Calcul moteur hydraulique : exercice corrigé (débit, puissance, rendement)

Le moteur hydraulique transforme l’énergie hydraulique en énergie mécanique de rotation.

Dans les systèmes hydrauliques industriels ou mobiles, il est nécessaire de savoir calculer :

Ces calculs sont indispensables pour :

L’exercice suivant permet de comprendre les relations entre pression, débit, couple et puissance dans un moteur hydraulique.

Aller plus loin en hydraulique

Un moteur hydraulique, un seul sens de rotation doit tourner à 80 tr/min avec un couple utile sur l’arbre de 201 N.m.

Calculer :

Le moment du couple théorique
Le volume par tour de ce moteur (cylindrée)
Le débit utilisé dans le moteur (débit venant de la pompe)
La puissance disponible sur l’arbre (puissance utile)
La puissance reçue (puissance absorbée)
Son rendement global
La vitesse de l’huile dans la tuyauterie alimentant le moteur (sachant que la tuyauterie a pour dimension 8/13)

Couple théorique du moteur
Couple/rendement = 201/0.85= 236.47 N.m
Cylindrée du moteur
Couple (daN .m) = cylindrée (cm³/tr) * pression (bar) / 2 π * 100
236.47 N.m = 23.65 daN.m
23.65 = q * 110 / 2 π * 10
q = 135.14 cm³/tr
Débit utilisé dans le moteur
Débit (l/min) = cylindrée (cm³/tr) * vitesse de rotation (tr/min) / 1000
Q = 134.14 * 80 / 1000
Q = 10.81 l/min : débit théorique utilisé par le moteur. Sachant que le moteur à rendement volumétrique de 90%, le réel sera :
10.81 / 0.9 = 12 l/min
Puissance sur l’arbre (utile)
Couple (daN.m) = 6000 * puissance (KW) / 2 π * N (tr/min)
20.1 = 6000 * P / 2 π * 80
P = 1.68 KW
Puissance reçue (absorbée)
Puissance (KW) = pression (bar) * débit (l/min) / 600
P = 110 * 12 / 600
P = 2.2 KW
Rendement global
Puissance utile * 100 / puissance absorbée
1.68 * 100 / 2.2 = 76.36%
Vitesse de l’huile dans la tuyauterie
8/13 : diamètre intérieur 8 mm – diamètre extérieure 13 mm
Vitesse (m/s) = 21.2 * débit (l/min) / diamètre intérieur ² (mm²)
V = 21.2 * 12 / 8 ²
V = 3.97 m/s