Hydraulic fluid power — Positive-displacement pumps, motors and integral transmissions — Methods of testing and presenting basic steady state performance

This document 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 document 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

Le présent document spécifie les méthodes pour déterminer le fonctionnement et le rendement des pompes, moteurs et variateurs volumétriques pour transmissions hydrauliques. Elle s'applique aux composants ayant un arbre en rotation continue. Le présent document définit les exigences relatives aux installations d'essai, aux modes opératoires en régime permanent et à la présentation des résultats d'essai.

General Information

Status
Published
Publication Date
10-Jul-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
11-Jul-2019
Completion Date
11-Jul-2019
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ISO 4409:2019 - Hydraulic fluid power -- Positive-displacement pumps, motors and integral transmissions -- Methods of testing and presenting basic steady state performance
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ISO 4409:2019 - Transmissions hydrauliques -- Pompes, moteurs et variateurs volumétriques -- Méthodes d'essai et de présentation des données de base du fonctionnement en régime permanent
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4409
Third edition
2019-07
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 4409:2019(E)
ISO 2019
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ISO 4409:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 4409:2019(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Symbols and units ............................................................................................................................................................................................... 1

5 Tests ................................................................................................................................................................................................................................... 2

5.1 Requirements ........................................................................................................................................................................................... 2

5.1.1 General...................................................................................................................................................................................... 2

5.1.2 Installation of the unit under test ..................................................................................................................... 3

5.1.3 Test fluids ............................................................................................................................................................................... 3

5.1.4 Temperatures ...................................................................................................................................................................... 3

5.1.5 Casing pressure ................................................................................................................................................................. 4

5.1.6 Steady-state conditions .............................................................................................................................................. 4

5.1.7 Pump inlet pressure ...................................................................................................................................................... 4

5.2 Pump tests .................................................................................................................................................................................................. 4

5.2.1 Test circuits........................................................................................................................................................................... 4

5.2.2 Inlet pressure ...................................................................................................................................................................... 6

5.2.3 Test measurements ........................................................................................................................................................ 6

5.2.4 Variable capacity .............................................................................................................................................................. 6

5.2.5 Reverse flow......................................................................................................................................................................... 7

5.2.6 Non-integral boost pumps ....................................................................................................................................... 7

5.2.7 Full-flow, integral boost pump ............................................................................................................................. 7

5.2.8 Secondary-flow, integral boost pump ............................................................................................................ 7

5.3 Motor tests .................................................................................................................................................................................................. 7

5.3.1 Test circuit ............................................................................................................................................................................. 7

5.3.2 Outlet pressure .................................................................................................................................................................. 8

5.3.3 Test measurements ........................................................................................................................................................ 8

5.3.4 Variable capacity .............................................................................................................................................................. 8

5.3.5 Reverse rotation ............................................................................................................................................................... 9

5.4 Integral transmission tests ........................................................................................................................................................... 9

5.4.1 Test circuit ............................................................................................................................................................................. 9

5.4.2 Test measurements ........................................................................................................................................................ 9

5.4.3 Boost pumps .....................................................................................................................................................................10

5.4.4 Reverse rotation ............................................................................................................................................................10

6 Expression of results .....................................................................................................................................................................................10

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................10

6.2 Pump tests ...............................................................................................................................................................................................10

6.2.1 Pumps tested at one constant, rotational frequency .....................................................................10

6.2.2 Pumps tested at several different, constant rotational frequencies .................................11

6.3 Motor tests ...............................................................................................................................................................................................11

6.4 Integral transmission tests ........................................................................................................................................................12

7 Identification statement ............................................................................................................................................................................12

Annex A (normative) Errors and classes of measurement accuracy ...............................................................................13

Annex B (informative) Pre-test checklist ......................................................................................................................................................15

Annex C (informative) Suggested formatting for reporting test data ..............................................................................17

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................26

© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 4409:2019(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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

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. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso

.org/iso/foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee

SC 8, Product testing.

