Types de filtres Wirtgen Group

Les moteurs thermiques fonctionnent correctement avec de l’air, de l'huile et Carburant. Chacune de ces substances a un circuit dédié et ces 3 circuits doivent être équipés d’un système de filtres.

Les filtres à air épurent l’air nécessaire à la combustion et réduisent ainsi le risque d’endommagement des composants du moteur. Comme pour tous les filtres, ils ne laissent passer que les particules d’impuretés ayant une granulométrie prédéfinie (exprimée en micromètres, µm) en fonction du type de moteur, afin de prévenir les dommages. Les machines du WIRTGEN GROUP sont généralement équipées de préséparateurs pour épauler le filtre à air proprement dit.

Le volume d'air aspiré par le moteur est le critère fondamental pour le choix du séparateur approprié . À cet égard, entrent principalement en ligne de compte deux systèmes distincts, qui du point de vue technique, répondent aux mêmes objectifs : Préséparateur à rotor et Filtre cyclonique .

Préséparateur à rotor

Un rotor est entraîné par le flux d'aspiration du moteur à combustion. Le régime élevé du rotor génère une force centrifuge extrêmement puissante, sous l'effet de laquelle même les plus infimes particules sont projetées à l'extérieur à travers un orifice ménagé dans le boîtier.

Filtre cyclonique 

Ce préséparateur met l'air aspiré en rotation pour le débarrasser des impuretés grossières.

Le collecteur à poussière fixé avec des barrettes métalliques au filtre principal permet l'évacuation et le nettoyage simples et réguliers. Grâce à sa structure plissée, le filtre à air principal est extrêmement stable. Ceci permet d’empêcher efficacement la formation de paquets dans les conditions défavorables. Une tige de traction axiale, soudée dans le carénage, permet de fixer en toute sécurité le filtre dans le siège d’étanchéité. Le rendement du filtre principal dépend de manière décisive de sa durée d'utilisation.

Un remplacement trop précoce des cartouches filtrantes empêche celles-ci d'atteindre ses niveaux de performances optimaux. Les filtres de qualité des machines WIRTGEN GROUP parviennent à leur meilleur rendement après env. 10 à 15 % de leur durée d'utilisation potentielle. Une cartouche filtrante ne devrait donc être remplacée qu'après avoir été nettoyée à plusieurs reprises et après l'apparition du signal de colmatage de l'indicateur de dépression.

Le filtre à air secondaire est une cartouche de sécurité en non tissé offrant une réserve de sécurité importante avec des pertes de pression minimales. Ce n'est qu'après avoir traversé ce filtre que l'air épuré de manière optimale arrive au moteur thermique.

L’air de combustion traverse ainsi jusqu’à 4 composants de filtration, préséparateur inclus. Cette habitude est importante puisque les machines du WIRTGEN GROUP doivent travailler sans faille dans les environnements de chantier les plus divers, exposées à la poussière, et que chacun de ces éléments doit pouvoir remplir sa fonction à un exceptionnel niveau d’efficacité.

Comme l'huile moteur lubrifie et nettoie des composants de la machine tels que soupapes et pistons, elle requiert elle même un nettoyage fiable. Une huile fortement souillée est extrêmement dommageable pour le moteur. Un filtre à huile moteur permet d'accroître considérablement la longévité de l'huile et celle du moteur.

Séparateur d’eau et filtre à carburant

Les exigences auxquelles un carburant est soumis sont de plus en plus rigoureuses – les nouvelles technologies de moteur et les seuils d’émissions plus bas font que les carburants doivent être le moins possible encrassés. Le graphique montre la structure schématique. Le séparateur d’eau est souvent intégré dans le préfiltre à carburant.

Dans les systèmes hydrauliques, on distingue les types de filtres selon leur position et leur fonction à l’intérieur du système. Les différentes exigences auxquelles les filtres hydrauliques doivent répondre se retrouvent dans les différents types de construction. Nous vous présentons ci-dessous les types de filtres les plus courants :

Les filtres d'aspiration ont pour fonction de protéger la pompe hydraulique contre les impuretés liquides grossières qui, pendant le fonctionnement de la machine, peuvent rapidement entraîner une panne soudaine de la pompe. En raison du risque élevé de cavitation (bulles formées en raison de pointes de dépression et entraînant des dommages de l’ordre du µm) au niveau de la pompe, des matériaux de filtration relativement grossiers sont employés, avec une finesse de filtration supérieure à 25 µm. De ce fait, les filtres d’aspiration ne conviennent pas pour assurer une protection suffisante des composants pour une exploitation rentable de l’installation. Outre le risque de cavitation, le comportement relativement mauvais au démarrage à froid constitue une autre raison justifiant de remplacer ce type de filtre par des filtres combinés ou des filtres d’alimentation à pression, plus modernes.

