ISO 10770-2:2012
(Main)Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic control valves — Part 2: Test methods for three-port directional flow-control valves
Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic control valves — Part 2: Test methods for three-port directional flow-control valves
ISO 10770-2:2012 describes methods for determining the performance characteristics of electrically modulated hydraulic three-port directional flow-control valves. This type of electrohydraulic valve controls the direction and amount of hydraulic flow in a hydraulic system.
Transmissions hydrauliques — Distributeurs hydrauliques à modulation électrique — Partie 2: Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de débit à trois voies
L'ISO 10770-2:2012 décrit des méthodes destinées à déterminer les caractéristiques de performance des distributeurs hydrauliques de commande de débit à trois voies, à modulation électrique. Ce type de distributeurs de commande électrohydrauliques régule la direction et le débit hydraulique dans un système hydraulique.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10770-2
Second edition
2012-12-01
Hydraulic fluid power — Electrically
modulated hydraulic control valves —
Part 2:
Test methods for three-port directional
flow-control valves
Transmissions hydrauliques — Distributeurs hydrauliques à modulation
électrique — Partie 2: Méthodes d’essai pour distributeurs de
commande de débit à trois voies
Reference number
©
ISO 2012
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and units . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols and units . 2
4 Standard test conditions . 3
5 Test installation . 3
6 Accuracy . 5
6.1 Instrument accuracy . 5
6.2 Dynamic range . 5
7 Electrical tests for valves without integrated electronics . 5
7.1 General . 5
7.2 Coil resistance . 5
7.3 Coil inductance - Optional test . 5
7.4 Insulation resistance . 7
8 Performance tests . 7
8.1 Steady-state tests . 7
8.2 Dynamic tests .21
9 Pressure impulse test .28
10 Presentation of results .28
10.1 General .28
10.2 Test reports .29
11 Identification statement (reference to this part of ISO 10770) .30
Annex A (informative) Testing guidance .31
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 10770-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee SC 8,
Product testing.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10770-2:1998) which has been technically revised.
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-port directional flow-control valves
— Part 2: Test methods for three-port directional flow-control valves
— Part 3: Test methods for pressure control valves
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Introduction
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 this data can be used for system design,
regardless of the data source.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10770-2:2012(E)
Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic
control valves —
Part 2:
Test methods for three-port directional flow-control valves
1 Scope
This part of ISO 10770 describes methods for determining the performance characteristics of electrically
modulated hydraulic three-port directional flow-control valves.
This type of electrohydraulic valve controls the direction and amount of hydraulic flow in a hydraulic system.
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 — Graphical symbols and circuit diagrams — Part 1:
Graphical symbols for conventional use and data-processing applications
ISO 3448, Industrial liquid lubricants — ISO viscosity classification
ISO 4406, Hydraulic fluid power — Fluids — Method for coding the 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-12M, Graphical symbols for diagrams
3 Terms, definitions, symbols and units
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 hydraulic directional flow control valve
valve that provides a degree of proportional flow control in response to a continuously variable electrical input signal
NOTE The flow direction can be changed by the input signal.
3.1.2
input signal deadband
portion of input signal that does not produce a controlled flow
3.1.3
threshold
change of input signal required to produce a reversal in continuous control valve output
NOTE The threshold is expressed as a percentage of rated input signal.
3.1.4
rated input signal
signal defined by the manufacturer to achieve rated output
3.2 Symbols and units
For the purposes of this document, the symbols given in Table 1 apply.
The graphical symbols in this document conform to ISO 1219-1 and IEC 60617-DB-12M.
Table 1 — Symbols and units
Parameter Symbol Unit
Inductance L H
c
Insulation resistance R Ω
i
Insulation test current I A
i
Insulation test voltage U V
i
Ω
Resistance R
c
Dither amplitude — % (of max. input signal)
Dither frequency — Hz
Input signal I, or A, or
U V
Rated input signal I or A, or
n
U V
n
Output flow q l/min
Rated flow q l/min
n
Flow gain K = (Dq/DI) or l/min/A
v
K = (Dq/DU) l/min/V
v
Hysteresis — % (of max. output signal)
Internal leakage q l/min
l
Supply pressure p MPa (bar)
P
Return pressure p MPa (bar)
T
Load pressure p MPa (bar)
A
Valve pressure drop p = p - p or
v P A
MPa (bar)
p = p - p
v A T
Rated valve pressure drop p MPa (bar)
N
Pressure gain K = (Dp /DI) or MPa (bar)/A
p L
K = (Dp /DU) MPa (bar)/V
p L
Threshold — % (of max. input signal)
Amplitude (ratio) — dB
Phase lag — °
Temperature — °C
Frequency f Hz
Time t s
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Table 1 (continued)
Parameter Symbol Unit
Time constant t s
c
Linearity error Q l/min
err
4 Standard test conditions
Unless otherwise specified, tests shall be carried out using the standard test conditions given in Table 2.
