ISO 10770-3:2007
(Main)Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic control valves — Part 3: Test methods for pressure control valves
Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic control valves — Part 3: Test methods for pressure control valves
ISO 10770-3:2007 describes test methods for determining the performance characteristics of electrically modulated hydraulic pressure control valves.
Transmissions hydrauliques — Distributeurs hydrauliques à modulation électrique — Partie 3: Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de pression
L'ISO 10770-3:2007 décrit des méthodes d'essai pour la détermination des caractéristiques de performance des distributeurs hydrauliques à modulations électriques.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10770-3
First edition
2007-10-15
Hydraulic fluid power — Electrically
modulated hydraulic control valves —
Part 3:
Test methods for pressure control valves
Transmissions hydrauliques — Distributeurs hydrauliques à modulation
électrique —
Partie 3: Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de pression
Reference number
ISO 10770-3:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO 10770-3:2007(E)
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ii © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 10770-3:2007(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols. 1
3.1 Terms and definitions. 1
3.2 Symbols . 3
3.3 Graphic symbols. 3
4 Standard test conditions. 3
5 Test installation. 4
6 Accuracy. 8
6.1 Instrument accuracy. 8
6.2 Dynamic range . 8
7 Electrical tests for valves without integrated electronics . 8
7.1 General. 8
7.2 Coil resistance . 8
7.3 Coil inductance (optional test) . 8
7.4 Insulation resistance . 10
8 Relief-valve performance tests. 10
8.1 Steady-state tests . 10
8.2 Dynamic tests. 18
9 Reducing valves. 23
9.1 Performance tests. 23
9.2 Dynamic tests. 30
10 Pressure impulse test. 34
11 Presentation of results. 34
11.1 General. 34
11.2 Test reports . 34
12 Identification statement. 36
Annex A (informative) Testing guidance. 37
Bibliography . 38
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ISO 10770-3:2007(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 10770-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee SC 8,
Product testing.
ISO 10770 consists of the following parts, under the general title Hydraulic fluid power — Electrically
modulated hydraulic control valves:
⎯ Part 1: Test methods for four-way directional flow control valves
⎯ Part 2: Test methods for three-way directional flow control valves
⎯ Part 3: Test methods for pressure control valves
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ISO 10770-3:2007(E)
Introduction
This part of ISO 10770 describes methods of testing electrohydraulic pressure relief and pressure reducing
valves. These types of electrohydraulic valves prevent the pressure in a hydraulic system rising above a level
defined or set by an electrical input signal.
Relief valves are used to control the pressure in a closed volume by increasing the flow out of the volume if
the pressure exceeds the set pressure level. The excess flow is dumped directly to a tank.
Reducing valves are used to control the pressure in a closed volume by restricting the flow into the volume if
the pressure exceeds the set pressure level.
The design of the system and the position of the valve within the system dictates which type of valve is
appropriate to use.
This part of ISO 10770 has been prepared with the intention of improving the uniformity of valve testing and
hence the consistency of recorded valve performance data so that these data can be used for system design,
regardless of the data source.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10770-3:2007(E)
Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic
control valves —
Part 3:
Test methods for pressure control valves
1 Scope
This part of ISO 10770 describes test methods for determining the performance characteristics of electrically
modulated hydraulic pressure control valves.
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 1219-1, Fluid power systems and components — Graphic symbols and circuit diagrams — Part 1:
Graphic symbols for conventional use and data-processing applications
ISO 3448:1992, Industrial liquid lubricants — ISO viscosity classification
ISO 4406, Hydraulic fluid power — Fluids — Method for coding level of contamination by solid particles
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary
ISO 6743-4, Lubricants, industrial oils and related products (Class L) — Classification — Part 4: Family H
(Hydraulic systems)
ISO 9110-1:1990, Hydraulic fluid power — Measurement techniques — Part 1: General measurement
principles
ISO 10771-1, Hydraulic fluid power — Fatigue pressure testing of metal pressure-containing envelopes —
Part 1: Test method
IEC 60617-DB, Graphical symbols for diagrams
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5598 and the following apply.
3.1.1
electrically modulated pressure control valve
valve that limits the pressure in a hydraulic system to a level that is continuously variable and proportional to
an electrical input signal
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ISO 10770-3:2007(E)
3.1.2
electrically modulated relief valve
valve that limits the pressure at the inlet port by dumping excess flow to the tank port
3.1.3
electrically modulated reducing valve
electrically modulated pressure control valve that limits the pressure at the outlet port by reducing the flow
taken from the inlet port
3.1.4
controlled pressure
pressure difference between inlet and outlet of the relief valve under test or the pressure at the outlet of the
reducing valve under test
3.1.5
controlled pressure volume
total volume of fluid in a test rig directly connected to the inlet to a relief valve under test, or the outlet of the
reducing valve under test
3.1.6
headloss
minimum pressure drop through a valve
NOTE The headloss is usually plotted as pressure versus flow.
