ISO 4409:2007
(Main)Hydraulic fluid power — Positive-displacement pumps, motors and integral transmissions — Methods of testing and presenting basic steady state performance
Hydraulic fluid power — Positive-displacement pumps, motors and integral transmissions — Methods of testing and presenting basic steady state performance
ISO 4409:2007 specifies methods for determining the performance and efficiency of hydraulic fluid power positive displacement pumps, motors and integral transmissions. It applies to components having continuously rotating shafts. ISO 4409:2007 specifies the requirements for test installations, test procedures under steady-state conditions and the presentation of test results.
Transmissions hydrauliques — Pompes, moteurs et variateurs volumétriques — Méthodes d'essai et de présentation des données de base du fonctionnement en régime permanent
L'ISO 4409:2007 spécifie les méthodes à employer pour déterminer le fonctionnement et le rendement des pompes, moteurs et variateurs volumétriques pour transmissions hydrauliques. Elle s'applique aux composants disposant d'un arbre en rotation continue. Elle définit également les exigences relatives aux installations d'essai, aux modes opératoires en régime permanent et à la présentation des résultats d'essai.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4409
Second edition
2007-04-01
Hydraulic fluid power — Positive-
displacement pumps, motors and integral
transmissions — Methods of testing and
presenting basic steady state
performance
Transmissions hydrauliques — Pompes, moteurs et variateurs
volumétriques — Méthodes d'essai et de présentation des données de
base du fonctionnement en régime permanent
Reference number
ISO 4409:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO 4409:2007(E)
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Published in Switzerland
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ISO 4409:2007(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols and units. 5
5 Tests. 6
5.1 Requirements . 6
5.2 Pump tests. 8
5.3 Motor tests. 11
5.4 Integral transmission tests . 13
6 Expression of results . 14
6.1 General. 14
6.2 Pump tests. 15
6.3 Motor tests. 16
6.4 Integral transmission tests . 16
7 Identification statement. 17
Annex A (informative) Use of practical units. 18
Annex B (normative) Errors and classes of measurement accuracy . 20
Annex C (informative) Pre-test checklist . 21
Bibliography . 23
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ISO 4409:2007(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 4409 was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee SC 8,
Product testing.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4409:1986), which has been technically revised.
iv © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 4409:2007(E)
Introduction
In hydraulic fluid power systems, power is transmitted and controlled through a liquid under pressure within an
enclosed circuit. Pumps are components that convert rotary mechanical power into hydraulic fluid power.
Motors are components that convert hydraulic fluid power into rotary mechanical power. Integral transmissions
(hydraulic drive units) are a combination of one or more hydraulic pumps and motors and appropriate controls
forming a component.
With very few exceptions, all hydraulic fluid power pumps and motors are of the positive-displacement type, i.e.
they have internal sealing means that make them capable of maintaining a relatively constant ratio between
rotational speed and fluid flow over wide pressure ranges. They generally use gears, vanes or pistons. Non-
positive displacement components, such as centrifugal or turbine types, are seldom associated with hydraulic
fluid power systems.
Pumps and motors are available either as “fixed-” or “variable-displacement” types. Fixed-displacement units
have pre-selected internal geometries that maintain a relatively constant volume of liquid passing through the
component per revolution of the component's shaft. Variable-displacement components have means for
changing the internal geometries so that the volume of liquid passing through the component per revolution of
the component's shaft can be changed.
This International Standard is intended to unify testing methods for hydraulic fluid power positive displacement
hydraulic pumps, motors and integral transmissions to enable the performance of the different components to
be compared.
© ISO 2007 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4409:2007(E)
Hydraulic fluid power — Positive-displacement pumps, motors
and integral transmissions — Methods of testing and
presenting basic steady state performance
1 Scope
This International Standard specifies methods for determining the performance and efficiency of hydraulic fluid
power positive displacement pumps, motors and integral transmissions. It applies to components having
continuously rotating shafts.
This International Standard specifies the requirements for test installations, test procedures under steady-
state conditions and the presentation of test results.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 31, Quantities and units
ISO 1219-1, Fluid power systems and components — Graphic symbols and circuit diagrams — Part 1:
Graphic symbols for conventional use and data-processing applications
ISO 4391, Hydraulic fluid power — Pumps, motors and integral transmissions — Parameter definitions and
letter symbols
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary
ISO 9110-1, Hydraulic fluid power — Measurement techniques — Part 1: General measurement principles
ISO 9110-2, Hydraulic fluid power — Measurement techniques — Part 2: Measurement of average
steady-state pressure in a closed conduit
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5598 and the following apply.
NOTE When there is no risk of ambiguity (i.e. when a test has been carried out on a pump or a motor), the
superscripts “P,” “M” and “T” specifying that the quantity concerns, respectively, a pump, a motor or an integral
transmission, can be omitted.
