PSI* 22/11/15 Lycée P.Corneille TP banc de puissance (bis).DOC

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TP sur le pilote automatique hydraulique

Objectif : exprimer et mesurer le rendement des différents constituants de cette chaîne fonctionnelle hydraulique. Matériel à disposition: le banc de puissance 2 Multimètres un tachymètre à appliquer à l’arrière du moteur des masses marquées Prendre connaissance du dossier technique et des mises en garde sur le banc de puissance. Les vannes 3 voies du circuit hydraulique seront positionnées afin de débiter le fluide dans le vérin et non dans la restriction réglable. 1) Travail préliminaire Après avoir relevé les grandeurs suivantes :

• la fréquence de rotation du moteur avec le tachymètre en mode contact • le débit affiché (en l.mn-1) Il est important de ne pas appuyer de manière excessive sur le tachymètre lors de la mesure

vérifier numériquement, l’expression du débit moyen théorique du groupe moto-pompe :

Qthéo =6.2.R.tan(α).S.N (m3.s-1)

(ici les valeurs numériques des grandeurs sont exprimées en unités SI )

S : section d’un piston (de diamètre d = 6 mm) ; α : angle d’inclinaison du plateau ( α maxi = 18,2 degrés au débit maxi) ; R : rayon du cylindre sur lequel sont placés les pistons dans le barillet (R = 9,5 mm) ; N : vitesse de rotation du barillet (en tour par seconde).

Volume refoulé par les 6 pistons pour un tour d’arbre moteur

{

Embout conique

déclenchement mesure

Mode contact

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2) Mesure des différents rendements de la transmission. 2.1) Exprimer le rendement Ø du moteur électrique ρmoteur Ø de la pompe ρpompe Ø du vérin ρvérin en fonction de grandeurs physiques mesurables (grandeurs mécaniques, grandeurs électriques…). En particulier, vous aurez besoin de l’expression de la puissance hydraulique fournie par la pompe et reçu par le vérin. On pourra faire le calcul suivant : La pompe fournit une énergie hydraulique au vérin double effet. Celui-ci est muni de 2 orifices: ◊ un orifice d’admission où la pression moyenne est Pa et le débit volumique moyen Qa ◊ un orifice de refoulement où la pression moyenne est Pr et le débit volumique moyen Qr. Calculez la puissance développée Phydrau par l’action mécanique du fluide des deux côtés du piston de la tige du vérin. Quelle relation a-t-on entre Qa et Qr ? En déduire l’expression de la puissance hydraulique Phydrau fournie par la pompe. 2.2) Déterminer les grandeurs utiles à l’évaluation des rendements précédents et réfléchir aux mesures à effectuer. On justifiera s’il y a un sens à privilégier pour le déplacement de la tige du vérin dans le but d’évaluer les rendements. Le couple fourni par le moteur sera tiré de l’intensité grâce à la caractéristique donnée dans le dossier technique. On en profitera pour justifier l’allure (droite affine ne passant pas par l’origine) de cette caractéristique. 2.3) Procéder à 4 campagnes d’essais, pour les charges :

Charges 0kg 16,50kg 26,50kg 31,50kg Grandeur 1 Grandeur 2

: :

Rendements Moteur

: :

Remarques : • le support des masses pèse 1,5kg • les manomètres ne permettent pas une mesure précise des pressions

On présentera les mesures dans un tableau et les calculs seront avantageusement réalisés sur le tableur OFFICE ONE.

Pa ; Qa Pr ; Qr section efficace S

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2.4) Calculer les rendements ρmoteur , ρpompe+vérin , ainsi que le rendement global ρglobal pour chacun des essais. Commenter les résultats et préciser les phénomènes physiques à l’origine des pertes énergétiques. 2.5) Quelle grandeur impose la pression dans le circuit hydraulique ? Amélioration pour l’évaluation des rendements ρpompe , ρ vérin

2.6) L’évaluation du rendement vérin est très sensible à la mesure de la différence de pression ∆ P. Hors la précision de cette mesure est plus que médiocre. Les pertes dans le vérin sont en grande partie dues aux frottements piston / cylindre. Proposer une expérience simple permettant de chiffrer ces pertes et proposez une nouvelle évaluation des rendements pompe et vérin qui ne ferait pas intervenir la mesure de pression.