3.1.7
reference pressure
controlled pressure measured at 10 % of rated flow
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ISO 10770-3:2007(E)
3.2 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols
Parameter Symbol Unit
Inductance L H
C
Insulation resistance R Ω
i
Resistance R Ω
C
External test resistance R Ω
Dither amplitude — % (of max. input signal)
Dither frequency — Hz
Input signal I or U A or V
Rated signal I or U A or V
N N
Current readout I A
READ
Output flow q l/min
Rated flow q l/min
N
Pressure gain K = (∆p/∆I or ∆p/∆U) bar (per input signal unit)
P
Hysteresis — % (of max. output)
Internal leakage q l/min
I
Supply pressure p MPa (bar)
P
Return pressure p MPa (bar)
T
Controlled pressure p MPa (bar)
C
Valve pressure drop p = p − p MPa (bar)
V P T
Rated pressure p MPa (bar)
N
Threshold — % (of maximum input)
Amplitude (ratio) — dB
Phase lag — °
Temperature — °C
Frequency f Hz
Time t s
Time constant t s
C
3.3 Graphic symbols
The graphic symbols in this part of ISO 10770 conform to ISO 1219-1 and IEC 60617-DB.
4 Standard test conditions
Unless otherwise specified, tests shall be carried out using the standard conditions given in Table 2.
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ISO 10770-3:2007(E)
Table 2 — Standard test conditions
Parameter Condition
Ambient temperature 20 °C ± 5 °C
Filtration Solid contaminant code number shall be stated in accordance with ISO 4406.
Fluid type Commercially available mineral based hydraulic fluid (i.e., L - HL in accordance with
ISO 6743-4 or other fluid with which the valve is able to operate)
Fluid viscosity
32 cSt ± 8 cSt at valve inlet
Viscosity grade Grade VG32 or VG46 in accordance with ISO 3448:1992
Supply pressure Test requirement ± 2,5 %
Return pressure Return pressure shall conform to the manufacturer’s recommendations.
5 Test installation
A test installation conforming to the requirements of Figures 1, 2 or 3 shall be used for testing all valves.
SAFETY PRECAUTIONS — It is essential that consideration is given to the safety of personnel and
equipment during the tests.
Figures 1 to 3 show the minimum items required to carry out the tests without any safety devices to protect
against damage in the event of component failure. For tests using the test circuits shown in Figures 1 to 3, the
following apply.
a) Guidance on carrying out the tests is given in Annex A.
b) A separate circuit may be constructed for each type of test. This can improve the accuracy of test results
as it eliminates the possibility of leakage through the shut-off valves.
c) Hydraulic performance tests are carried out on a combination of valve and amplifier. Input signals are
applied to the amplifier and not directly to the valve. For electrical tests, the signals are applied directly to
the valve.
d) If possible, hydraulic tests should be conducted using an amplifier recommended by the valve
manufacturer. If not, the type of amplifier used should be recorded, with the operating details (i.e. pulse
width modulation frequency, dither frequency and amplitude).
e) The amplifier supply voltage and magnitude and sign of the voltage applied to the valve during the on and
off periods of the pulse-width modulation should be recorded.
f) Electronic test equipment and transducers should have a bandwidth or natural frequency at least ten
times greater than the maximum test frequency.
g) Flow transducer 10 shall be selected so as to have negligible effect on the pressure at port Y.
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ISO 10770-3:2007(E)
Key
1 flow source
2 system relief valve
3 pilot valve for unloading valve
4 unloading valve
5 unit under test
6 pressure transducer
7 pressure transducer
8 differential amplifier
9 data acquisition
10 flow transducer
11 flow transducer
12 signal generator
13 temperature indicator
14 pressure gauge
15 pressure gauge
S1 shut-off valve
S2 shut-off valve
P supply port
T return port
Y pilot-drain port
Figure 1 — Relief-valve test circuit
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ISO 10770-3:2007(E)
Key
1 flow source
2 system relief valve
3 flow control valve
4 temperature indicator
5 unit under test
6 data acquisition
7 pressure transducer
8 pressure gauge
9 pressure gauge
10 flow transducer
11 flow transducer
12 signal generator
A control-pressure port
B inlet-pressure port
S1 shut-off valve
Y pilot-drain port
Figure 2 — Reducing valve test circuit
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ISO 10770-3:2007(E)
Key
1 flow source
2 system relief valve
3 flow control valve
4 temperature indicator
5 unit under test
6 data acquisition
7 pressure transducer
8 pressure gauge
9 pressure gauge
10 flow transducer
11 flow transducer
12 signal generator
13 directional valve
A control pressure port
B inlet pressure port
S1 shut off valve
T return pressure port
Y pilot drain port
Figure 3 — Reducing valve with reverse flow test circuit
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ISO 10770-3:2007(E)
6 Accuracy
6.1 Instrument accuracy
Instrumentation shall be accurate to within the limits specified in ISO 9110-1:1990, Class B:
a) electrical resistance: ± 2 % of the actual measurement;
b) pressure: ± 1 % of the valve under test rated pressure;
c) temperature: ± 2 % of the ambient temperature;
d) flow: ± 2,5 % of the valve under test rated flow;
e) demand: ± 1,5 % of the electrical demand signal required to achieve the rated pressure.
6.2 Dynamic range
For the dynamic tests, ensure that the pressure transducers, amplifiers and recording devices do not generate
any damping, attenuation or phase shift of the pressure signal being recorded.
7 Electrical tests for valves without integrated electronics
7.1 General
As appropriate, perform the tests described in 7.2 to 7.4 on all valves without integrated electronics before
proceeding to subsequent tests.