3.1
volume flow rate
q
V
volume of fluid crossing the transverse plane of a flow path per unit time
© ISO 2007 – All rights reserved 1
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ISO 4409:2007(E)
3.2
drainage flow rate
q
V
d
volume flow rate from the casing of a component
3.3
pump effective outlet flow rate
P
q
V
2,e
actual flow rate at temperature θ and pressure p measured at the pump outlet
2,e 2,e
NOTE If the flow rate is measured anywhere other than at the pump outlet at temperature θ and pressure p, that flow
rate is corrected to give the effective outlet flow rate value by using Equation (1).
⎡⎤
⎛−pp⎞
2,e
P
qq=−⎢⎥1 +αθ−θ (1)
⎜⎟()
VV 2,e
2,e ⎜⎟
K
⎢⎥T
⎝⎠
⎣⎦
3.4
motor effective inlet flow rate
M
q
V
1,e
actual flow rate at temperature θ and pressure p measured at the motor inlet
1,e 1,e
NOTE 1 If the flow rate is measured anywhere other than at the motor inlet at temperature θ and pressure p, that flow
rate is corrected to give the effective inlet flow rate value by using Equation (2).
⎡⎤
⎛−pp⎞
M 1,e
qq=−1 +αθ−θ (2)
⎢⎥⎜⎟()
VV 1,e
1,e ⎜⎟
K
⎢⎥
⎝⎠T
⎣⎦
NOTE 2 If the flow rate is measured at the motor outlet and the motor has external drainage, the motor flow rate q and
v
M
the drainage flow rate, q , shall be corrected to refer to the inlet flow rate temperature θ and pressure p used for
V
d
M
computing q by using Equation (3).
V
1,e
⎡⎤⎡ ⎤
⎛−pp⎞ ⎛pp−⎞
M 1,e 1,e d
qq=−11+αθ−θ+ q − +αθ−θ (3)
⎢⎥⎜⎟()⎢⎜ ⎟()⎥
VV 1,e V 1,e d
1,e ⎜⎟ d⎜ ⎟
KK
⎢⎥⎢ ⎥
⎝⎠TT⎝ ⎠
⎣⎦⎣ ⎦
3.5
derived capacity
V
i
volume of fluid displaced by a pump or motor per shaft revolution, calculated from measurements at different
speeds under test conditions
[ISO 8426]
3.6
rotational frequency
shaft speed
n
number of revolutions of the drive shaft per unit of time.
NOTE The direction of rotation (clockwise or counter-clockwise) is specified from the point of view of the observer
looking at the end of the shaft. It may also be defined by diagram, if necessary.
2 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 4409:2007(E)
3.7
torque
T
measured value of the torque in the shaft of the test component
3.8
effective pressure
p
e
fluid pressure, relative to atmospheric pressure, having a value that is
a) positive, if this pressure is greater than atmospheric pressure, or
b) negative, if this pressure is less than atmospheric pressure.
3.9
drainage pressure
p
d
pressure, relative to atmospheric pressure, measured at the outlet of the component casing drainage
connection
3.10
mechanical power
P
m
product of the torque and rotational frequency measured at the shaft of a pump or motor as given by
Equation (4):
P = 2π⋅n⋅T (4)
m
3.11
hydraulic power
P
h
product of the flow rate and pressure at any point as given by Equation (5):
P = q ⋅ p (5)
h V
3.12
effective outlet hydraulic power of a pump
P
P
2,h
total pump hydraulic outlet power given by Equation (6).
P
Pq=⋅p (6)
2,h V 2,e
2,e
3.13
effective inlet hydraulic power of a motor
M
P
1,h
total motor inlet hydraulic power as given by Equation (7):
M
Pq=⋅p (7)
1,h V 1,e
1,e
NOTE The total energy of a hydraulic fluid is the sum of the various energies contained in the fluid. In Equations (6)
and (7) the kinetic, positional and strain energies of the fluid are ignored and the power is calculated using the static
pressure only. If these other energies have a significant effect on the test results, due account should be taken of them.