Table 2 — Standard test conditions
Parameter Condition
Ambient temperature 20°C ± 5°C
Fluid cleanliness 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 ± 8) cSt at valve inlet
Viscosity grade Grade VG 32 or VG 46 in accordance with ISO 3448
Pressure drop Test requirement ± 2,0 %
Return pressure Shall conform to the manufacturer’s recommendations
5 Test installation
A test installation conforming to the requirements of either Figure 1, 10 or 11 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, 10 and 11 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 circuits shown in Figures 1, 10
and 11, 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 10 times
greater than the maximum test frequency.
g) Pressure transducers 6 to 8 in Figures 1 and 10 may be replaced by a differential pressure transducer for
each flow path under test.
X
S7
S4
S3
Y
A
P
T
S5
6 E
S6
S2
E
S1
E
Key
1 main flow source 13 temperature indicator
2 main relief valve 14 pressure gauge
3 external pilot flow source 15 signal conditioner
4 external pilot relief valve S1 to S7 shut off valves
5 unit under test A working port
6 to 8 pressure transducers P supply port
9 data acquisition T return port
10, 11 flow transducer X pilot supply port
12 signal generator Y pilot drain port
Figure 1 — Test circuit
4 © ISO 2012 – All rights reserved
6 Accuracy
6.1 Instrument accuracy
Instrumentation shall be accurate to within the limits shown in Class B of ISO 9110-1:1990:
a) electrical resistance: ± 2 % of the actual measurement;
b) pressure: ± 1 % of the valve’s rated pressure drop to achieve rated flow;
c) temperature: ± 2 % of the ambient temperature;
d) flow: ± 2,5 % of the valve’s rated flow;
e) input signal: ± 1,5 % of the electrical input signal required to achieve the rated flow.
6.2 Dynamic range
For the dynamic tests, ensure that the measuring equipment, amplifiers and recording devices do not generate
any damping, attenuation or phase shift of the output signal being recorded that would affect the measured
value by more than 1 % of the measured value.
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)
Carry out the test as follows.
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)
Carry out the test as follows.
a) Soak the complete energized valve, mounted on a subplate 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 taken to determine a definitive value of Inductance. The value obtained shall be
used for comparison purposes only.
Carry out 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) The armature shall be held stationary at 50 % of its working stroke during the test.
c) Monitor the coil current on 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 2) and calculate the inductance L using Formula 1.
c c
LR= t (1)
cc c
where
R is the coil resistance in ohms.
c
Y
%
63 %
X
2 3
Key
1 d.c. current trace
2 initiation
3 time constant (t )
c
X time
Y current
Figure 2 — Coil inductance measurement
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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 terminals together and apply voltage U of 500 V d.c. between them and the valve
i
body for 15 s.
c) Using a suitable insulation tester, record the insulation resistance R .
i
d) For testers with a current (ampere, A) readout, calculate the insulation resistance using Formula (2).
U
i
R = (2)
i
I
i
8 Performance tests
All performance tests should be conducted on a combination of valve and amplifier, as input signals are applied
to the amplifier and not directly to the valve.
For multi-stage valves, configure the valve to be external pilot supply and external pilot drain where possible.
Before commencing any test, any mechanical/electrical adjustments that would normally be carried out, such
as nulling, deadband adjustment and gain adjustment, shall be made.
8.1 Steady-state tests
Care should be taken to exclude dynamic effects during steady-state tests
8.1.1 General
Steady-state tests shall be performed in the following order:
a) optional proof pressure tests (8.1.2);
b) internal leakage test (8.1.3);
c) metering output flow versus input signal at constant valve pressure drop (8.1.4 and 8.1.5) to determine
1) rated flow,
2) flow gain,
3) flow linearity,
4) flow hysteresis,
5) flow symmetry,
6) flow polarity,
7) spool lap condition,
8) threshold;
d) output flow versus valve pressure drop (8.1.6);
e) limiting output flow versus valve pressure drop (8.1.7);
f) output flow versus fluid temperature (8.1.8);
g) pressure gain versus input signal (8.1.9);
h) pressure null shift (8.1.10);
i) fail-safe function test (8.1.11).