NOTE Tests 7.2 to 7.4 only apply to current-driven valves.
7.2 Coil resistance
7.2.1 Coil resistance (cold)
a) Soak the complete un-energized valve at the specified ambient temperature for at least 2 h.
b) Measure and record the electrical resistance between the two leads or terminals of each coil in the valve.
7.2.2 Coil resistance (hot)
a) Soak the complete, energized valve, mounted on a subplate as recommended by the manufacturer, at its
maximum rated temperature and operate the complete valve, fully energized and without flow until the
coil temperature stabilizes.
b) Measure and record the electrical resistance between the two leads or terminals of each coil in the valve.
The resistance value shall be measured within 1 s of removing the supply voltage.
7.3 Coil inductance (optional test)
This test method shall not be considered to determine a definitive value of inductance. The value obtained
shall be used for comparison purposes only.
Perform the test as follows.
a) Connect the coil to a constant voltage supply capable of delivering at least the rated current of the coil.
b) Hold the armature stationary at 50 % of its working stroke during the test.
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ISO 10770-3:2007(E)
c) Monitor the coil current using an oscilloscope or similar equipment.
d) Adjust the voltage so that the steady-state current equals the rated current of the coil.
e) Switch the voltage off then on and record the current transient behaviour.
f) Determine the time constant, t , of the coil (see Figure 4) and calculate the inductance, L , using
C C
Equation (1):
L = R t (1)
C C C
where R is the coil resistance, expressed in ohms.
C
Key
X time
Y current, in percent
1 DC current trace
2 initiation
3 time constant, t
C
Figure 4 — Coil inductance measurement
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ISO 10770-3:2007(E)
7.4 Insulation resistance
Establish the insulation resistance of the coil as follows.
a) If internal electrical components are in contact with the fluid (i.e. the coil is wet), fill the valve with
hydraulic fluid before carrying out the test.
b) Connect the valve coil termini together and apply 500 V d.c. between them and the valve body for 15 s.
c) Using a suitable insulation tester, record the insulation resistance, R .
i
d) For testers with a current (A) readout, I , calculate the insulation resistance using Equation 2
READ
500
R = (2)
i
I
READ
8 Relief-valve performance tests
8.1 Steady-state tests
8.1.1 General
Care should be taken to exclude dynamic effects during steady state tests.
Steady state tests shall be performed in the order:
a) optional proof pressure test (8.1.2);
b) internal leakage test (8.1.3);
c) test for pressure versus input signal at constant flow (8.1.4 and 8.1.5) to give
1) the pressure versus signal characteristic,
2) the pressure versus signal linearity,
3) the hysteresis (with respect to input signal changes),
4) the input signal dead band,
5) the threshold;
d) test for pressure versus flow (8.1.6) to give
1) the pressure versus flow characteristic,
2) the hysteresis (with respect to flow changes),
3) the minimum operating pressure,
4) the valve headloss;
e) pressure versus fluid temperature test (8.1.7).
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ISO 10770-3:2007(E)
8.1.2 Proof pressure tests (optional)
8.1.2.1 General
Proof pressure tests may be carried out to examine the integrity of the valve before conducting further tests.
8.1.2.2 P-port test procedure
Carry out the test as follows.
a) Apply a proof pressure of 1,0 times the P-port rated pressure to the valve inlet for at least 30 s.
b) During the test, examine the valve for evidence of external leakage.
c) After the test, examine the valve for evidence of permanent deformation.
d) Record the proof pressure used in the test.
8.1.2.3 T-port test procedure
Carry out the test as follows.
a) Apply a proof pressure of 1,3 times the T-port rated pressure to the valve tank port for at least 30 s.
b) During the test, examine the valve for evidence of external leakage.
c) After the test, examine the valve for evidence of permanent deformation.
d) Record the proof pressure used in the test.
8.1.2.4 Pilot-drain port
Do not apply a proof pressure to any external pilot-drain port.
8.1.3 Internal leakage test
8.1.3.1 General
Internal leakage tests shall be carried out to establish the combined leakage and pilot flow rates at 80 % of the
valve reference pressure.
8.1.3.2 Test circuit
Perform the internal leakage test with a hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with
valve S2 open and valve S1 closed.
Measure and record the combined leakage and pilot flow rate using flow transducer 10.
8.1.3.3 Set up
Set the flow source to provide at least 10 % of the test valve rated flow.
Set the maximum input signal to valve 2 so the controlled pressure does not exceed the rated pressure of the
test valve.
Set the input signal to the test valve to zero.
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ISO 10770-3:2007(E)
8.1.3.4 Procedure
Carry out the test as follows.
a) Set the input signal to valve 2 to the value defined in 8.1.3.3 and the input signal to the test valve to 25 %
of the rated pressure of the test valve.
b) Slowly decrease the setting of valve 2 until the supply pressure to the valve is 80 % of the reference
pressure.
c) Measure and record the total leakage flow.
d) Decrease the signal to valve 2 to a minimum, then slowly increase the signal until the pressure at the inlet
to the test valve is 80 % of the setting pressure.
e) Measure and record the total leakage flow.
f) Repeat steps 8.1.3.4 a) to e) at 100 % of the rated pressure of the test valve.