© ISO 2007 – All rights reserved 3
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ISO 4409:2007(E)
3.14
pump overall efficiency
P
η
t
ratio of the power transferred to the liquid, during its passage through the pump, to the mechanical input
power as given by Equation (8):
qp⋅−q⋅p
()VV2,e( 1,e)
2,e 1,e
P
η = (8)
t
2π⋅⋅n Τ
3.15
pump volumetric efficiency
p
η
v
ratio of the actual output flow available for work to the product of the pump-derived capacity, V, and shaft
i
rotational frequency, n, at defined conditions as given by Equation (9):
q
V
P 2,e
η = (9)
v
P
Vn⋅
i
3.16
motor overall efficiency
M
η
t
ratio of the mechanical output power at the motor shaft to the hydraulic input power to the motor as given by
Equation (10):
2π⋅⋅n Τ
M
η = (10)
t
qp⋅−q⋅p
()( )
VV1,e 2,e
1,e 2,e
3.17
motor volumetric efficiency
M
η
v
ratio of the product of motor-derived capacity, V , and shaft rotational frequency, n, to the actual input flow
i
required for work at defined conditions as given by Equation (11):
M
Vn⋅
M
i
η = (11)
v
q
V
1,e
3.18
motor hydro-mechanical efficiency
M
η
hm
ratio of the torque in the shaft of the motor to the theoretical torque of the motor as given by Equation (12):
Tn2π⋅⋅T
M
== (12)
η
hm
M
T
p −pV
th
()
1,e 2,e i
3.19
integral transmission overall efficiency
T
η
t
ratio of the output mechanical power to the input mechanical power as given by Equation (13):
nT⋅
T
22
η = (13)
t
nT⋅
11
4 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 4409:2007(E)
3.20
integral transmission rotational frequency ratio
r
ratio of output rotational frequency, n , to input rotational frequency, n , at defined conditions as given by
2 1
Equation (14):
n
2
r= (14)
n
1
4 Symbols and units
The symbols and units, in accordance with ISO 31 (all parts), used throughout this International Standard are
as shown in Table 1.
The letters and figures used as subscripts to the symbols listed in Table 1 are as specified in ISO 4391.
The graphical symbols used in Figures 1, 2, 3 and 4 are in accordance with ISO 1219-1.
Table 1 — Symbols and units
a
Quantity Symbol
Unit
3 −1
q
Volume flow rate
m s
V
V 3 −1
Derived capacity
i m r
−1
Rotational frequency n
r
Torque T N⋅m
p
Effective pressure Pa
e
Power P W
−3
Mass density ρ
kg m
b
Isothermal bulk modulus secant K Pa
T
2 −1
Kinematic viscosity ν m s
Temperature θ K
−1
Volume coefficient of thermal expansion α
K
Efficiency —
η
Rotational frequency ratio R —
a
The use of practical units for the presentation of results is described in Annex A.
b 2
1 Pa = 1 N/m .
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ISO 4409:2007(E)
5 Tests
5.1 Requirements
5.1.1 General
Installations shall be designed to prevent air entrainment during operation and measures shall be taken to
remove all free air from the system before testing.
The unit under test shall be installed and operated in the test circuit in accordance with the manufacturer's
instructions; see also Annex C.
The ambient temperature of the test area shall be recorded.
A filter shall be installed in the test circuit to provide the fluid-cleanliness level specified by the manufacturer of
the unit under test. The position, number and specific description of each filter used in the test circuit shall be
recorded.
Where pressure measurements are made within a pipe, the requirements of ISO 9110-1 and ISO 9110-2 shall
be met.
Where temperature measurements are made within a pipe, the temperature-tapping point shall be positioned
between two and four times the pipe diameter from the pressure-tapping point furthest away from the
component.
Figures 1, 2, 3 and 4 illustrate basic circuits that do not incorporate all the safety devices necessary to protect
against damage in the event of any component failure. It is important that those responsible for carrying out
the test give due consideration to safeguarding both personnel and equipment.
5.1.2 Installation of the unit under test
Install the unit to be tested in the test circuit in accordance with the applicable Figure 1, 2, 3 or 4.
5.1.3 Condition of the unit under test
If necessary and before tests are carried out, the unit to be tested shall be “run in” in accordance with the
manufacturer's recommendations.
5.1.4 Test fluids
Because the performance of the unit under test can vary considerably with the viscosity of the test fluid used,
a fluid approved by the manufacturer of the unit being tested shall be used.
The following fluid parameters shall be recorded:
a) kinematic viscosity;
b) mass density at the test temperature;
c) isothermal secant bulk modulus;
d) volume coefficient of thermal expansion.
6 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 4409:2007(E)
5.1.5 Temperatures
5.1.5.1 Controlled temperature
Tests shall be carried out at a stated test fluid temperature. The test-fluid temperature shall be measured at
the inlet port of the unit under test and be within the range recommended by the manufacturer.
The test fluid temperature shall be maintained within the limits stated in Table 2.
Table 2 — Indicated test fluid temperature tolerance
Measurement accuracy class (see Annex B) A B C
Temperature tolerance (°C) ± 1,0 ± 2,0 ± 4,0
5.1.5.2 Other temperatures
The fluid temperature shall be recorded at the following locations:
a) at the outlet port of the unit under test;
b) at the flow measurement point in the test circuit;
c) in the drainage fluid line (if applicable).
The test-area ambient temperature shall be recorded.
For an integral transmission, it might not be possible to measure all the temperatures required. Temperatures
not recorded shall be noted in the test report.