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, A and X ports test procedure
In the test, a proof pressure is supplied to the pressure and control ports, and the external pilot supply port of
the valve with the return port open. Carry out the test as follows.
a) Apply a proof pressure of 1,3 times the rated pressure to the pressure and control port, and the X port for
at least 30 s. For approximately half of this period apply the maximum input signal and for the remainder
of the test apply the minimum input signal.
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 Y port
Do not apply a proof pressure to any external pilot drain port.
8.1.3 Internal leakage and pilot flow test
8.1.3.1 General
The internal leakage and pilot flow test shall be carried out to establish:
a) the combined leakage and pilot flow rate;
b) the pilot flow rate in the case of valves configured for external pilot drain.
8.1.3.2 Test circuit
Perform the internal leakage and pilot flow test with a hydraulic test circuit conforming to the requirements of
Figure 1, initially with valves S1, S3 and S6 open and all other valves closed.
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8.1.3.3 Set up
Adjust the valve supply pressure and pilot pressure to 10 MPa (100 bar) above return pressure, or at the
manufacturer’s rated pressure if this is less than 10 MPa.
8.1.3.4 Procedure
Carry out the test as follows.
a) Immediately before the leakage measurements are to be taken, operate the valve over its full input signal
range several times, ensuring that the oil passing through the valve is within the specified viscosity range.
b) Close valves S3 and S6, open valve S2 and then close valve S1.
c) Record the leakage flow from the T port as the input signal is swept slowly over its full range (see Figure 3).
The flow recorded by transducer 10 will represent mainstage leakage plus pilot leakage. The characteristic
shown in Figure 3 is typical for a servo valve. Other valve types would have a different characteristic.
d) With a constant input signal, the flow recorded by transducer 10 will represent the steady-state mainstage
and pilot leakage.
For valves configured for external pilot drain, open valve S1 and close valve S2. Record the leakage flow from
the Y port with the input signal set to zero. The flow recorded by transducer 10 will represent the pilot flow.
These tests may, if required, be repeated at additional pressures up to the maximum supply pressure of the
valve under test.
Y
X
Key
1 approximate pilot flow component (pilot operated valves only
2 total measured flow including any pilot flow
X input signal
Y flow
Figure 3 — Internal leakage measurement
8.1.4 Metering tests
8.1.4.1 General
The objective of this test is to determine the metering characteristics of each metering path of the main spool
at a constant pressure drop. Record flow, using flow transducer 11, in each metering path in turn versus input
signal (see Figure 4).
8.1.4.2 Test circuit
8.1.4.2.1 General
Flow transducer 11 needs to able to measure over a wide flow range, at least 1 % to 100 % of rated flow.
It can be necessary, especially if the flow metering near zero flow is to be measured accurately, to replace
transducer 11 by two separate flow transducers: one to measure higher flows, the other to measure low flows
and having overlapping working flow ranges.
For multi-stage valves with internal pilot pressure connection, it can be necessary to increase the system
pressure by adding a restriction in the main flow circuit in order for the valve to operate correctly.
8.1.4.2.2 Flow from supply port P to control port A
Perform the test with a hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with valves S1, S3 and
S5 open, all other valves closed.
8.1.4.2.3 Flow from control port A to return port T
Perform the test with a hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with valves S4, S6 and
S7 open and all other valves closed.
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Y
a
-100 -50 100
X
b
Key
1 deadband
2 linearity error, Q
err
3 hysteresis
X fraction of rated input signal (%)
Y flow
a
Flow from supply port P to control port A.
b
Flow from control port A to return port T.
Figure 4 — Metering test
8.1.4.3 Set up
Select a suitable plotter or recording apparatus with its x-axis able to record the range of input signal and its
y-axis able to record from zero to at least the rated flow (see Figure 4).
Select a signal generator able to produce a triangular waveform with amplitude of the maximum input signal
range. Set the signal generator to produce a 0,02 Hz or lower triangular waveform.
For multi-stage valves with external pilot, adjust the pilot supply to that recommended by the manufacturer.
For multi-stage valves with internal pilot, adjust the P port supply to at least the minimum recommended by
the manufacturer
8.1.4.4 Procedure
8.1.4.4.1 Carry out the test as follows.
Control the pressure drop across the metering path to either 0,5 MPa (5 bar) or 3,5 MPa (35 bar) measured
using pressure transducers 6 to 8 as appropriate. Ensure that the pressure drop across the metering path
remains constant within 2 % over the complete cycle. If the pressure drop across the metering path cannot be
continuously controlled, it will be necessary to take point readings.
a) Cycle the valve input signal between minimum and maximum several times and check that the controlled
flow is within the y-axis range of the recording apparatus.
b) 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.
c) Record the valve input signal and the controlled flow over one complete input signal cycle.
d) Repeat steps 8.1.4.4 a) to c) for each flow path.