Le filtre de pression se trouve immédiatement derrière la pompe du système (p. ex. pompe à cylindre ; circuit ouvert). Il doit généralement être équipé d’un témoin de colmatage. Ce type de filtre est conçu spécifiquement pour la pression du système et le débit volumique. Il a principalement pour fonction de protéger les pièces sensibles (p. ex. les servovannes). Les filtres de pression doivent non seulement résister à la pression maximale qui règne à l’intérieur du système, mais aussi pouvoir absorber durablement les pointes de pression.

En amont des composants hydrauliques très sensibles, il convient d’utiliser uniquement des filtres de tuyauterie sans soupape de dérivation. La cartouche filtrante doit résister ici à des charges maximales de pressions différentielles. Par conséquent, il convient aussi évidemment de concevoir les carénages de filtre de manière à ce qu’ils offrent une résistance à la pression dynamique maximale du système.

Le filtre de retour se trouve dans le conduit de retour. Mis en œuvre comme filtre de tuyauterie ou filtre auxiliaire sur le réservoir ou encore filtre intégré au réservoir, il filtre le fluide sous pression qui sort du système et retourne dans le réservoir. Le débit volumique maximal possible est déterminant dans le choix de la bonne taille de filtre. Celui-ci correspond au rapport de surface entre le piston et la tige de piston du vérin hydraulique et peut être supérieur au débit volumique produit par les pompes.

De la mousse liquide se produit généralement quand la sortie du liquide du filtre se trouve au-dessus du niveau du liquide (tenir compte du niveau de l’huile hydraulique dans le réservoir). Il convient donc de veiller à ce que la sortie soit systématiquement au-dessous et ce, dans toutes les conditions de fonctionnement. Cela peut être obtenu au moyen d’un tuyau (tube) ou d'un diffuseur en sortie de filtre.

Les variations de température et l’utilisation de vérins ou d’accumulateurs de pression entraînent une variation du niveau d’huile dans les réservoirs des systèmes hydrauliques. La différence de pression par rapport à l’environnement qui en résulte doit être corrigée au moyen d’un échange d'air. L’air entrant peut contenir des impuretés qui pénètrent alors dans le réservoir. Pour empêcher cela efficacement, les filtres de ventilation doivent être équipés de la même finesse de filtration que celle utilisée dans les filtres du circuit hydraulique.

Le filtre d'alimentation à pression se trouve immédiatement à la sortie de la pompe d’alimentation. Il filtre l’huile hydraulique nécessaire avant qu'elle soit pompée dans le circuit fermé. Le système hydraulique est ainsi toujours alimenté avec la quantité d’huile requise. Il est généralement équipé également d’un témoin de colmatage.

Sur les appareils mobiles équipés d’un circuit hydraulique de travail (vérin hydraulique) et d’un circuit hydraulique d’avancement, on emploie des filtres combinés (filtres d’aspiration de retour) . Ce type de filtre a pour avantage que l'huile filtrée est alimentée à une surpression d’environ 0,5 bar par rapport à la pompe d’alimentation de l’entraînement (position 6 sur le graphique). Cela réduit le risque de cavitation dans la pompe et donne d’excellentes propriétés de démarrage à froid.

Afin de maintenir la précontrainte d’environ 0,5 bar au niveau du raccord vers la pompe d’alimentation, un excédent d’au moins 10 % est indispensable entre la quantité retour et la quantité aspirée et ce, dans toutes les conditions de fonctionnement. Une vanne de limitation de pression (V2 sur le graphique) permet de diriger l’huile directement dans le réservoir à partir d’une différence de pression de 0,5 bar (aucune dérivation dans le circuit fermé).

Si en plus de la quantité du circuit ouvert, l’huile de fuite est également conduite hors de l’entraînement hydrostatique via le filtre, alors il convient de veiller à ne pas dépasser au niveau du filtre, la pression autorisée de l’huile de fuite (en tenant compte de l’augmentation de pression dans la conduite d’huile de fuite, du refroidisseur d’huile et de la vanne de limitation de pression) afin de protéger la bague d’étanchéité radiale à lèvres.

Les filtres hydrauliques présentés sont utilisés de différentes manières dans les usines principales du WIRTGEN GROUP. Les types de filtres convenant le mieux à l’application prévue de la machine sont privilégiés.