autres viscosités sont également utilisées, mais elles sont moins fréquentes ou réservées à des applications spécifiques à basse et haute température. - ISO VG 15
- ISO VG 22
- ISO VG 100
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b. Point d'éclair et point de feu
Ce sont des indicateurs clés de la sécurité des fluides hydrauliques. Le point d'éclair correspond à la température minimale à laquelle des vapeurs inflammables sont produites lorsqu'elles sont chauffées dans des conditions spécifiées, tandis que le point de feu est la température minimale à laquelle ces vapeurs continuent de brûler. Pour les applications impliquant des températures élevées ou un risque de flammes nues (comme dans les équipements métallurgiques), il convient de choisir des fluides hydrauliques ayant un point d'éclair élevé afin de réduire les risques d'incendie. La stabilité à l'oxydation détermine la durée de vie des fluides hydrauliques. Les fluides hydrauliques de haute qualité sont moins sensibles à l'oxydation et à la dégradation dans des conditions prolongées de hautes températures et pressions, ce qui réduit la formation d'impuretés telles que les boues et les dépôts de carbone, et prolonge les intervalles de changement d'huile. En outre, des paramètres tels que les propriétés anti-usure, la résistance à la rouille et la séparabilité eau-huile doivent également être pris en compte selon les exigences du système. Par exemple, les systèmes hydrauliques à haute pression nécessitent des fluides hydrauliques dotés d'excellentes propriétés anti-usure pour protéger des composants précis tels que les pompes et les valves. Dans les environnements humides, la séparabilité eau-huile du fluide hydraulique doit être particulièrement surveillée afin d'éviter l'intrusion d'humidité et la défaillance par émulsification de l'huile. 2. Débitmètre d'huile hydraulique : l'équipement "principal" pour une surveillance précise. La surveillance du débit d'huile hydraulique constitue un maillon essentiel pour garantir le fonctionnement stable du système hydraulique. En mesurant en temps réel le débit d'huile hydraulique, il est possible de détecter rapidement des problèmes tels que les fuites du système ou les pannes de pompe et de valve, évitant ainsi des dommages matériels ou des accidents de production dus à un débit anormal. Selon le principe de mesure et les caractéristiques structurelles, les débitmètres adaptés à l'huile hydraulique se divisent principalement en plusieurs catégories : (1) Débitmètre volumétrique : la solution "privilégiée" pour les huiles à haute viscosité. Le débitmètre volumétrique calcule le débit en mesurant le nombre de fois où l'huile hydraulique remplit et se vide dans une cavité de volume fixe. Il se caractérise par une grande précision et une forte adaptabilité à la viscosité, ce qui le rend particulièrement adapté à la mesure des huiles hydrauliques à haute viscosité (viscosité 100 cSt). Parmi eux, le débitmètre à engrenages ovales est le produit phare pour la mesure de l'huile hydraulique — il est composé de deux engrenages ovales en prise. Lorsque l'huile hydraulique fait tourner les engrenages, un volume fixe d'huile est expulsé à chaque rotation. Le débit peut être obtenu en comptant le nombre de rotations des engrenages. La précision de ce type de débitmètre atteint généralement la classe 0,5, certains produits haut de gamme pouvant même atteindre la classe 0,2. Il est peu affecté par les variations de viscosité et de température du fluide et est largement utilisé dans des applications telles que la mesure de la quantité d'huile et la détection de fuites dans les systèmes hydrauliques. (2) Débitmètre à turbine : le choix "efficace" pour les huiles à viscosité moyenne et faible. Le débitmètre à turbine utilise l'huile hydraulique pour entraîner la rotation d'une turbine, et applique le principe de l'induction électromagnétique pour convertir la vitesse de la turbine en un signal électrique permettant de calculer le débit. Il présente les avantages d'une réponse rapide et d'une large plage de mesure, et convient à la surveillance dynamique du débit des huiles hydrauliques à viscosité moyenne et faible (viscosité <50 cSt), comme le contrôle en temps réel du débit dans les systèmes hydrauliques, ou la régulation du débit lors de variations de charge de l'équipement. La précision des débitmètres à turbine est généralement de classe 0,5 à 1,0. Certains produits peuvent atteindre une précision de classe 0,2 grâce à l'optimisation de la structure de la turbine et des technologies de traitement du signal. Toutefois, il convient de noter que les débitmètres à turbine imposent des exigences strictes en matière de propreté du fluide. Si l'huile hydraulique contient des impuretés, cela peut facilement provoquer un blocage ou une usure de la turbine, affectant ainsi la précision de mesure et la durée de service. (3) Autres types de débitmètres : des solutions "complémentaires" pour des scénarios particuliers
Outre les débitmètres volumétriques et les débitmètres à turbine, les débitmètres à ultrasons et les débitmètres électromagnétiques sont également utilisés dans certains scénarios particuliers. Les débitmètres à ultrasons calculent le débit en mesurant la différence de temps de propagation des ondes ultrasonores dans l'huile hydraulique. Ils présentent l'avantage d'une mesure sans contact et d'une absence de perte de pression. Ils conviennent pour mesurer des huiles hydrauliques à grand diamètre et à haute viscosité, mais sont sensibles aux bulles et aux impuretés présentes dans l'huile. Leur précision est relativement faible (généralement de classe 1,0 à 2,0). Les débitmètres électromagnétiques utilisent le principe de l'induction électromagnétique pour mesurer le débit de liquides conducteurs. Toutefois, si la conductivité de l'huile hydraulique est faible, ils ne fonctionnent pas correctement. Par conséquent, ils ne conviennent qu'aux huiles hydrauliques synthétiques ou aux huiles hydrauliques contenant de l'eau ayant une conductivité élevée.