8.1.4.4.2 Use the data obtained to determine the following:
a) output flow at rated signal;
b) flow gain;
c) linearity of the controlled flow Q
/q as a percentage;
err n
d) hysteresis of the controlled flow (with respect to changes to the input signal);
e) input signal deadband (if any);
f) symmetry;
g) polarity.
8.1.4.4.3 For cases where it is impracticable to monitor output flow, spool position can be monitored as an
alternative to flow in order to establish the following:
a) spool position at rated signal;
b) hysteresis;
c) polarity.
8.1.5 Threshold
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
Use the hydraulic test circuit described in 8.1.4.2
8.1.5.3 Set up
S
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10770-2
Deuxième édition
2012-12-01
Transmissions hydrauliques —
Distributeurs hydrauliques à
modulation électrique —
Partie 2:
Méthodes d’essai pour distributeurs de
commande de débit à trois voies
Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic control valves —
Part 2: Test methods for three-port directional flow control valves
Numéro de référence
©
ISO 2012
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions, symboles et unités . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles et unités . 2
4 Conditions d’essai normalisées . 3
5 Installation d’essai . 3
6 Exactitude . 6
6.1 Exactitude des instruments . 6
6.2 Plage dynamique . 6
7 Essais électriques des distributeurs sans électronique intégrée . 6
7.1 Généralités . 6
7.2 Résistance de la bobine . 6
7.3 Inductance de la bobine — essai facultatif . 6
7.4 Résistance d’isolement . 8
8 Essais de performance . 9
8.1 Essais en régime stationnaire . 9
8.2 Essais dynamiques .23
9 Essai d’impulsion de pression .32
10 Présentation des résultats .32
10.1 Généralités .32
10.2 Rapports d’essai .32
11 Phrase d’identification (référence à la présente partie de l’ISO 10770) .34
Annexe A (informative) Lignes directrices pour les essais .35
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 10770-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et pneumatiques,
sous-comité SC 8, Essais des produits.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10770-2:1998), dont elle constitue une
révision technique.
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 de commande de débit à quatre voies
— Partie 2: Méthodes d’essai pour distributeurs de commande de débit à trois voies
— Partie 3: Méthodes d’essai pour distributeurs de commande de pression
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
Introduction
La présente partie de l’ISO 10770 a été élaborée en vue d’améliorer l’uniformité des essais relatifs aux
distributeurs et par conséquent la cohérence des données enregistrées relatives à la performance des
distributeurs, de sorte que ces données, quelle qu’en soit la source, puissent être utilisées dans la conception
des systèmes.
NORME INTERNATIONALE ISO 10770-2:2012(F)
Transmissions hydrauliques — Distributeurs hydrauliques à
modulation électrique —
Partie 2:
Méthodes d’essai pour distributeurs de commande de débit à
trois voies
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 10770 décrit des méthodes destinées à déterminer les caractéristiques de
performance des distributeurs hydrauliques de commande de débit à trois voies, à modulation électrique.
Ce type de distributeurs de commande électrohydrauliques régule la direction et le débit hydraulique dans un
système hydraulique.
2 Références normatives
Les documents suivants cités en référence sont indispensables à 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 (y compris les éventuels amendements) s’applique.
ISO 1219-1, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Symboles graphiques et schémas de circuit —
Partie 1: Symboles graphiques en emploi conventionnel et informatisé
ISO 3448, 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-12M, Symboles graphiques pour diagrammes
3 Termes, définitions, symboles et unités
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 de commande de débit hydraulique à modulation électrique
distributeur qui permet de moduler proportionnellement le débit hydraulique en réponse à un signal électrique
d’entrée variant en continu
NOTE La direction du débit peut être modifiée par le signal d’entrée.
3.1.2
zone morte du signal d’entrée
partie du signal d’entrée qui ne produit pas de débit commandé
3.1.3
seuil
variation du signal d’entrée nécessaire pour produire une inversion du débit de sortie du distributeur à
commande continue
NOTE Le seuil est exprimé sous forme de pourcentage du signal d’entrée nominal.
3.1.4
signal d’entrée nominal
signal défini par le fabricant pour obtenir un débit de sortie nominal
3.2 Symboles et unités
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans le Tableau 1 s’appliquent.