8.1.4 Test to establish the valve controlled pressure versus input signal characteristic with constant
flow
8.1.4.1 General
Tests shall be carried out to determine the valve controlled pressure versus input signal characteristic.
8.1.4.2 Test circuit
Perform the test with a hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with valve S1 open
and valve S2 closed.
Measure the flow through the valve under test using flow transducer 11 and record the result.
8.1.4.3 Set up
Select a suitable plotter or recording apparatus with its X-axis able to record the zero to maximum input signal
and its Y-axis able to record the zero to at least the rated pressure (see Figure 5).
Select a signal generator able to produce a triangular waveform with amplitude from zero to the maximum
input signal. Set the signal generator to produce a 0,05 Hz or lower triangular waveform.
Set the input signal to valve 2 so that it is closed during the test.
12 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 10770-3:2007(E)
Key
X input signal, in percent
Y pressure, in percent
1 dead band
2 p
error
3 hysteresis
Figure 5 — Pressure versus signal
8.1.4.4 Procedure
Carry out the test as follows.
a) Set the flow from the flow source to 10 % of the test valve rated flow. During the test, monitor the flow to
ensure it does not vary by more than 2 % of the rated flow.
NOTE A means of automatic flow control can be added to the test circuit, if required.
b) Cycle the valve input signal between minimum and maximum several times and check that the controlled
pressure is within the Y-axis range of the recording apparatus.
c) Ensure that the time period of one cycle does not create any dynamic effects that influence the result.
Allow the input signal to complete at least one complete cycle.
d) Record the valve input signal and the controlled pressure over one complete input signal cycle.
e) Repeat steps 8.1.4.4 a) to d) with the flow source set to 50 % of the test valve rated flow.
f) Repeat steps 8.1.4.4 a) to d) with the flow source set to 100 % of the test valve rated flow.
For the valve, determine
⎯ the output pressure at rated signal for each flow source setting used,
⎯ the linearity of the controlled pressure, p /(p − p ), expressed as a percentage,
error rated min
⎯ the hysteresis of the controlled pressure with respect to changes to the input signal,
⎯ the input signal dead band, if any.
© ISO 2007 – All rights reserved 13
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ISO 10770-3:2007(E)
8.1.5 Threshold test
8.1.5.1 General
Tests shall be carried out to determine the response of the test valve to a reversal in a ramped input signal.
8.1.5.2 Test circuit
Perform the threshold test with a hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with
valve S1 open and valve S2 closed.
Measure the flow through the test valve using flow transducer 11 and record the result.
8.1.5.3 Set up
Select a suitable plotter or recording apparatus with its X-axis able to record the zero to 10 % input signal and
its Y-axis able to record the zero to at least the rated pressure (see Figure 5).
Set the signal generator to produce a 0,1 Hz triangular waveform superimposed on a d.c. offset.
Set the input signal to valve 2 so that it is closed during the test.
8.1.5.4 Procedure
Carry out the test as follows.
a) Adjust the d.c. offset to give a mean pressure 25 % of the rated pressure. Adjust the output amplitude of
the triangular wave form to minimum and ensure there is no change in controlled pressure.
b) Slowly increase the signal generator output amplitude until a change in controlled pressure is observed.
c) Record the controlled pressure and input signal over one complete signal cycle.
d) Repeat steps 8.1.5.4 a) to c) with the mean pressure set to 50 % of the rated pressure.
e) Repeat steps 8.1.5.4 a) to c) with the mean pressure set to 75 % of the rated pressure.
8.1.6 Pressure versus flow with constant input signal
8.1.6.1 General
Tests shall be carried out to determine the change in controlled pressure with changes in flow through the test
valve.
8.1.6.2 Test circuit
Perform the test with a hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with valve S1 open
and valve S2 closed.
Measure the valve flow with flow transducer 11 and record the result.
8.1.6.3 Set up
Select a suitable plotter or recording apparatus with its X-axis able to record the zero to maximum rated flow
and its Y-axis able to record the zero to at least the rated pressure (see Figure 6).
14 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 10770-3:2007(E)
Select a signal generator able to produce a triangular waveform with amplitude from zero to the rated flow. Set
the signal generator to produce a 0,05 Hz triangular waveform.
Set the input signal to valve 2 so that it is closed during the test.
8.1.6.4 Procedure
Carry out the test as follows.
a) Set the valve flow to 10
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10770-3
Première édition
2007-10-15
Transmissions hydrauliques —
Distributeurs hydrauliques à modulation
électrique —
Partie 3:
Méthodes d'essai pour distributeurs de
commande de pression
Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic control
valves —
Part 3: Test methods for pressure control valves
Numéro de référence
ISO 10770-3:2007(F)
©
ISO 2007
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10770-3:2007(F)
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ii © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 10770-3:2007(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles. 2
3.1 Termes et définitions. 2
3.2 Symboles . 2
3.3 Symboles graphiques. 3
4 Conditions d'essai normalisées. 3
5 Installation d'essai. 4
6 Exactitude. 8
6.1 Exactitude des instruments. 8
6.2 Essais dynamiques. 8
7 Essais électriques des distributeurs sans électronique intégrée . 8
7.1 Généralités . 8
7.2 Résistance des bobines. 8
7.3 Inductance de la bobine (essai facultatif). 9
7.4 Résistance d'isolement . 10
8 Essais de performance des clapets de décharge . 11
8.1 Essais en régime stationnaire . 11
8.2 Essais dynamiques. 19
9 Réducteurs de pression. 25
9.1 Essais de performance. 25
9.2 Essais dynamiques. 34
10 Essai d'impulsion de pression . 37
11 Présentation des résultats. 37
11.1 Généralités . 37
11.2 Rapports d'essai . 38
12 Déclaration d'identification. 39
Annexe A (informative) Directives relatives au déroulement des essais . 40
Bibliographie . 41
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ISO 10770-3:2007(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 10770-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et
pneumatiques, sous-comité SC 8, Essais des produits.