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 4409:2007), which has been technically

revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:

— The normative references in Clause 2 have been updated and revised to reflect the changes made to

this document.

— The terms and definitions in Clause 3 were updated and correctly referenced to agree with the

existing ISO standards.

— Clause 4 now correctly references the appropriate standard for symbols and units and the

corresponding table has been revised to display symbols and units correctly.

— The general description of Clause 5 was revised to include various types of conduits. A table with

recommendations for the test fluid to be used is now provided, and the circuit diagrams have been

revised for technical accuracy.

— The suggested expression of results has been updated in Clause 6 to include meaningful values

obtained from the data gathered with the tests.
— The Bibliography has been updated.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 4409:2019(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 document 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 2019 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4409:2019(E)
Hydraulic fluid power — Positive-displacement pumps,
motors and integral transmissions — Methods of testing
and presenting basic steady state performance
1 Scope

This document 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 document specifies the requirements for test installations, test procedures under steady-state

conditions and the presentation of test results.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 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

ISO 11631, Measurement of fluid flow — Methods of specifying flowmeter performance

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4391 and ISO 5598 apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http: //www .iso .org/obp
4 Symbols and units

The symbols and subscripts listed in Table 1 are as specified in ISO 4391. Units as shown in Table 1 are

in accordance with ISO 80000-1 and ISO 80000-4.

The letters and figures shall all be 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 shall be used in accordance with

ISO 1219-1.
© ISO 2019 – All rights reserved 1
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ISO 4409:2019(E)
Table 1 — Symbols and units
Description Symbol Unit
3 −1
Volume flow rate q m s
3 −1
Derived capacity V m r
Rotational frequency n s
Torque T N·m
Pressure p Pa
Power P W
Mass density ρ kg m
Isothermal bulk modulus secant K Pa
2 −1b
Kinematic viscosity ν m s
Temperature θ K
Volume coefficient of thermal expansion α K
Overall efficiency η —
Volumetric efficiency η —
Rotational frequency ratio Z —
a 2
1 Pa = 1 N/m .
b 2 −1
1 cSt = 1 mm s .
Efficiency may also be stated as a percentage.

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.
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 B.
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 the piping, the requirements of ISO 9110-1 and

ISO 9110-2 shall be met.
Where flow measurements are made, the requirements of ISO 11631 shall be met.

Where temperature measurements are made within the piping, the temperature tapping point shall be

positioned between two and four times the internal diameter of the piping 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 fracture or fragmentation. It is important that

2 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 4409:2019(E)

those responsible for carrying out the test give due consideration to safeguarding both personnel and

equipment.

NOTE A “run in” procedure before testing can have a positive effect on the test results.

5.1.2 Installation of the unit under test

The unit to be tested in the circuit shall be in accordance with the applicable Figure 1, 2, 3 or 4.

5.1.3 Test fluids

The properties of hydraulic fluids affect pump and motor performance. Any fluid can be used for the

test, if agreed between the parties concerned, but its characteristics shall be clearly defined, according

to the properties listed in Table 2. In order to compare two components, the same fluid shall be used.

Table 2 — Test fluid specification
Property Standard Recommended
Viscosity grade ISO 3448 ISO VG 32 ISO VG 46
Fluid classification ISO 6743-4 HM
Fluid specification ISO 11158 (Table 3, ISO 11158)
Additional constraints
Density, g/cc ISO 3675 860 to 880
Viscosity index ISO 2909 95 to 115

Viscosity modification N/A The use of additional viscosity modifiers is prohibited.

Friction modification N/A The use of additional friction modifiers is prohibited.

5.1.4 Temperatures
5.1.4.1 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. It is

recommended that measurements are made at two temperature levels, 50 °C and 80 °C.

The test fluid temperature shall be maintained within the limits stated in Table 3.

Table 3 — Indicated test fluid temperature tolerance
Measurement accuracy class (see Annex A) A B C
Temperature tolerance (°C) ±1,0 ±2,0 ±4,0
5.1.4.2 Other temperatures
The fluid temperature may be measured 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).