Les symboles graphiques utilisés dans le présent document sont conformes à l’ISO 1219-1 et à la
CEI 60617-DB-12M.
Tableau 1 – Symboles et unités
Paramètre Symbole Unité
Inductance L H
c
Ω
Résistance d’isolement R
i
Courant d’essai d’isolement I A
i
Tension d’essai d’isolement U V
i
Résistance R Ω
c
Amplitude du signal — % (du signal d’entrée
de superposition maximal)
Fréquence du signal — Hz
de superposition
Signal d’entrée I, ou A, ou
U V
Signal d’entrée nominal I ou A, ou
n
U V
n
q
Débit de sortie l/min
Débit nominal q l/min
n
Gain en débit K = (∆q/∆I) ou l/min/A
v
K = (∆q/∆U) l/min/V
v
Hystérésis — % (du signal de sortie
maximal)
Fuite interne q l/min
l
Pression d’alimentation p MPa (bar)
P
Pression de retour p MPa (bar)
T
Pression de charge p MPa (bar)
A
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Tableau 1 (suite)
Paramètre Symbole Unité
Chute de pression interne p = p - p ou
v P A
MPa (bar)
p = p - p
v A T
Chute de pression interne p MPa (bar)
N
nominale
Gain en pression K = (∆p /∆I) ou MPa (bar)/A
p L
K = (∆p /∆U) MPa (bar)/V
p L
Seuil — % (du signal d’entrée
maximal)
Amplitude (rapport) — dB
Déphasage — °
Température — °C
Fréquence f Hz
Temps t s
Constante de temps t s
c
Erreur de linéarité Q l/min
err
4 Conditions d’essai normalisées
Sauf indication contraire, les essais doivent être réalisés en utilisant les conditions d’essai normalisées données
dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Conditions d’essai normalisées
Paramètre Condition
Température ambiante 20°± 5°C
Propreté du fluide Code de pollution par particules solides 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 cSt ± 8 cSt à l’entrée du distributeur
Classe de viscosité Classe VG 32 ou VG 46 conformément à l’ISO 3448
Chute de pression Spécification d’essai ± 2,0 %
Pression de retour Doit être conforme aux recommandations du fabricant
5 Installation d’essai
Une installation d’essai conforme aux spécifications des Figures 1, 10 ou 11 doit être utilisée pour les essais
de tous les distributeurs.
PRÉCAUTIONS DE SÉCURITÉ — Il est essentiel de prendre en considération la sécurité du personnel
et du matériel au cours des essais.
Les Figures 1, 10 et 11 présentent les éléments minimum requis pour réaliser les essais sans aucun dispositif
de sécurité pour la protection contre les dommages en cas de défaillance d’un élément. Pour les essais
utilisant les circuits présentés dans les Figures 1, 10 et 11, ce qui suit s’applique.
a) L’Annexe A donne des lignes directrices sur le déroulement des essais.
b) Un circuit séparé peut être composé pour chaque type d’essai. Cela peut améliorer la précision des
résultats d’essai en éliminant le risque de fuite au niveau des robinets d’isolement.
c) Les essais de performance hydraulique sont réalisés 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 d’enregistrer 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) Les capteurs de pression 6 à 8 des Figures 1 et 10 peuvent être remplacés par un capteur de pression
différentielle pour chaque voie d’écoulement soumise à essai.
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X
S7
S4
S3
Y
A
P
T
S5
6 E
S6
S2
E
S1
E
Légende
1 source de débit principale 13 indicateur de température
2 soupape de sûreté principale 14 manomètre
3 source de débit de pilotage externe 15 dispositif de conditionnement du signal
4 soupape pilote de sûreté externe S1 à S7 robinets d’isolement
5 unité soumise à l’essai A orifice d’utilisation
6 à 8 capteurs de pression P orifice d’alimentation
9 acquisition des données T orifice de retour
10, 11 capteur de débit X orifice d’alimentation pilote
12 générateur de signal Y orifice de drainage pilote
Figure 1 — Circuit d’essai
6 Exactitude
6.1 Exactitude des instruments
Le degré d’exactitude des instruments doit être conforme à la Classe B de l’ISO 9110-1:1990:
a) résistance électrique: ± 2 % de la mesure réelle;
b) pression: ± 1 % de la chute de pression nominale du distributeur soumis à l’essai pour atteindre le débit nominal;
c) température: ± 2 % de la température ambiante;
d) débit: ± 2,5 % du débit nominal du distributeur soumis à l’essai;
e) signal d’entrée: ± 1,5 % du signal électrique d’entrée exigé pour atteindre le débit nominal.