L'ISO 10770 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Transmissions hydrauliques —
Distributeurs hydrauliques à modulation électrique:
⎯ Partie 1: Méthodes d'essai pour distributeurs à quatre voies
⎯ Partie 2: Méthodes d'essai pour distributeurs à trois voies
⎯ Partie 3: Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de pression
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ISO 10770-3:2007(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO 10770 décrit des méthodes d'essai des clapets de décharge de pression et des
réducteurs de pression électrohydrauliques. Ces types de distributeurs électrohydrauliques permettent, dans
un système hydraulique, de limiter la pression à un niveau déterminé ou réglé par un signal électrique
d'entrée.
Les clapets de décharge permettent de commander la pression dans un volume clos en augmentant le débit à
la sortie du volume si la pression dépasse le niveau de pression défini. Le trop-plein est déversé directement
dans le réservoir.
Les réducteurs de pression permettent de commander la pression dans un volume clos en limitant le débit à
l'entrée du volume si la pression dépasse le niveau de pression défini.
La conception du système et la position du distributeur dans le système détermineront le type de distributeur
qu'il est recommandé d'utiliser.
La présente partie de l'ISO 10770 a été élaborée dans le cadre de l'effort d'harmonisation des essais relatifs
aux distributeurs afin d'améliorer la cohérence des données enregistrées de performance des distributeurs,
de manière que ces données puissent être utilisées dans la conception des systèmes, quelle que soit la
source.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10770-3:2007(F)
Transmissions hydrauliques — Distributeurs hydrauliques
à modulation électrique —
Partie 3:
Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de pression
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10770 décrit des méthodes d'essai pour la détermination des caractéristiques de
performance des distributeurs hydrauliques à modulations électriques.
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 1219-1, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Symboles graphiques et schémas de circuit —
Partie 1: Symboles graphiques en emploi conventionnel et informatisé
ISO 3448:1992, Lubrifiants liquides industriels — Classification ISO selon la viscosité
ISO 4406, Transmissions hydrauliques — Fluides — Méthode de codification du niveau de pollution
particulaire solide
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire
ISO 6743-4, Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes (classe L) — Classification — Partie 4:
Famille H (Systèmes hydrauliques)
ISO 9110-1:1990, Transmissions hydrauliques — Techniques de mesurage — Partie 1: Principes généraux
de mesurage
ISO 10771-1, Transmissions hydrauliques — Essais de fatigue des enveloppes métalliques sous pression —
Partie 1: Méthode d'essai
CEI 60617-DB, Symboles graphiques pour schémas
© ISO 2007 – Tous droits réservés 1
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ISO 10770-3:2007(F)
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 5598 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1.1
distributeur hydraulique à modulation électrique
distributeur qui limite la pression dans un système hydraulique à un niveau variant en continu et proportionnel
à un signal électrique d'entrée
3.1.2
clapet de décharge à modulation électrique
clapet qui limite la pression à l'orifice d'alimentation par déversement du trop-plein dans le réservoir
3.1.3
réducteur de pression à modulation électrique
distributeur de commande de pression à modulation électrique qui limite la pression à l'orifice de sortie en
réduisant le débit d'alimentation
3.1.4
pression commandée
différence de pression entre l'entrée et la sortie du clapet de décharge soumis à essai ou pression à la sortie
du réducteur de pression soumis à essai
3.1.5
volume de pression commandée
volume total de fluide dans un banc d'essai relié directement à l'entrée du clapet de décharge soumis à essai
ou à la sortie du réducteur de pression soumis à essai
3.1.6
perte de charge
chute de pression minimale dans un distributeur
NOTE Généralement, la perte de charge est représentée par la pression en fonction du débit.
3.1.7
pression de référence
pression commandée mesurée à 10 % du débit de fonctionnement
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans le Tableau 1 s'appliquent.