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.
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ISO 4409:2019(E)
5.1.5 Casing pressure

If the fluid pressure within the casing of the component under test can affect its performance, the fluid-

pressure value in the case shall be maintained and shall be recorded.
5.1.6 Steady-state conditions

Each set of readings taken for a controlled value of a selected parameter shall be recorded only where

the indicated value of the controlled parameter is within the limits shown in Table 4. If multiple readings

of a variable are recorded the mean values shall be documented while the controlled parameter is

within the operating limits. The maximum suggested time period to acquire each reading is 10 s at a

minimum data acquisition rate of 1 000 Hz. Such readings should include zero displacement and idle

operating conditions.
Test parameters are considered stabilized when they are within Table 4 limits.

Table 4 — Permissible variation of mean indicated values of controlled parameters

Parameter Permissible variation for classes of measurement accuracy
(see Annex A)
A B C
Rotational frequency, % ±0,5 ±1,0 ±2,0
Torque, % ±0,5 ±1,0 ±2,0
Volume flow rate, % ±0,5 ±1,5 ±2,5
3 3 3
Pressure, Pa ±1 × 10 ±3 × 10 ±5 × 10
5 b
(p < 2 × 10 Pa)
Pressure, % ±0,5 ±1,5 ±2,5
(p ≧ 2 × 10 Pa)

The permissible variations listed in this table concern deviation of the indicated instrument reading and do not refer to

limits of error of the instrument reading; see Annex A. These variations are used as an indicator of steady state and are also

used where graphical results are presented for a parameter of fixed value. The actual indicated value should be used in any

subsequent calculation of power, efficiency or power losses.
b 2
1 Pa = 1 N/m .
5.1.7 Pump inlet pressure

The pump inlet line should not exceed 25 000 Pa (0,25 bar or 3,6 psi). Unless otherwise required, the

pump inlet pressure at the inlet fitting shall be maintained within 3 386 Pa (0,034 bar or 0,49 psi) of

atmospheric pressure at pump maximum displacement and rated speed. This can be controlled by

reservoir fluid level and/or reservoir pressure. The inlet pressure will be permitted to rise as variable

pump displacement is reduced. A shutoff valve may be installed at least 20 internal diameters upstream

from the pump in the inlet line.
5.2 Pump tests
5.2.1 Test circuits
5.2.1.1 Open-circuit tests

A test circuit configured in accordance with and containing at least the components shown in Figure 1

shall be used. Where a pressurized inlet condition is required, a suitable means shall be provided to

maintain the inlet pressure within the specified limits (see 5.2.2). If an alternative position for the

flow sensor is used, use pressure p and temperature θ measured at point 1 to calculate using the

corresponding formula and symbols listed in ISO 4391:1983, Reference 10.18. Flow, pressure and

temperature measured in drainage are not used in the formula.
4 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 4409:2019(E)
Key
1 alternative position
2 driver
For pipe lengths see 5.1.1.
Figure 1 — Test circuit for pump unit (open circuit)
5.2.1.2 Closed-circuit tests

A test circuit configured in accordance with and containing at least the components shown in Figure 2

shall be used. In this circuit, the boost pump provides a flow slightly in excess of the total circuit losses.

A greater flow may be provided for cooling purposes. If an alternative position for the flow sensor

is used, use pressure p and temperature θ measured at point 1 to calculate using the corresponding

formula in ISO 4391:1983, Ref.10.18. Flow, pressure and temperature measured in drainage are not

used in the formula.
© ISO 2019 – All rights reserved 5
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ISO 4409:2019(E)
Key
1 alternative position
2 driver
For pipe lengths see 5.1.1.
Figure 2 — Test circuit for pump unit (closed circuit)
5.2.2 Inlet pressure

During each test, maintain the inlet pressure constant (see Table 4) at a stated value within the

permissible range of inlet pressures specified by the manufacturer. If required, carry out the tests at

different inlet pressures.
5.2.3 Test measurements
Record measurements of
a) input torque;
b) outlet flow rate;
c) drainage flow rate (where applicable);
d) fluid temperature.