6.2 Plage dynamique
Pour les essais dynamiques, s’assurer que l’équipement de mesure, les amplificateurs et les dispositifs
d’enregistrement ne génèrent aucun amortissement, aucune atténuation ou dérive de phase du signal de
sortie enregistré qui affecterait la valeur mesurée de plus de 1 % de la valeur mesurée.
7 Essais électriques des distributeurs sans électronique intégrée
7.1 Généralités
Selon le cas, réaliser 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 de la bobine
7.2.1 Résistance de la bobine (à froid)
Procéder aux essais comme suit.
a) Exposer le distributeur hors tension à la température ambiante spécifiée pendant au moins 2 h.
b) Mesurer et enregistrer 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)
Procéder aux essais comme suit.
a) Exposer le distributeur sous tension, monté sur une embase recommandée par le fabricant, à sa
température nominale 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 enregistrer 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.
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.
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Procéder aux essais comme suit.
a) Brancher la bobine sur une source de tension constante capable de délivrer au moins le courant nominal
de la bobine.
b) L’armature doit être maintenue immobile à 50 % de sa course de travail pendant l’essai.
c) Contrôler le courant dans la bobine sur un oscilloscope ou un équipement similaire.
d) Régler la tension de manière que le courant en régime stationnaire corresponde au courant nominal
de la bobine.
e) Mettre hors tension puis à nouveau sous tension et enregistrer le comportement transitoire du courant.
f) Déterminer la constante de temps t de la bobine (voir la Figure 2) et calculer l’inductance L à partir de
c c
l’Équation 1.
L = R t (1)
c c c
où R est la résistance de la bobine, en ohms.
c
Y
%
%
X
2 3
Légende
1 représentation du courant continu
2 début
3 constante de temps (t )
c
X temps
Y courant
Figure 2 — Mesurage de l’inductance de la bobine
7.4 Résistance d’isolement
Établir la résistance d’isolement de la bobine comme suit.
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 de réaliser 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 U égale à 500 V pendant 15 s.
I
c) À l’aide d’un détecteur d’isolement approprié, enregister la résistance d’isolement R .
I
d) Pour les détecteurs affichant le courant (ampère, A), calculer la résistance d’isolement à partir de
l’Équation (2).
U
I
R = (2)
I
I
I
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8 Essais de performance
Il convient que tous les essais de performance soient réalisés sur un distributeur couplé à un amplificateur,
étant donné que les signaux d’entrée sont envoyés à l’amplificateur et non pas directement au distributeur.
Pour les distributeurs à étages, configurer le distributeur pour qu’il soit à alimentation de pilotage externe et à
drainage de pilotage externe si possible.
Avant de commencer l’essai, tous les réglages mécaniques/électriques devant être normalement effectués,
tels que la remise à zéro, le réglage de la zone nulle et l’ajustement du gain, doivent être réalisés.
8.1 Essais en régime stationnaire
Il convient de veiller, en effectuant ces essais, à ce que tout effet dynamique soit éliminé.
8.1.1 Généralités
Les essais en régime stationnaire doivent être réalisés dans l’ordre suivant:
a) essais de pression d’épreuve facultatifs (8.1.2);
b) essai de fuite interne (8.1.3);
c) mesurage du débit de sortie en fonction du signal d’entrée, à chute de pression interne constante (8.1.4 et
8.1.5) pour déterminer:
1) le débit nominal;
2) le gain en débit;
3) la linéarité du débit;
4) l’hystérésis du débit;
5) la symétrie du débit;
6) la polarité du débit;
7) les conditions de recouvrement de la bobine;
8) le seuil.
d) débit de sortie en fonction de la chute de pression interne (8.1.6);
e) débit limite de sortie en fonction de la chute de pression interne (8.1.7);
f) débit de sortie en fonction de la température du fluide (8.1.8);
g) gain en pression en fonction du signal d’entrée (8.1.9);
h) dérive nulle à la pression (8.1.10);
i) essai de la fonction sécurité positive (8.1.11).
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 de réaliser tout autre essai.
8.1.2.2 Mode opératoire d’essai des orifices P, A et X
Lors de l’essai, une pression d’épreuve est fournie aux orifices de commande et de pression, ainsi qu’à l’orifice
d’alimentation externe pilote du distributeur, l’orifice de retour étant ouvert. Procéder aux essais comme suit.
a) Appliquer une pression d’épreuve de 1,3 fois la pression nominale aux orifices de pression et de commande
et à l’orifice X pendant au moins 30 s. Pendant environ la moitié de cette période appliquer le signal
d’entrée maximal, puis, pendant le reste de l’essai, appliquer le signal d’entrée minimal.