5.1.6 Atmospheric pressure
The ambient absolute atmospheric pressure of the test
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4409
Deuxième édition
2007-04-01
Transmissions hydrauliques — Pompes,
moteurs et variateurs volumétriques —
Méthodes d'essai et de présentation des
données de base du fonctionnement en
régime permanent
Hydraulic fluid power — Positive-displacement pumps, motors and
integral transmissions — Methods of testing and presenting basic
steady state performance
Numéro de référence
ISO 4409:2007(F)
©
ISO 2007
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ISO 4409:2007(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 4409:2007(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, symboles et définitions. 1
4 Symboles et unités . 5
5 Essais. 6
5.1 Exigences . 6
5.2 Essais des pompes. 8
5.3 Essais des moteurs . 11
5.4 Essais des variateurs . 13
6 Expression des résultats . 14
6.1 Généralités . 14
6.2 Essais des pompes. 15
6.3 Essais des moteurs . 16
6.4 Essais des variateurs . 16
7 Phrase d'identification . 17
Annexe A (normative) Emploi des unités pratiques. 18
Annexe B (normative) Erreurs et classes d'exactitude de mesure. 20
Annexe C (informative) Récapitulatif. 21
Bibliographie . 23
© ISO 2007 – Tous droits réservés iii
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ISO 4409:2007(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 4409 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et pneumatiques,
sous-comité SC 8, Essais des produits.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 4409:1986), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2007 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 4409:2007(F)
Introduction
Dans les systèmes de transmissions hydrauliques, l'énergie est transmise et commandée par l'intermédiaire
d'un liquide sous pression circulant en circuit fermé. Les pompes sont des composants destinés à transformer
une énergie mécanique rotative en énergie hydraulique. Les moteurs sont des composants transformant
l'énergie hydraulique en énergie mécanique rotative. Les variateurs sont des appareils combinant une ou
plusieurs pompes avec un ou plusieurs moteurs et des commandes appropriées en une seule unité.
À quelques très rares exceptions près, toutes les pompes et tous les moteurs pour transmissions
hydrauliques sont du type volumétrique, c'est-à-dire qu'ils possèdent des moyens d'étanchéisation interne leur
permettant de maintenir un rapport relativement constant entre la vitesse de rotation et le débit du liquide sur
de larges gammes de pressions. Ils comportent en général des engrenages, des palettes ou des pistons. Les
composants non volumétriques, du type centrifuge ou à turbines, sont rarement associés aux systèmes de
transmissions hydrauliques.
Les pompes et les moteurs peuvent être à cylindrée fixe ou variable. Les appareils à cylindrée fixe ont des
géométries internes prédéfinies garantissant le passage d'un volume de liquide relativement constant par tour
d'arbre. Les appareils à cylindrée variable comportent des dispositifs permettant de modifier la géométrie
interne, ce qui fait varier le volume de liquide passant dans le composant par tour d'arbre de celui-ci.
La présente Norme internationale a pour objet d'unifier les méthodes d'essai des pompes, moteurs et
variateurs volumétriques pour transmissions hydrauliques permettant la comparaison des caractéristiques de
fonctionnement des divers composants.
© ISO 2007 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 4409:2007(F)
Transmissions hydrauliques — Pompes, moteurs et variateurs
volumétriques — Méthodes d'essai et de présentation des
données de base du fonctionnement en régime permanent
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les méthodes à employer pour déterminer le fonctionnement et le
rendement des pompes, moteurs et variateurs volumétriques pour transmissions hydrauliques. Elle s'applique
aux composants disposant d'un arbre en rotation continue.
Elle définit également les exigences relatives aux installations d'essai, aux modes opératoires en régime
permanent et à la présentation des résultats d'essai.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 31 (toutes les parties), Grandeurs et unités
ISO 1219-1, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Symboles graphiques et schémas de circuit —
Partie 1: Symboles graphiques en emploi conventionnel et informatisé
ISO 4391, Transmissions hydrauliques — Pompes, moteurs et variateurs — Définitions des grandeurs et
lettres utilisées comme symboles
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire
ISO 9110-1, Transmissions hydrauliques — Techniques de mesurage — Partie 1: Principes généraux de
mesurage
ISO 9110-2, Transmissions hydrauliques — Techniques de mesurage — Partie 2: Mesurage de la pression
moyenne dans un conduit fermé en régime permanent
3 Termes, symboles et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 5598 ainsi que les
suivants s'appliquent.
NOTE Lorsqu'il n'y a pas de risque d'ambiguïté (c'est-à-dire en cas d'essai réalisé sur une pompe ou un moteur), les
exposants «P», «M» et «T» précisant que la mesure concerne respectivement une pompe, un moteur ou un variateur,
peuvent être omis.