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ISO 10770-3:2007(F)
Tableau 1 — Symboles
Paramètre Symbole Unité
L
Inductance H
C
R
Résistance d'isolement Ω
i
R
Résistance
Ω
C
Résistance externe d'essai R Ω
Amplitude du signal de superposition — % du signal d'entrée maximal
Fréquence du signal de superposition — Hz
Signal d'entrée I ou U A ou V
I ou U
Signal nominal A ou V
N N
I
Afficheur de courant A
READ
Débit de sortie q l/min
q
Débit nominal l/min
N
K = (∆p/∆I ou ∆p/∆U)
Gain en pression bar (par unité du signal d'entrée)
P
Hystérésis — % du signal de sortie maximal
q
Fuite interne l/min
l
p
Pression d'alimentation MPa (bar)
P
p
Pression de retour MPa (bar)
T
p
Pression commandée MPa (bar)
C
p = p – p
Chute de pression du distributeur MPa (bar)
V P T
p
Pression de fonctionnement MPa (bar)
N
Seuil — % du signal d'entrée maximal
Amplitude (rapport) — dB
Déphasage —
°
Température — °C
Fréquence f Hz
Temps t s
t
Constante de temps s
C
3.3 Symboles graphiques
Les symboles graphiques de la présente partie de l'ISO 10770 sont conformes à l'ISO 1219-1 et à la
CEI 60617-DB.
4 Conditions d'essai normalisées
Sauf spécification contraire, les conditions normalisées données dans le Tableau 2 doivent s'appliquer à tous
les essais.
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ISO 10770-3:2007(F)
Tableau 2 — Conditions d'essai normalisées
Paramètre Condition
Température ambiante (20 ± 5) °C
Filtration Numéro de code de polluant solide à indiquer conformément à l'ISO 4406
Type de fluide Fluide hydraulique à base d'huile minérale du commerce, c'est-à-dire L-HL conformément
à l'ISO 6743-4 ou tout autre fluide avec lequel le distributeur peut fonctionner
Viscosité du fluide
(32 ± 8) cSt à l'entrée du distributeur
Classe de viscosité Classe VG32 ou VG46 conformément à l'ISO 3448:1992
Pression d'alimentation
Exigence d'essai ± 2,5 %
Pression de retour Conformément aux recommandations du fabricant
5 Installation d'essai
Une installation d'essai selon les exigences des Figures 1, 2 ou 3 doit être utilisée pour tous les essais.
PRÉCAUTIONS DE SÉCURITÉ — Il est important de prendre en considération la sécurité du personnel
et de l'équipement au cours des essais.
Les Figures 1 à 3 représentent les éléments minimaux requis pour effectuer les essais sans les dispositifs de
sécurité nécessaires à la protection contre les dommages que pourrait provoquer la défaillance d'un élément.
Pour les essais utilisant les circuits d'essai représentés aux Figures 1 à 3, les points suivants s'appliquent.
a) L'Annexe A fournit des directives sur le déroulement des essais.
b) Un circuit séparé peut être utilisé pour chaque type d'essai. Cela peut permettre d'améliorer l'exactitude
des résultats d'essai en éliminant le risque de fuite au niveau des robinets d'isolement.
c) Les essais de performance hydraulique sont effectués sur un distributeur couplé à un amplificateur. Les
signaux d'entrée sont envoyés à l'amplificateur et non pas directement au distributeur. Pour les essais
électriques, les signaux sont envoyés directement au distributeur.
d) Si possible, il convient de réaliser les essais hydrauliques à l'aide d'un amplificateur recommandé par le
fabricant du distributeur. Sinon, il convient de noter le type d'amplificateur utilisé ainsi que les détails de
son fonctionnement (c'est-à-dire la fréquence de modulation d'impulsions en largeur, la fréquence et
l'amplitude du signal de superposition).
e) Il convient d'enregistrer la tension d'alimentation de l'amplificateur ainsi que l'amplitude et le signe de la
tension appliquée au distributeur pendant les périodes de marche et d'arrêt de la modulation d'impulsions
en largeur.
f) Il convient que l'équipement d'essai électronique et les capteurs possèdent une bande passante ou une
fréquence propre au moins dix fois supérieure à la fréquence d'essai maximale.
g) Le capteur de débit 10 doit être choisi de telle sorte à avoir un effet négligeable sur la pression à
l'orifice Y.
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ISO 10770-3:2007(F)
Légende
1 source d'énergie hydraulique
2 clapet de décharge du système
3 distributeur pilote pour la soupape de décharge
4 soupape de décharge
5 distributeur soumis à essai
6 capteur de pression
7 capteur de pression
8 amplificateur différentiel
9 acquisition de données
10 capteur de débit
11 capteur de débit
12 générateur de signal
13 indicateur de température
14 manomètre
S1 robinet d'isolement
S2 robinet d'isolement
P orifice d'alimentation
T orifice de retour
Y orifice de drainage pilote
Figure 1 — Circuit d'essai pour clapets de décharge
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ISO 10770-3:2007(F)
Légende
1 source d'énergie hydraulique
2 clapet de décharge du système
3 distributeur de commande de débit
4 indicateur de température
5 distributeur soumis à essai
6 acquisition de données
7 capteur de pression
8 manomètre
9 manomètre
10 capteur de débit
11 capteur de débit
12 générateur de signal
A orifice de commande
B orifice d'alimentation
S1 robinet d'isolement
Y orifice de drainage pilote
Figure 2 — Circuit d'essai pour réducteurs de pression
6 © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 10770-3:2007(F)
Légende
1 source d'énergie hydraulique
2 clapet de décharge du système
3 distributeur de commande de débit
4 indicateur de température
5 distributeur soumis à essai
6 acquisition de données
7 capteur de pression
8 manomètre
9 manomètre
10 capteur de débit
11 capteur de débit
12 générateur de signal
13 distributeur directionnel
A orifice de commande
B orifice d'alimentation
S1 robinet d'isolement
T orifice de retour
Y orifice de drainage pilote
Figure 3 — Circuit d'essai pour réducteurs de pression avec inversion du sens d'écoulement
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ISO 10770-3:2007(F)
6 Exactitude
6.1 Exactitude des instruments
Le degré d'exactitude des instruments doit être conforme à l'ISO 9110-1:1990, Classe B:
a) résistance électrique: ± 2 % de la mesure réelle;
b) pression: ± 1 % de la pression nominale du distributeur soumis à essai;
c) température: ± 2 % de la température ambiante;
d) débit: ± 2,5 % du débit nominal du distributeur soumis à essai;
e) demande: ± 1,5 % du signal électrique de demande requis pour obtenir la pression de
fonctionnement.