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) Enregistrer la pression d’épreuve utilisée au cours de l’essai.
8.1.2.3 Mode opératoire pour l’orifice T
Procéder aux essais comme suit.
a) Appliquer à l’orifice du réservoir du distributeur une pression d’épreuve égale à 1,3 fois la pression nominale
de l’orifice 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) Enregistrer la pression d’épreuve utilisée au cours de l’essai.
8.1.2.4 Orifice Y de drainage pilote
Ne pas appliquer de pression d’épreuve à un orifice de drainage externe pilote.
8.1.3 Essai de fuite interne et de débit de pilotage
8.1.3.1 Généralités
L’essai de fuite interne et de débit de pilotage doit être effectué pour établir:
a) le débit de fuite et le débit de pilotage combinés;
b) le débit de pilotage dans le cas des distributeurs configurés pour le drainage externe pilote.
8.1.3.2 Circuit d’essai
Réaliser l’essai de fuite interne et de débit de pilotage avec un circuit d’essai hydraulique conforme aux
exigences de la Figure 1, initialement avec les robinets S1, S3 et S6 ouverts et tous les autres robinets fermés.
8.1.3.3 Réglage
Régler la pression d’alimentation et la pression pilote du distributeur à 10 MPa (100 bar) au-dessus de la
pression de retour, ou à la pression de fonctionnement du fabricant si celle-ci est inférieure à 10 MPa.
8.1.3.4 Mode opératoire
Procéder aux essais comme suit.
a) Juste avant d’effectuer les mesures de fuite, actionner plusieurs fois le distributeur sur toute la plage de
signaux d’entrée, en s’assurant que l’huile qui passe à travers le distributeur se trouve dans la plage de
viscosité spécifiée.
b) Fermer les robinets S3 et S6, ouvrir le robinet S2 et fermer ensuite le robinet S1.
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c) Enregistrer le débit de fuite de l’orifice T lorsque le signal d’entrée est balayé lentement sur sa plage
entière (voir Figure 3). Le débit enregistré par le capteur 10 représentera la fuite à l’étage principal plus la
fuite à l’orifice de pilotage. La Figure 3 présente la caractéristique type d’un servo-distributeur. Les autres
types de distributeurs présentent une caractéristique différente.
d) Avec un signal d’entrée constant, le débit enregistré par le capteur 10 représentera la fuite à l’étage
principal et à l’orifice de pilotage en régime stationnaire.
Pour les distributeurs configurés pour un drainage externe pilote, ouvrir le robinet S1 et fermer le robinet S2.
Enregistrer le débit de fuite de l’orifice Y avec le signal d’entrée réglé à zéro. Le débit enregistré par le capteur 10
représentera le débit de pilotage.
Ces essais peuvent, si besoin, être répétés à des pressions supplémentaires jusqu’à la pression d’alimentation
maximale du distributeur soumis à essai.
Y
X
Légende
1 composant du débit de pilotage approximatif (distributeurs pilotés uniquement)
2 débit total mesuré y compris tout débit de pilotage
X signal d’entrée
Y débit
Figure 3 — Mesurage de la fuite interne
8.1.4 Essais des dispositifs de mesure
8.1.4.1 Généralités
L’objectif de cet essai est de déterminer les caractéristiques de mesure dans chaque voie du tiroir cylindrique
principal à une chute de pression constante. Enregistrer le débit, en utilisant le capteur de débit 11, dans
chaque voie de mesure, en fonction du signal d’entrée (voir Figure 4).
8.1.4.2 Circuit d’essai
8.1.4.2.1 Généralités
Le capteur de débit 11 a besoin de pouvoir réaliser des mesurages sur une vaste plage de débit, d’au moins
1 % à 100 % du débit nominal. Il peut être nécessaire, en particulier si le débit proche de zéro doit être mesuré
de façon précise, de remplacer le capteur 11 par deux capteurs de débit séparés, un pour mesurer les débits
élevés, l’autre pour mesurer les faibles débits et ayant des plages de débit de service qui se chevauchent.
Pour les distributeurs à étages avec un raccordement de pression de pilotage interne, il peut être nécessaire
d’augmenter la pression du système en ajoutant une restriction dans le circuit de débit principal de façon que
le distributeur fonctionne correctement.