3. Principaux fabricants nationaux et internationaux de débitmètres pour huile hydraulique et produits recommandés
Les performances des débitmètres d'huile hydraulique sont étroitement liées à l'accumulation technique du fabricant et au processus de production. Un certain nombre d'entreprises spécialisées dans la mesure de débit sont apparues, tant en Chine qu'à l'étranger. Elles sont devenues des références dans l'industrie grâce à leur technologie avancée et à la fiabilité de leurs produits. (1) Fabricants nationaux : des représentants de rapport qualité-prix élevé et de services personnalisés
a. Anhui Jujea Instrument Co., Ltd.
En tant qu'entreprise leader dans les débitmètres liquides, Anhui Jujea Automation Technology Co., Ltd. est depuis de nombreuses années fortement impliquée dans le domaine de la mesure du débit d'huile hydraulique. Son produit phare, le débitmètre à engrenages ovales de la série GT-LC, constitue une « arme » pour mesurer l'huile hydraulique à haute viscosité. Cette série de débitmètres est fabriquée en acier inoxydable de haute qualité, résistant à haute pression et à la corrosion. Elle peut s'adapter à une plage de température de fonctionnement allant jusqu'à -20 °C à 200 °C, parfaitement adaptée aux conditions sévères de fonctionnement des systèmes hydrauliques. En termes de précision, l'erreur de base du débitmètre de la série GT-LC est ≤ ±0,5 %. Certains modèles peuvent atteindre une précision de ±0,2 % grâce à l'optimisation de la technologie d'usinage des engrenages et de la technologie d'acquisition du signal, dépassant largement la moyenne industrielle. En outre, cette série de débitmètres supporte plusieurs modes de sortie (sortie impulsionnelle, sortie de courant 4-20 mA) et peut être intégrée sans heurt à des systèmes de contrôle tels que les API, permettant ainsi la transmission en temps réel et la surveillance à distance des données de débit. Pour répondre aux besoins variés des utilisateurs, Anhui JUJEA propose également des services sur mesure, comme la conception de boîtiers résistants à haute pression destinés aux systèmes hydrauliques sous haute pression ou l'optimisation d'algorithmes de compensation de viscosité pour les environnements à basse température, afin de satisfaire pleinement des scénarios d'application personnalisés. b. Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd. (filiale du groupe allemand E.HOLDING)
Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd., une filiale à part entière du groupe allemand E.HOLDING en Chine, s'appuie sur les réalisations clés en R&D et les procédés de fabrication de VSE Flowmeter Technology Co., Ltd., une autre filiale du groupe, pour s'imposer comme référence industrielle dans le domaine des débitmètres hydrauliques haut de gamme. Les débitmètres à engrenages ovales de la série VS de la marque VSE, reconnus pour leur précision de mesure supérieure et leurs performances stables à long terme, sont devenus le choix privilégié pour la surveillance précise des débits dans de nombreux systèmes hydrauliques.
Cette série de débitmètres intègre un mécanisme d'engrènement unique. Ce design prend soigneusement en compte les caractéristiques d'écoulement du fluide dans la chambre de mesure, minimisant ainsi les perturbations du fluide pendant l'écoulement. Cela garantit une mesure stable et précise même dans des conditions de faible débit dans les systèmes hydrauliques, évitant efficacement les écarts de mesure fréquemment rencontrés dans ces conditions.