Test at a constant rotational frequency (see Table 4) and at a number of outlet pressures so as to give a

representative indication of the pump performance over the full range of outlet pressures.

Repeat measurements 5.2.3 a) to d) at other rotational frequencies to give a representative indication

of the pump performance over the full range of rotational frequencies.
5.2.4 Variable capacity

If the pump is of the variable capacity type, carry out complete tests at its maximum capacity setting and

any other settings as required (e.g. 75 %, 50 % and 25 % of the maximum capacity setting). For variable

displacement units, this test requires monitoring and recording the position of the displacement

actuator to ensure it does not change during testing. If a swash plate type unit is used, the swivel angle

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ISO 4409:2019(E)

shall be recorded by use of the position measurement from the displacement actuator. The swivel angle

may be recorded instead of the position measurement from the displacement actuator.

Each of these settings shall give the required percentage of the flow rate at the minimum outlet pressure

at the minimum rotational frequency specified for the test.
5.2.5 Reverse flow

If the direction of flow through the pump can be reversed (e.g. by means of a capacity control), carry

out tests in both directions of flow.
5.2.6 Non-integral boost pumps

If the pump under test is associated with a separate boost pump and the power inputs can be measured

separately, the pumps shall be tested and the results presented independently.
5.2.7 Full-flow, integral boost pump

If the boost pump is integral with the pump under test, which results in the power inputs being

inseparable, and the boost pump contributes to the full flow of the main pump, the two pumps shall be

treated as one integral unit and the results presented accordingly.
NOTE The inlet pressure being measured is boost pump inlet pressure.
Any excess flow from an external boost pump shall be measured and recorded.
5.2.8 Secondary-flow, integral boost pump

If the boost pump is integral with the main pump, which results in the power inputs being inseparable,

but the boost pump supplies only a secondary flow to the hydraulic circuit of the main pump and

the remainder is by-passed or used for an auxiliary service (e.g. cooling circulation), then, where

practicable, in order to evaluate the boost pump volumetric efficiency, the flows from the boost pump

shall be measured and recorded.
5.3 Motor tests
5.3.1 Test circuit

A test circuit configured in accordance with and containing at least the components shown in Figure 3

shall be used.

The flow rate should be measured with the standard position of the flow sensor indicated in Figure 3

for inlet flow at high pressure. If an alternative position for the flow sensor is used, use pressure p and

temperature θ measured at point 1 to calculate using the corresponding formula and symbols listed

in ISO 4391:1983, Reference 10.18. To calculate q , drainage flow should be measured. Pressure and

temperature in drainage line are used to calculate flow in drainage line using the expression found in

the same formula.
© ISO 2019 – All rights reserved 7
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ISO 4409:2019(E)
Key
1 alternative po
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 4409
Troisième édition
2019-07
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 4409:2019(F)
ISO 2019
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ISO 4409:2019(F)
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 4409:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Symboles et unités .............................................................................................................................................................................................. 1

5 Essais ................................................................................................................................................................................................................................ 2

5.1 Exigences ..................................................................................................................................................................................................... 2

5.1.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 2

5.1.2 Installation de l'unité à soumettre à essai ................................................................................................. 3

5.1.3 Fluides d'essai .................................................................................................................................................................... 3

5.1.4 Températures ...................................................................................................................................................................... 3

5.1.5 Pression dans le carter ............................................................................................................................................... 4

5.1.6 Régime permanent ......................................................................................................................................................... 4

5.1.7 Pression d'entrée de la pompe ............................................................................................................................ 4

5.2 Essais de pompes .................................................................................................................................................................................. 5

5.2.1 Circuits d'essai ................................................................................................................................................................... 5

5.2.2 Pression d'entrée ............................................................................................................................................................. 6

5.2.3 Mesurages .............................................................................................................................................................................. 6