8.1.4.2.2 Débit de l’orifice d’alimentation P à l’orifice de commande A
Réaliser l’essai avec un circuit d’essai hydraulique conforme aux exigences de la Figure 1, avec les robinets S1,
S3 et S5 ouverts, tous les autres robinets fermés.
8.1.4.2.3 Débit de l’orifice de commande A à l’orifice de retour T
Réaliser l’essai avec un circuit d’essai hydraulique conforme aux exigences de la Figure 1, avec les robinets
S4, S6 et S7 ouverts et tous les autres robinets fermés.
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Y
a
-100 -50 100
X
b
Légende
1 zone morte
2 erreur, Q
err
3 hystérésis
X fraction du signal d’entrée nominal (%)
Y débit
a
Débit de l’orifice d’alimentation P à l’orifice de commande A.
b
Débit de l’orifice de commande A à l’orifice de retour T.
Figure 4 — Essais des dispositifs de mesure
8.1.4.3 Réglage
Choisir un traceur de courbe ou un enregistreur approprié, avec son axe des x pouvant enregistrer la plage du
signal d’entrée et son axe des y pouvant enregistrer de zéro à au moins la pression nominale (voir Figure 4).
Choisir un générateur de signal capable de produire une forme d’onde triangulaire avec une amplitude de la
plage d’entrée maximale. Régler le générateur de signal de façon qu’il produise une forme d’onde triangulaire
d’au plus 0,02 Hz.
Pour les distributeurs à étages, avec pilotage externe, régler l’alimentation de pilotage au niveau de celle
recommandée par le fabricant.
Pour les distributeurs à étages, avec pilotage interne, régler l’alimentation de l’orifice P au moins au minimum
recommandé par le fabricant
8.1.4.4 Mode opératoire
8.1.4.4.1 Réaliser l’essai comme suit.
a) Commander la chute de pression à travers la voie de mesurage à 0,5 MPa (5 bar) ou à 3,5 MPa (35 bar)
mesurée à l’aide des capteurs de pression 6 à 8, selon le cas. S’assurer que la chute de pression à travers la
voie de mesurage reste constante à 2 % près sur l’ensemble du cycle. Si la chute de pression à travers la voie
de mesurage ne peut pas être commandée en continu, il sera nécessaire de réaliser des lectures ponctuelles.
b) Faire varier le cycle du signal d’entrée du distributeur plusieurs fois entre le minimum et le maximum et
vérifier que le débit commandé se situe dans la plage de l’axe des y de l’enregistreur.
c) S’assurer que la durée d’un cycle n’engendre pas d’effets dynamiques qui influencent le résultat. Faire en
sorte que le signal d’entrée réalise au moins un cycle complet.
d) Enregistrer le signal d’entrée du distributeur et le débit commandé sur un cycle complet du signal d’entrée.
e) Répéter les étapes de a) à d) pour chaque voie de débit.
8.1.4.4.2 Utiliser les données obtenues pour déterminer les caractéristiques suivantes:
a) débit de sortie au signal nominal;
b) gain en débit;
c) linéarité du débit commandé Q
/q en pourcentage;
err n
d) hystérésis du débit commandé (par rapport aux variations du signal d’entrée);
e) zone morte du signal d’entrée (le cas échéant);
f) symétrie;
g) polarité.
8.1.4.4.3 Dans les cas où il est impossible de contrôler le débit de sortie, la position du tiroir cylindrique peut
être contrôlée à la place du débit afin d’établir les caractéristiques suivantes:
a) position du tiroir cylindrique au signal nominal;
b) hystérésis;
c) polarité.
8.1.5 Seuil
8.1.5.1 Généralités
Les essais doivent être réalisés pour déterminer la réponse du distributeur d’essai à l’inversion d’un signal
d’entrée à front raide.
8.1.5.2 Circuit d’essai
Utiliser le circuit d’essai hydraulique décrit en 8.1.4.2.
8.1.5.3 Réglage
Choisir un traceur de courbe ou un enregistreur approprié avec l’axe des x capable d’enregistrer le signal
d’entrée nécessaire pour obtenir 25 % du débit nominal et l’axe des y capable d’enregistrer le débit de zéro à
environ 50 % du débit nominal.
14 © ISO 2012 – Tous droits réservés
Choisir un générateur de signal capable de produire une forme d’onde triangulaire avec un décalage de courant
continu. Régler le générateur de signal pour produire une forme d’onde triangulaire de 0,1 Hz ou inférieure.
Pour les distributeurs à étages, avec pilotage externe, régler l’alimentation pilote à celle recommandée par
le fabricant.
Pour les distributeurs à étages, ave
...
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