3.1
débit-volume
q
V
volume de fluide passant par le plan transversal de la trajectoire d'écoulement par unité de temps
© ISO 2007 – Tous droits réservés 1
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ISO 4409:2007(F)
3.2
débit de drainage
q
V
d
débit-volume provenant du carter d'un composant
3.3
débit effectif à la sortie d'une pompe
P
q
V
2,e
débit réel mesuré à la sortie d'une pompe à température θ et pression p
2,e 2,e
NOTE Lorsque le mesurage de débit ne s'effectue pas à la sortie d'une pompe, à une température θ et à une
pression p, ce débit est corrigé, afin d'obtenir la valeur du débit effectif de sortie, en appliquant l'Équation (1):
⎡⎤
⎛⎞pp−
2,e
P
qq=−⎢⎥1 +αθ−θ (1)
⎜⎟()
VV 2,e
2,e
Κ
⎢⎥⎝⎠τ
⎣⎦
3.4
débit effectif à l'entrée d'un moteur
M
q
V
1,e
débit réel mesuré à l'entrée d'un moteur à température θ et pression p
1,e 1,e
NOTE 1 Lorsque le mesurage de débit ne s'effectue pas à l'entrée d'un moteur, à une température θ et une pression p,
ce débit est corrigé, afin d'obtenir la valeur du débit effectif d'entrée en appliquant l'Équation (2):
⎡⎤
⎛⎞pp−
1,e
M
qq=−1 +αθ−θ (2)
⎢⎥⎜⎟()
VV 1,e
1,e
Κ
⎢⎥τ
⎣⎦⎝⎠
NOTE 2 Lorsque le mesurage du débit est effectué à la sortie du moteur et que celui-ci dispose d'un drainage extérieur,
M
le débit du moteur q et le débit de drainage q doivent être corrigés par référence aux conditions de température θ et
V
V
d
M
de pression p de débit d'entrée utilisées pour calculer q en appliquant l'Équation (3):
V
1,e
⎡⎤⎡ ⎤
⎛⎞pp−−⎛p p⎞
1,e 1,e d
M
qq=−11+αθ−θ+ q − +αθ−θ (3)
⎢⎥⎜⎟()⎢⎜ ⎟()⎥
VV 1,e V 1,e d
1,e d
ΚΚ
⎢⎥⎝⎠ττ⎢⎝ ⎠⎥
⎣⎦⎣ ⎦
3.5
cylindrée calculée
V
i
volume de fluide refoulé par une pompe ou un moteur par tour d'arbre, calculé par des mesurages à
différentes vitesses de rotation dans des conditions d'essai
[ISO 8426]
3.6
fréquence de rotation
vitesse de rotation de l'arbre
n
nombre de tours de l'arbre moteur par unité de temps
NOTE Le sens de rotation (dans le sens horaire ou antihoraire) est spécifié du point de vue de l'observateur
regardant le bout de l'arbre. Il peut également être défini, si nécessaire, par un schéma.
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3.7
moment d'un couple
T
valeur du moment d'un couple mesuré sur l'arbre du composant soumis à l'essai
3.8
pression effective
p
e
pression du fluide, par rapport à la pression atmosphérique, dont la valeur est:
a) positive, si cette pression est supérieure à la pression atmosphérique; ou
b) négative, si cette pression est inférieure à la pression atmosphérique.
3.9
pression de drainage
p
d
pression, par rapport à la pression atmosphérique, mesurée à la sortie du raccordement de drainage sur le
carter d'un composant
3.10
puissance mécanique
P
m
produit du moment et de la fréquence de rotation mesurés au niveau de l'arbre de la pompe ou du moteur,
elle est donnée par l'Équation (4):
Pn=π2⋅⋅T (4)
m
3.11
puissance hydraulique
P
h
produit du débit et de la pression à un point quelconque, elle est donnée par l'Équation (5):
Pq=⋅p (5)
h V
3.12
puissance hydraulique effective à la sortie d'une pompe
P
P
2,h
puissance hydraulique totale à la sortie de la pompe, elle est donnée par l'Équation (6):
P
Pq=⋅p (6)
2,h V 2,e
2,e
3.13
puissance hydraulique effective à l'entrée d'un moteur
M
P
1,h
puissance hydraulique totale à l'entrée du moteur, elle est donnée par l'Équation (7):
M
Pq=⋅p (7)
1,h V 1,e
1,e
NOTE L'énergie totale d'un fluide hydraulique est la somme des diverses énergies contenues dans le fluide. Les
Équations (6) et (7) négligent les énergies cinétique, positionnelle et de dilatation du fluide pour ne calculer la puissance
qu'à partir de la pression statique. Il convient de tenir compte de ces autres énergies lorsqu'elles ont un effet significatif
sur les résultats d'essai.