5.2.4 Cylindrée variable ........................................................................................................................................................... 6

5.2.5 Débit réversible ................................................................................................................................................................. 7

5.2.6 Pompes de gavage non incorporées ................................................................................................................ 7

5.2.7 Pompe de gavage incorporée à débit total................................................................................................. 7

5.2.8 Pompe de gavage incorporée à débit secondaire ................................................................................ 7

5.3 Essais des moteurs .............................................................................................................................................................................. 7

5.3.1 Circuit d’essai ...................................................................................................................................................................... 7

5.3.2 Pression de sortie ............................................................................................................................................................ 8

5.3.3 Mesurages .............................................................................................................................................................................. 8

5.3.4 Cylindrée variable ........................................................................................................................................................... 8

5.3.5 Rotation réversible......................................................................................................................................................... 9

5.4 Essais des variateurs .......................................................................................................................................................................... 9

5.4.1 Circuit d’essai ...................................................................................................................................................................... 9

5.4.2 Mesurages .............................................................................................................................................................................. 9

5.4.3 Pompes de gavage ........................................................................................................................................................10

5.4.4 Rotation réversible......................................................................................................................................................10

6 Expression des résultats............................................................................................................................................................................10

6.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................10

6.2 Essais des pompes ............................................................................................................................................................................10

6.2.1 Pompes soumises à essai à une seule fréquence de rotation constante .......................10

6.2.2 Pompes soumises à essai à différentes fréquences de rotation constantes...............11

6.3 Essais des moteurs ...........................................................................................................................................................................12

6.4 Essais des variateurs .......................................................................................................................................................................12

7 Phrase d’identification ................................................................................................................................................................................13

Annexe A (normative) Erreurs et classes d'exactitude de mesure .....................................................................................14

Annexe B (informative) Récapitulatif avant essai ................................................................................................................................16

Annexe C (informative) Format proposé pour rapporter des données d'essai .....................................................18

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................27

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ISO 4409:2019(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 (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L'attention est attirée 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. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos .html.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et

pneumatiques, sous-comité SC 8, Essais des produits.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 4409:2007), qui a fait l'objet d'une

révision technique.
Les principaux changements par rapport à la version précédente sont:

— Dans l’Article 2, les références normatives ont été mises à jour et révisées afin de refléter les

modifications apportées au présent document.

— Dans l’Article 3, les termes et définitions ont été mis à jour et leurs références corrigées afin de

correspondre aux normes ISO existantes.

— Dans L’Article 4 fait désormais référence à la norme pertinente pour les symboles et unités, et le

tableau correspondant a été révisé pour que les symboles et unités soient affichés correctement.

— La description générale dans l’Article 5 a été révisée afin d’inclure différents types de conduits.

Un tableau regroupant les recommandations pour les fluides d’essai à utiliser a été ajouté, et les

schémas de circuit ont été révisés pour correction technique.

— Dans l’Article 6, l’expression des résultats proposée a été mise à jour pour inclure des valeurs

importantes obtenues à partir des données collectées lors des essais.
— La Bibliographie a été mise à jour.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse http: //www .iso .org/fr/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 4409:2019(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.

Le présent document 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.
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NORME INTERNATIONALE ISO 4409:2019(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

Le présent document spécifie les méthodes pour déterminer le fonctionnement et le rendement des

pompes, moteurs et variateurs volumétriques pour transmissions hydrauliques. Elle s'applique aux

composants ayant un arbre en rotation continue.

Le présent document définit 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 suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences 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 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

ISO 11631, Mesure de débit des fluides — Méthodes de spécification des performances des débitmètres

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 4391 et

l’ISO 5598 s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à http: //www .electropedia .org/
4 Symboles et unités

Les symboles et indices listés dans le Tableau 1 sont tels que spécifiés dans l’ISO 4391. Les unités telles

qu’indiquées dans le Tableau 1 sont en conformité avec l'ISO 80000-1 et l’ISO 80000-4.