6.2 Essais dynamiques
Pour les essais dynamiques, s'assurer que les capteurs de pression, les amplificateurs et les dispositifs
d'enregistrement n'engendrent pas un amortissement, une atténuation ou un déphasage du signal de
pression enregistré.
7 Essais électriques des distributeurs sans électronique intégrée
7.1 Généralités
Selon le cas, effectuer les essais décrits de 7.2 à 7.4 sur tous les distributeurs sans électronique intégrée
avant de procéder aux essais ultérieurs.
NOTE Les essais de 7.2 à 7.4 s'appliquent uniquement aux distributeurs électriques.
7.2 Résistance des bobines
7.2.1 Résistance de la bobine (à froid)
a) Exposer le distributeur hors tension à la température ambiante spécifiée pendant au moins 2 h.
b) Mesurer et noter la résistance électrique entre les deux fils ou les deux bornes de chaque bobine du
distributeur.
7.2.2 Résistance de la bobine (à chaud)
a) Exposer le distributeur sous tension, monté sur une embase recommandée par le fabricant, à sa
température de fonctionnement maximale et le faire fonctionner sous tension, sans écoulement de fluide,
jusqu'à ce que la température de la bobine soit stabilisée.
b) Mesurer et noter la résistance électrique entre les deux fils ou les deux bornes de chaque bobine du
distributeur. La valeur de la résistance doit être mesurée dans un délai de 1 s après suppression de la
tension d'alimentation.
8 © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 10770-3:2007(F)
7.3 Inductance de la bobine (essai facultatif)
Cette méthode d'essai ne doit pas être utilisée pour déterminer une valeur définitive de l'inductance. La valeur
obtenue doit être utilisée uniquement à titre de comparaison.
Procéder comme suit:
a) brancher la bobine sur une source de tension constante capable de délivrer au moins le courant de
fonctionnement de la bobine;
b) maintenir l'armature immobile à 50 % de sa course de travail pendant l'essai;
c) surveiller le courant dans la bobine au moyen d'un oscilloscope ou d'un équipement similaire;
d) régler la tension de manière que le courant en régime stationnaire corresponde au courant de
fonctionnement de la bobine;
e) mettre hors tension puis de nouveau sous tension et enregistrer le comportement transitoire du courant;
f) déterminer la constante de temps, t , de la bobine (voir Figure 4) et calculer l'inductance, L , à partir de
C C
l'Équation 1.
L =Rt (1)
CCC
où
R est la résistance de la bobine, en ohms.
C
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ISO 10770-3:2007(F)
Légende
X temps
Y courant, %
1 représentation du courant continu
2 début
3 constante de temps, t
C
Figure 4 — Mesurage de l'inductance de la bobine
7.4 Résistance d'isolement
Procéder comme suit pour déterminer la résistance d'isolement de la bobine:
a) si des composants électriques internes sont en contact avec le fluide (c'est-à-dire bobine humide), remplir
le distributeur avec le fluide hydraulique avant d'effectuer cet essai;
b) relier l'une à l'autre les bornes de la bobine et faire passer dans celles-ci et le corps du distributeur un
courant continu de tension égale à 500 V pendant 15 s;
c) à l'aide d'un détecteur d'isolement approprié, mesurer la résistance d'isolement, R ;
i
d) pour les détecteurs affichant le courant (A), calculer la résistance d'isolement à partir de l'Équation 2.
500
R = (2)
i
I
READ
10 © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 10770-3:2007(F)
8 Essais de performance des clapets de décharge
8.1 Essais en régime stationnaire
8.1.1 Généralités
Il convient de veiller, en effectuant ces essais, à ce que tout effet dynamique soit éliminé.
Les essais en régime stationnaire doivent être réalisés dans l'ordre suivant:
a) essai de pression d'épreuve, facultatif (8.1.2);
b) essai de fuite interne (8.1.3);
c) essai de pression en fonction du signal d'entrée, à débit constant (8.1.4 et 8.1.5), pour déterminer
1) la pression en fonction de la caractéristique du signal,
2) la pression en fonction de la linéarité du signal,
3) l'hystérésis (en fonction des variations du signal d'entrée),
4) la zone morte du signal d'entrée,
5) le seuil;
d) essai de pression en fonction du débit (8.1.6) pour déterminer
1) la pression en fonction de la caractéristique du débit,
2) l'hystérésis (en fonction des variations de débit),
3) la pression minimale de fonctionnement,
4) la perte de charge du distributeur;
e) essai de pression en fonction de la température du fluide (8.1.7).