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3.14
rendement total d'une pompe
P
η
t
rapport de la puissance transmise au liquide, lors de son passage dans la pompe, à la puissance mécanique
à l'entrée, il est donné par l'Équation (8):
qp⋅−q ⋅p
(VV2,e) ( 1,e)
2,e 1,e
P
η = (8)
t
2π⋅ n⋅Τ
3.15
rendement volumétrique d'une pompe
P
η
v
rapport du débit de sortie réel disponible pour le travail, au produit de la cylindrée calculée de la pompe, V , et
i
de la fréquence de rotation de l'arbre, n, dans des conditions déterminées, il est donné par l'Équation (9):
q
V
P 2,e
η = (9)
v
P
Vn⋅
i
3.16
rendement total d'un moteur
M
η
t
rapport de la puissance mécanique à l'arbre du moteur à la puissance hydraulique à l'entrée du moteur, il est
donné par l'Équation (10):
2π⋅ n⋅Τ
M
η = (10)
t
qp⋅−q ⋅p
()VV1,e( 2,e)
1,e 2,e
3.17
rendement volumétrique d'un moteur
M
η
v
rapport du produit de la cylindrée calculée du moteur, V , et de la fréquence de rotation de l'arbre, n, au débit
i
d'entrée réel requis pour le travail dans des conditions déterminées, il est donné par l'Équation (11):
M
Vn⋅
M
i
η = (11)
v
q
V
1,e
3.18
rendement hydromécanique d'un moteur
M
η
hm
rapport du couple dans l'arbre du moteur au couple théorique du moteur, il est donné par l'Équation (12):
Tn2π⋅ ⋅Τ
M
(12)
η==
hm
M
T
p −pv
th()
1,e 2,e i
3.19
rendement total d'un variateur
T
η
t
rapport de la puissance mécanique de sortie à la puissance mécanique d'entrée, il est donné par
l'Équation (13):
nT⋅
T
22
η = (13)
t
nT⋅
11
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3.20
rapport de fréquence de rotation d'un variateur
r
rapport de la fréquence de rotation à la sortie, n , à la fréquence de rotation à l'entrée, n , dans des conditions
2 1
déterminées, il est donné par l'Équation (14):
n
2
r= (14)
n
1
4 Symboles et unités
Pour les besoins de la présente Norme internationale les symboles et unités, en accord avec l'ISO 31 (toutes
les parties), indiqués dans le Tableau 1 s'appliquent.
Les lettres et chiffres utilisés en indices des symboles indiqués dans le Tableau 1 sont spécifiés dans
l'ISO 4391.
Les symboles graphiques utilisés dans les Figures 1, 2, 3 et 4 sont conformes à l'ISO 1219-1.
Tableau 1 — Symboles et unités
a
Grandeur Symbole Unité
3 −1
Débit-volume q m s
V
3 −1
Cylindrée calculée V m r
i
−1
Fréquence de rotation n r
Moment du couple T N⋅m
Pression effective p Pa
e
Puissance P W
−3
Masse volumique ρ kg m
b
Module de compressibilité volumique sécant isothermique Κ Pa
T
2 −1
Viscosité cinématique ν m s
Température θ K
−1
Coefficient de dilatation thermique volumique α K
Rendement η —
Rapport de fréquence de rotation R —
a
L'emploi d'unités pratiques pour la présentation des résultats est décrit dans l'Annexe A.
b 2
1 Pa = 1 N/m .
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5 Essais
5.1 Exigences
5.1.1 Généralités
Les installations doivent être conçues de manière à empêcher toute introduction d'air en cours de
fonctionnement et des mesures doivent être prises afin d'éliminer tout air libre du système avant l'essai.
L'unité soumise à l'essai doit être installée dans le circuit d'essai et mise en service selon les instructions du
constructeur (voir également l'Annexe C).
La température ambiante dans la zone d'essai doit être consignée.
Un filtre doit être installé dans le circuit d'essai afin de garantir le niveau de propreté du fluide spécifié par le
constructeur de l'unité soumise à l'essai. La position, le nombre et l'aspect physique particulier de chaque filtre
utilisé dans le circuit d'essai doivent être consignés.
Lorsque des mesurages de pression sont effectués dans une tuyauterie, les exigences de l'ISO 9110-1 et de
l'ISO 9110-2 doivent être remplies.
Lorsque les mesurages de température sont effectués dans une tuyauterie, la prise de température doit se
trouver à une distance comprise entre deux et quatre fois le diamètre de la tuyauterie des prises de pression
dans la direction opposée au composant considéré.
Les Figures 1, 2, 3 et 4 représentent des circuits de base qui n'incorporent pas tous les dispositifs de sécurité
nécessaires à la protection en cas de défaillance d'un composant quelconque. Il est important que les
personnes responsables de la conduite des essais veillent soigneusement à la sécurité du personnel et de
l'équipement.
5.1.2 Installation de l'unité à soumettre à l'essai
Installer l'unité à soumettre à l'essai dans le circuit d'essai, conformément aux indications de la Figure 1, 2, 3
ou 4 applicable.