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ISO 4409:2019(F)

Les lettres et chiffres doivent tous être utilisés en indices des symboles indiqués dans le Tableau 1, tel

que spécifié dans l'ISO 4391. Les symboles graphiques utilisés dans les Figures 1, 2, 3 et 4 doivent être

utilisés conformément à l'ISO 1219-1.
Tableau 1 — Symboles et unités
Description Symbole Unité
3 −1
Débit-volume q m s
3 −1
Cylindrée calculée V m r
Fréquence de rotation n s
Moment du couple T N·m
Pression p Pa
Puissance P W
Masse volumique ρ kg m
Module de compressibilité volumique sécant iso- K Pa
thermique
2 −1b
Viscosité cinématique ν m s
Température θ K
Coefficient de dilatation thermique volumique α K
Rendement total η —
Rendement volumétrique η —
Rapport de fréquence de rotation Z —
a 2
1 Pa = 1 N/m .
b 2 −1
1 cSt = 1 mm s .
Le rendement peut également être exprimé en pourcentage.

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.
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 essai.

L'unité soumise à essai doit être installée et mise en service dans le circuit d'essai selon les instructions

du constructeur; voir également l'Annexe B.
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 essai. La position, le nombre et la description spécifique 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 satisfaites.

Lorsque des mesurages de débit sont effectués, les exigences de l’ISO 11631 doivent être satisfaites.

2 © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 4409:2019(F)

Lorsque les mesurages de température sont effectués dans une tuyauterie, la prise de température doit

être positionnée à une distance comprise entre deux et quatre fois le diamètre interne de la tuyauterie

des prises de pression dans la direction opposée au composant considéré.

Les Figures 1, 2, 3 et 4 illustrent des circuits de base qui n'incorporent pas tous les dispositifs de

sécurité nécessaires à la protection en cas de fêlure ou de fragmentation 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.

NOTE Un mode opératoire de «rodage» avant les essais peut avoir un effet positif sur leurs résultats.

5.1.2 Installation de l'unité à soumettre à essai

L'unité à soumettre à essai dans le circuit doit être conforme aux indications de la Figure 1, 2, 3 ou 4

applicable.
5.1.3 Fluides d'essai

Les propriétés des fluides hydrauliques peuvent affecter la performance des pompes et moteurs. Tout

fluide peut être utilisé pour l'essai, si les parties concernées sont d'accord, mais ses caractéristiques

doivent être clairement définies, conformément aux propriétés listées dans le Tableau 2. Pour comparer

le même composant, un fluide identique doit être utilisé.
Tableau 2 — Spécification du fluide d'essai
Propriété Norme Exigence
Classe de viscosité ISO 3448 ISO VG 32 ISO VG 46
Classification du fluide ISO 6743-4 HM
Spécification du fluide ISO 11158 (Tableau 3, ISO 11158)
Contraintes supplémentaires
Densité, g/cc ISO 3675 860 à 880
Indice de viscosité ISO 2909 95 à 115

Modification de la viscosité N/A L'utilisation de modificateurs de viscosité supplémen-

taires est interdite.

Modification de la friction N/A L'utilisation de modificateurs de friction supplémen-

taires est interdite.
5.1.4 Températures
5.1.4.1 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 essai et se situer dans les limites de

la gamme de températures recommandée par le fabricant. Il est recommandé que les mesurages soient

réalisés à deux niveaux de températures, 50 °C et 80 °C.

La température du fluide d'essai doit être maintenue dans les limites déclarées dans le Tableau 3.

Tableau 3 — Tolérances de la température déclarée du fluide d'essai
Classe d'exactitude de mesure (voir Annexe A) A B C
Tolérances de température (°C) ±1,0 ±2,0 ±4,0
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ISO 4409:2019(F)
5.1.4.2 Autres températures
La température du fluide peut être relevée aux points suivants:
a) à l'orifice de sortie de l'unité soumise à essai;
b) au point de mesure du débit dans le circuit d'essai;
c) dans la canalisation du fluide de drainage (le cas échéant).