8.1.2 Essais de pression d'épreuve (facultatifs)
8.1.2.1 Généralités
L'intégrité du distributeur peut être vérifiée par des essais de pression d'épreuve avant d'effectuer tout autre
essai.
8.1.2.2 Mode opératoire d'essai de l'orifice d'alimentation P
Procéder comme suit:
a) appliquer à l'entrée du distributeur une pression d'épreuve égale à 1,0 fois la pression de fonctionnement
d'alimentation P pendant au moins 30 s;
b) au cours de l'essai, examiner le distributeur pour détecter toute fuite externe;
c) après l'essai, examiner le distributeur pour détecter toute déformation permanente;
d) noter la pression d'épreuve utilisée au cours de l'essai.
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ISO 10770-3:2007(F)
8.1.2.3 Mode opératoire d'essai de l'orifice de retour T
Procéder comme suit:
a) appliquer à l'orifice de retour du distributeur une pression d'épreuve égale à 1,3 fois la pression de
fonctionnement de retour T pendant au moins 30 s;
b) au cours de l'essai, examiner le distributeur pour détecter toute fuite externe;
c) après l'essai, examiner le distributeur pour détecter toute déformation permanente;
d) noter la pression d'épreuve utilisée au cours de l'essai.
8.1.2.4 Orifice de drainage pilote
Ne pas appliquer de pression d'épreuve à un orifice de drainage pilote externe.
8.1.3 Essai de fuite interne
8.1.3.1 Généralités
Cet essai doit être effectué pour déterminer le débit combiné de fuite et de pilotage à 80 % de la pression de
référence du distributeur.
8.1.3.2 Circuit d'essai
Monter un circuit d'essai hydraulique conformément aux exigences de la Figure 1, le robinet S2 étant ouvert
et le robinet S1 étant fermé.
Mesurer et noter le débit combiné de fuite et de pilotage à l'aide du capteur de débit 10.
8.1.3.3 Réglages
Régler la source d'énergie hydraulique pour obtenir au moins 10 % du débit nominal du distributeur d'essai.
Régler le signal d'entrée maximal du clapet 2 de manière que la pression commandée ne dépasse pas la
pression de fonctionnement du distributeur d'essai.
Régler le signal d'entrée du distributeur d'essai sur zéro.
8.1.3.4 Mode opératoire
Procéder comme suit:
a) régler le signal d'entrée du clapet 2 sur la valeur définie en 8.1.3.3 et le signal d'entrée du distributeur
d'essai à 25 % de la pression de fonctionnement du distributeur;
b) diminuer lentement le réglage du clapet 2 jusqu'à ce que la pression d'alimentation du distributeur
atteigne 80 % de la pression de référence;
c) mesurer et noter le débit de fuite total;
d) réduire au minimum le signal d'entrée du clapet 2 puis augmenter lentement le signal jusqu'à ce que la
pression à l'entrée du distributeur d'essai atteigne 80 % de la pression de réglage;
e) mesurer et noter le débit de fuite total;
f) répéter les opérations 8.1.3.4 a) à e) à 100 % de la pression de fonctionnement du distributeur d'essai.
12 © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 10770-3:2007(F)
8.1.4 Pression commandée du distributeur en fonction de la caractéristique du signal d'entrée,
à débit constant
8.1.4.1 Généralités
Cet essai doit être effectué pour déterminer la pression commandée du distributeur en fonction de la
caractéristique du signal d'entrée.
8.1.4.2 Circuit d'essai
Monter un circuit d'essai hydraulique conformément aux exigences de la Figure 1, le robinet S1 étant ouvert
et le robinet S2 étant fermé.
Mesurer le débit dans le distributeur soumis à essai à l'aide du capteur de débit 11 et noter le résultat.
8.1.4.3 Réglages
Choisir un traceur de courbe ou un enregistreur approprié, l'axe X pouvant enregistrer de zéro au signal
d'entrée maximal et l'axe Y pouvant enregistrer de zéro à la pression de fonctionnement minimale
(voir Figure 5).
Choisir un générateur de signal capable de produire une ondulation triangulaire d'amplitude allant de zéro au
signal d'entrée maximal. Régler le générateur de signal de façon qu'il produise une ondulation triangulaire de
0,05 Hz ou moins.
Régler le signal d'entrée du clapet 2 de manière qu'il soit fermé pendant l'essai.
Légende
X signal d'entrée, %
Y pression, %
1 zone morte
2 p
erreur
3 hystérésis
Figure 5 — Pression en fonction du signal
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ISO 10770-3:2007(F)
8.1.4.4 Mode opératoire
Procéder comme suit:
a) régler le débit de la source d'énergie hydraulique pour obtenir 10 % du débit de fonctionnement du
distributeur d'essai. Surveiller le débit au cours de l'essai pour vérifier qu'il ne varie pas de plus de 2 % du
débit de fonctionnement;
NOTE Si nécessaire, un dispositif de contrôle automatique du débit peut être ajouté dans le circuit d'essai.
b) faire circuler le signal d'entrée du distributeur plusieurs fois entre le minimum et le maximum et vérifier
que la pression commandée se situe dans la plage de l'axe Y de l'
...
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