5.1.3 État de l'unité à soumettre à l'essai
Si nécessaire et avant le démarrage des essais, l'unité à soumettre à l'essai doit être rodée conformément
aux recommandations du constructeur.
5.1.4 Fluides d'essai
Les performances de l'unité soumise à l'essai pouvant varier de façon considérable selon la viscosité du fluide
d'essai utilisé, les essais doivent être effectués en mettant en œuvre un fluide agréé par le constructeur de
cette unité.
Les paramètres suivants concernant ce fluide doivent être consignés:
a) viscosité cinématique;
b) masse volumique à la température d'essai;
c) module de compressibilité volumique sécant isothermique;
d) coefficient de dilatation thermique volumique.
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5.1.5 Températures
5.1.5.1 Température préréglée
Les essais doivent être effectués à une température déclarée du fluide. La température du fluide d'essai doit
être mesurée au niveau de l'orifice d'entrée de l'unité soumise à l'essai et se situer dans les limites de la
gamme de températures recommandée par le fabricant.
La température du fluide d'essai doit être maintenue dans les limites indiquées dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Tolérances de la température indiquée du fluide d'essai
A B C
Classe d'exactitude de mesure (voir Annexe B)
Tolérances de température (°C) ± 1,0 ± 2,0 ± 4,0
5.1.5.2 Autres températures
La température du fluide doit être relevée aux points suivants:
a) au niveau de l'orifice de sortie de l'unité soumise à l'essai;
b) au point de mesure du débit dans le circuit d'essai;
c) dans la canalisation du fluide de drainage (le cas échéant).
La température ambiante dans la zone d'essai doit être consignée.
Dans un variateur, il est possible que les températures requises ne soient pas toutes mesurables. Les
températures non relevées doivent être signalées dans le rapport d'essai.
5.1.6 Pression atmosphérique
La pression atmosphérique ambiante absolue dans la zone d'essai doit être enregistrée.
5.1.7 Pression dans le carter
Lorsque la pression du fluide dans le carter du composant soumis à l'essai peut affecter les caractéristiques
de fonctionnement de celui-ci, sa valeur relevée pendant les essais doit être enregistrée.
5.1.8 Régime permanent
Chaque série de mesures relevées pour une valeur particulière d'un paramètre donné ne doit être enregistrée
que si la valeur indiquée du paramètre contrôlé demeure dans les limites données dans le Tableau 3. Si
plusieurs lectures d'une variable sont enregistrées, toutes les lectures doivent être notées pendant que le
paramètre mesuré est dans les limites d'utilisation. La période maximale de temps suggérée pour acquérir
toutes les lectures est 10 s.
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a
Tableau 3 — Variation admissible des valeurs moyennes indiquées pour des paramètres contrôlés
Variations admissibles pour les classes d'exactitude de mesure
(voir Annexe B)
Paramètre
A B C
Fréquence de rotation, %
± 0,5 ± 1,0 ± 2,0
Moment du couple, % ± 0,5 ± 1,0 ± 2,0
Débit-volume, % ± 0,5 ± 1,5 ± 2,5
Pression, Pa
3 3 3
± 1 × 10 ± 3 × 10 ± 5 × 10
5 b
(p < 2 × 10 Pa)
e
Pression, %
± 0,5 ± 1,5 ± 2,5
5
(p W 2 × 10 Pa)
e
a
Les variations admissibles indiquées dans ce tableau concernent les écarts par rapport à la mesure indiquée par l'instrument et
non pas les limites d'erreur de mesure de l'instrument (voir Annexe B). Ces écarts servent d'indicateurs de régime permanent et sont
également utilisés pour présenter les résultats obtenus pour un paramètre de valeur fixe sous forme graphique. Il convient d'utiliser la
valeur réelle indiquée dans tous les calculs ultérieurs de puissance ou de rendement.
b 2
1 Pa = 1 N/m .
5.1.9 Mesurages
Le nombre de séries de mesurages à effectuer et leur répartition dans l'étendue de mesurages doivent être
choisis de manière à donner une indication représentative des caractéristiques de fonctionnement de l'unité
soumise à l'essai sur toute la gamme des variations des grandeurs.
5.2 Essais des pompes
5.2.1 Circuits d'essai
5.2.1.1 Essais en circuit ouvert
Un circuit d'essai configuré conformément à la Figure 1 et contenant au moins les composants indiqués dans
cette figure doit être utilisé. Lorsque des conditions de pression déterminées sont requises à l'entrée, un
moyen approprié doit être prévu afin de maintenir la pression d'entrée dans les limites spécifiées (voir 5.2.2).
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Légende
1 variante de position
2 entraînement
a
Pour les longueurs des tuyauteries, voir 5.1.1.