Grâce à leurs performances exceptionnelles, les débitmètres à engrenages ovales de la série VS sont largement utilisés dans des applications exigeant un niveau élevé de précision et de stabilité. Dans le domaine aérospatial, ils peuvent être utilisés pour surveiller le débit dans les systèmes hydrauliques de contrôle des engins spatiaux, assurant ainsi un fonctionnement précis dans des environnements spatiaux complexes ou en haute altitude. Dans la fabrication d'équipements haut de gamme, comme dans les systèmes hydrauliques des machines-outils de précision et des grands robots industriels, ils fournissent également des données de débit fiables afin d'assurer un fonctionnement stable des équipements, ce qui les rend adaptés à diverses applications industrielles exigeantes.
C. Emerson Process Management (Emerson)
En tant que leader mondial de l'automatisation industrielle, Emerson Process Management a lancé la série Micro Motion de débitmètres massiques Coriolis, apportant des solutions innovantes au secteur de la mesure du débit d'huile hydraulique.
Les débitmètres massiques Coriolis reposent sur un principe de mesure unique basé sur la force de Coriolis. Ils mesurent directement le débit massique du fluide en détectant les effets de force générés par l'écoulement du fluide dans un tube spécialement conçu. Cette méthode de mesure élimine fondamentalement la dépendance des débitmètres traditionnels aux propriétés physiques du fluide. Les variations de la viscosité de l'huile hydraulique, les fluctuations de température de fonctionnement et les ajustements de pression du système n'ont aucun impact, garantissant ainsi des résultats de mesure précis. Par conséquent, ils sont reconnus dans l'industrie comme la « référence or » pour la mesure du débit massique d'huile hydraulique.
Dans des applications pratiques, cette série de débitmètres a démontré une excellente praticité. Lors du processus de fabrication de machines industrielles, elle contrôle avec précision les opérations de remplissage d'huile hydraulique, garantissant des niveaux d'huile hydraulique constants pour chaque équipement expédié. Cela assure une qualité uniforme et réduit les variations de performance dues aux écarts de quantité d'huile. Lors de la maintenance courante du système hydraulique, la surveillance en temps réel des pertes d'huile fournit aux techniciens des données précises sur la consommation d'huile, permettant l'élaboration de plans de maintenance scientifiques et rationnels, et évitant les pannes d'équipement causées par une consommation d'huile insuffisante ou excessive.

4. Recommandations pour le choix du fabricant de débitmètres et tendances du secteur
(I) Principes clés de sélection du point de vue du fabricant

Sur la base de l'expérience pratique des fabricants de débitmètres, le choix des débitmètres pour huile hydraulique doit respecter trois principes clés : « adéquation aux conditions de fonctionnement, précision adaptée et maîtrise des coûts ». Premièrement, le type de débitmètre doit être sélectionné en fonction de la viscosité, de la température et de la pression de l'huile hydraulique. Pour les huiles hydrauliques à haute viscosité, un débitmètre à engrenages ovales est préféré, tandis que pour les huiles hydrauliques à viscosité moyenne ou faible, un débitmètre à turbine peut être utilisé. Pour les applications à haute température et haute pression, il convient de prendre en compte la matière du débitmètre ainsi que ses performances d'étanchéité. Deuxièmement, la précision requise doit correspondre au scénario d'application. Pour des applications industrielles générales, une classe de précision 0,5 est suffisante, alors que pour la fabrication d'équipements haut de gamme, la métrologie et l'étalonnage, des produits de classe 0,2 ou supérieure sont nécessaires. Enfin, les coûts d'équipement et d'exploitation doivent être soigneusement évalués afin d'éviter une recherche excessive de haute précision entraînant un gaspillage de ressources.
(II) Tendances de développement industriel des débitmètres d'huile hydraulique
Avec l'avancement de l'industrie 4.0 et de la fabrication intelligente, les débitmètres d'huile hydraulique évoluent vers « l'intelligence, l'intégration et la transition écologique ». En matière d'intelligence, les fabricants équipent les débitmètres de capteurs intelligents et de fonctionnalités de communication sans fil. En ce qui concerne l'intégration, les modules de mesure intégrés deviennent une tendance. Par exemple, le débitmètre intégré de VSE, conçu pour les systèmes hydrauliques multicanaux, peut mesurer simultanément le débit dans plusieurs circuits hydrauliques, réduisant ainsi l'encombrement de l'équipement et les coûts d'installation. En matière de transition écologique, les fabricants réduisent la consommation d'énergie et la pollution environnementale des débitmètres en optimisant la structure des produits et en choisissant des matériaux respectueux de l'environnement.