Pour 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.
5.1.5 Pression dans le carter

Si la pression du fluide dans le carter du composant soumis à essai peut affecter ses performances, la

valeur de la pression du fluide dans le carter doit être maintenue et enregistrée.

5.1.6 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 est dans les limites données dans le

Tableau 4. Si plusieurs lectures d'une variable sont enregistrées, la valeur moyenne doit être documentée

lorsque le paramètre mesuré est dans les limites d'utilisation. La période de temps maximale suggérée

pour acquérir chaque lecture est de 10 s avec un taux minimal d'acquisition de données de 1 000 Hz. Il

convient que de telles lectures incluent les conditions de cylindrée nulle et de fonctionnement au ralenti.

Les paramètres d'essai sont considérés comme stabilisés lorsqu'ils sont dans les limites du Tableau 4.

Tableau 4 — Variation admissible des valeurs moyennes indiquées pour des paramètres

contrôlés
Paramètres Variations admissibles pour les classes d'exactitude de mesure
(voir Annexe A)
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
3 3 3
Pression, Pa ±1 × 10 ±3 × 10 ±5 × 10
5 b
(p < 2 × 10 Pa)
Pression, % ±0,5 ±1,5 ±2,5
(p ≧ 2 × 10 Pa)

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 A. 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, d'efficacité ou

de perte d'énergie.
b 2
1 Pa = 1 N/m .
5.1.7 Pression d'entrée de la pompe

Il convient que la pression d'entrée de la pompe ne soit pas supérieure à 25 000 Pa (0,25 bar ou 3,6 psi).

Sauf exigence contraire, la pression d'entrée de la pompe au niveau du raccord d'entrée doit être

maintenue à 3 386 Pa (0,034 bar ou 0,49 psi) de la pression atmosphérique à la cylindrée maximale et

à la vitesse nominale de la pompe. Cela peut être contrôlé par le niveau du réservoir de fluide et/ou la

pression du réservoir. Il est possible que la pression d'entrée augmente lorsque la cylindrée variable de

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ISO 4409:2019(F)

la pompe diminue. Un robinet d'isolement peut être installé à au moins 20 diamètres internes en amont

de la pompe, dans la canalisation d'entrée.
5.2 Essais de pompes
5.2.1 Circuits d'essai
5.2.1.1 Essais en circuits ouverts

Un circuit d'essai configuré conformément à la Figure 1 et comprenant 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). Si une variante de position est utilisée pour le capteur de débit,

prendre la pression p et la température θ mesurées au point 1 pour les calculs en utilisant le formule

et les symboles correspondants listés dans l'ISO 4391:1983, Référence 10.18. Les débits, pression et

température mesurés lors du drainage ne sont pas utilisés dans cette formule.
Légende
1 variante de position
2 entraînement
Pour les longueurs de 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. Si une variante de position pour le capteur de débit est utilisée, prendre la pression p

et la température θ mesurées au point 1 pour les calculs en utilisant la formule correspondante dans

l'ISO 4391:1983, Référence 10.18. Les débits, pression et température mesurés lors du drainage ne sont

pas utilisés dans la formule.
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ISO 4409:2019(F)
Légende
1 variante de position
2 entraînement
Pour les longueurs de 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 4) à une valeur déclarée

dans la plage admissible des pressions d'entrée spécifiées par le fabricant. Si nécessaire, réaliser les

essais à des pressions d'entrée différentes.
5.2.3 Mesurages
Consigner les mesures suivantes
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 4) 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 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.

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). Pour les unités à cylindrée variable, cet essai exige de surveiller et d'enregistrer la

position de l'actionneur de cylindrée afin de s'assurer de son immobilité pendant l'essai. Si une unité de

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type plateau oscillant est utilisée, l'angle de pivotement doit être enregistré en utilisant la mesure de la

position depuis l'actionneur de déplacement. L'angle de pi
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.