Figure 1 — Circuit d'essai pour pompe (circuit ouvert)
5.2.1.2 Essais en circuit fermé
Un circuit d'essai configuré conformément à la Figure 2 et contenant au moins les composants indiqués dans
cette figure doit être utilisé. Dans ce circuit, la pompe de gavage délivre un débit légèrement supérieur aux
pertes totales du circuit. Un débit plus important peut être prévu pour des besoins de refroidissement.
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ISO 4409:2007(F)
Légende
1 variante de position
2 entraînement
a
Pour les longueurs des tuyauteries, voir 5.1.1.
Figure 2 — Circuit d'essai pour pompe (circuit fermé)
5.2.2 Pression d'entrée
Pendant chaque essai, maintenir la pression d'entrée constante (voir Tableau 3) à une valeur déclarée de la
plage admissible des pressions d'entrée spécifiées par le constructeur.
Effectuer, si besoin est, les essais à des pressions d'entrée différentes.
5.2.3 Mesurages
Consigner les mesurages des paramètres suivants:
a) moment du couple à l'entrée;
b) débit de sortie;
c) débit de drainage (le cas échéant);
d) température du fluide.
Cela à une fréquence de rotation constante (voir Tableau 3) et pour un nombre de valeurs de pressions de
sortie représentatives du fonctionnement de la pompe sur toute la plage des pressions de sortie.
Répéter les mesurages spécifiés de 5.2.3 a) à 5.2.3 d) à d'autres fréquences de rotation afin d'obtenir une
indication représentative des performances de la pompe sur toute la plage des fréquences de rotation.
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5.2.4 Cylindrée variable
Lorsque la pompe est à cylindrée variable, effectuer des essais complets au réglage maximal de cylindrée et
également à tous les autres réglages requis (par exemple à 75 %, 50 % et 25 % de la cylindrée de réglage
maximale). Chaque réglage doit permettre d'obtenir le pourcentage de débit requis à la pression minimale de
sortie et à la fréquence minimale de rotation spécifiée pour l'essai.
5.2.5 Débit réversible
Pour les pompes dont le sens d'écoulement peut être inversé (par exemple à l'aide de la commande de
cylindrée), effectuer les essais dans les deux sens.
5.2.6 Pompes de gavage non incorporées
Lorsque la pompe soumise à l'essai est associée à une pompe de gavage distincte et que leurs puissances
absorbées peuvent être mesurées séparément, les deux pompes doivent être soumises à l'essai séparément
et les résultats doivent être présentés de façon distincte.
5.2.7 Pompe de gavage incorporée à débit total
Lorsque la pompe de gavage est incorporée à la pompe principale soumise à l'essai, que leurs puissances
absorbées ne peuvent être donc dissociées et que la pompe de gavage débite la totalité de l'écoulement de la
pompe principale, les deux pompes doivent être traitées comme un ensemble et les résultats doivent être
présentés en conséquence.
NOTE La pression d'entrée mesurée est la pression à l'entrée de la pompe de gavage.
Tout excédent de débit venant de la pompe de gavage doit être mesuré et noté.
5.2.8 Pompe de gavage incorporée à débit secondaire
Lorsque la pompe de gavage est incorporée à la pompe principale et que leurs puissances absorbées ne
peuvent donc pas être dissociées, mais que la pompe de gavage ne fournit au circuit hydraulique de la pompe
principale qu'un débit secondaire, le reste étant dérivé ou utilisé dans un élément auxiliaire (par exemple le
système de circulation du fluide réfrigérant), le cas échéant, le débit de la pompe de gavage doit être mesuré
et noté.
5.3 Essais des moteurs
5.3.1 Circuit d'essai
Un circuit d'essai configuré conformément à la Figure 3 et contenant au moins les composants indiqués dans
cette figure doit être utilisé.
Lorsque le débit est mesuré en aval de la sortie du moteur (variante de position), le calcul du débit corrigé doit
tenir compte du débit en question.
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ISO 4409:2007(F)
Légende
1 variante de position
2 charge
3 alimentation en fluide régulé
a
Pour les longueurs des tuyauteries, voir 5.1.1.
Figure 3 — Circuit d'essai pour moteur
5.3.2 Pression de sortie
La pression de sortie du moteur doit être commandée (par exemple, à l'aide d'un distributeur de commande
de pression) de manière à maintenir une pression de sortie constante et dans les limites données dans le
Tableau 3 tout au long de l'essai.
Cette pression de sortie doit répondre aux exigences d'emploi prévu du moteur et être conforme aux
recommandations du fabricant.
5.3.3 Mesurages
Les paramètres suivants doivent être mesurés:
a) débit d'entrée;
b) débit de drainage (le cas échéant);
c) moment du couple à la sortie;
d) température du fluide d'essai.
Cela sur toute la plage des fréquences de rotation du moteur et pour un nombre de pressions d'entrée
différentes et représentatives du fonctionnement du moteur sur toute la plage des pressions d'entrée.
5.3.4 Cylindrée variable
Lorsque le moteur est à cylind
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.