Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty. Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty.
Przejdź do treści

Sprawność silnika hydraulicznego - kalkulator z pomiaru

Podaj pojemność silnika, przepływ, obroty, różnicę ciśnień i zmierzony moment. Kalkulator wyznaczy sprawność objętościową ηv, mechaniczno-hydrauliczną ηm, całkowitą ηt oraz straty przepływu, momentu i mocy.

Dane silnika i pomiaru

Najlepszy wynik uzyskasz, gdy Q, n, Δp i moment M są zmierzone w tym samym ustalonym punkcie pracy.
diagnostyka silnika
Geometria i przepływ
cm³/obr
Wartość z dokumentacji konkretnego silnika.
L/min
Przepływ dopływający do silnika w badanym punkcie pracy.
obr/min
Rzeczywista prędkość wału, najlepiej z tachometru.
Ciśnienie i moment
bar
Różnica między wlotem i wylotem silnika, nie samo ciśnienie zasilania.
N·m
Rzeczywisty moment na wale przy podanych n, Q i Δp.
—

Wynik pomiaru silnika

Sprawność całkowita ηt
— %
Sprawność objętościowa ηv
— %
Sprawność mech. ηm
— %
Prędkość teoretyczna
— obr/min
Moment teoretyczny
— N·m
Równoważny ubytek Q
— L/min
Strata momentu
— N·m
Moc hydrauliczna wejściowa
— kW
Moc mechaniczna na wale
— kW
Łączna strata mocy
— kW
Wniosek:
Uzupełnij dane silnika, aby wykonać obliczenie.
Nie ma jednej uniwersalnej wartości granicznej sprawności dla wszystkich silników. Wynik porównuj z charakterystyką producenta przy podobnym Δp, n, temperaturze i lepkości oleju.

Zostań w temacie i policz dalej

Po ocenie sprawności silnika sprawdź, jaki moment powinien rozwijać przy zadanym ciśnieniu i pojemności. Porównanie momentu teoretycznego z pomiarem dobrze pokazuje skalę strat mechanicznych.

Jak obliczyć sprawność silnika hydraulicznego z pomiaru?

Silnik hydrauliczny zamienia energię przepływu i ciśnienia na moment oraz prędkość obrotową. Do pełnej oceny warto rozdzielić straty objętościowe od mechaniczno-hydraulicznych.

1. Sprawność objętościowa ηv

Najpierw obliczamy prędkość teoretyczną bez strat objętościowych:

nth = Q · 1000 / Vg

Następnie:

ηv = n / nth = Vg · n / (1000 · Q)

W silniku rzeczywista prędkość jest mniejsza od prędkości teoretycznej, ponieważ część doprowadzonego przepływu nie zamienia się na użyteczną objętość roboczą.

2. Sprawność mechaniczno-hydrauliczna ηm

Moment teoretyczny dla Vg w cm³/obr i Δp w bar wynosi:

Mth = Vg · Δp / (20π)

a sprawność momentowa:

ηm = M / Mth

3. Sprawność całkowita ηt

ηt = ηv · ηm = Pwy / Pwe

Parker podaje te same zależności dla silników: przepływ Q = D·n/(1000·ηv), moment M = D·Δp·ηm/(20π) oraz ηt = ηv·ηm.

Jak przygotować wiarygodny pomiar silnika?

Mierz Δp, nie tylko p zasilania

Jeżeli na powrocie jest 15 bar, a na zasilaniu 165 bar, do wzoru użyj Δp = 150 bar, a nie 165 bar.

Ustal temperaturę oleju

Lepkość wpływa na przecieki i tarcie. Porównuj wyniki wykonane po ustabilizowaniu temperatury i przy zbliżonej lepkości.

Mierz parametry jednocześnie

Q, n, Δp i M powinny opisywać ten sam punkt pracy. Odczyty z różnych chwil mogą dać pozornie niespójne sprawności.

Ciekawostka: ta sama sprawność całkowita może ukrywać zupełnie inne straty

Silnik z ηv = 92% i ηm = 90% ma ηt ≈ 82,8%. Podobny wynik całkowity może mieć silnik z bardzo małymi przeciekami, ale większymi stratami momentu. Dlatego sama ηt nie mówi, czy problem leży bardziej po stronie przecieków, czy tarcia i strat mechanicznych.

Jak interpretować ηv, ηm i ηt?

Niska ηv

Oznacza, że rzeczywista prędkość jest wyraźnie mniejsza od prędkości wynikającej z przepływu i pojemności. Przyczynę trzeba porównać z charakterystyką przecieków konkretnego silnika.

Niska ηm

Zmierzony moment jest mniejszy od momentu teoretycznego. Straty obejmują tarcie oraz straty mechaniczno-hydrauliczne zależne od konstrukcji i warunków pracy.

Wynik powyżej 100%

Wskazuje na niespójność danych: sprawdź rzeczywistą pojemność, przepływomierz, tachometr, czujniki ciśnienia, momentomierz i jednostki.

Bilans mocy

Pwe = Q·Δp/600, a Pwy = M·2πn/60. Ich różnica jest łączną stratą mocy w badanym punkcie, bez rozdzielania jej na konkretne źródła ciepła.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Jeśli sprawdzasz stan silnika, zanotuj Q, n, Δp, M i temperaturę oleju w co najmniej dwóch punktach obciążenia. Porównanie zmian ηv i ηm między punktami jest znacznie bardziej użyteczne diagnostycznie niż pojedynczy pomiar bez charakterystyki odniesienia. Wszystkie narzędzia z tego działu znajdziesz również w kategorii Produkcja.

Dla ucznia technikum mechatronicznego, mechanicznego i studenta

To zadanie dobrze pokazuje, że w silniku hydraulicznym występują dwa różne rodzaje sprawności. Straty objętościowe zmniejszają prędkość, a straty mechaniczno-hydrauliczne zmniejszają moment.

1. Nie przenoś wzoru pompy bezmyślnie na silnik

Dla pompy ηv = Qrz/Qth. Dla silnika ηv = nrz/nth. To jedna z najczęstszych pomyłek.

2. Skąd bierze się 1000?

Q·1000 zamienia L/min na cm³/min. Po podzieleniu przez cm³/obr otrzymujesz obr/min.

3. Moment zależy od Δp

Do Mth używamy różnicy ciśnień między wlotem i wylotem silnika. Przeciwciśnienie na powrocie zmniejsza efektywne Δp.

4. 90% to 0,90 we wzorze

Gdy mnożysz sprawności, używaj wartości dziesiętnych: 0,92·0,90 = 0,828, czyli 82,8%.

5. Kontrola przez moc

Możesz niezależnie sprawdzić ηt jako Pwy/Pwe. Jeśli pomiary są spójne, wynik zgadza się z ηv·ηm.

6. Kontrola wyniku na oko

Jeżeli n jest o około 8% mniejsze od nth, ηv będzie około 92%. Jeśli M jest o 10% mniejszy od Mth, ηm będzie około 90%.

Typowe błędy: użycie ciśnienia zasilania zamiast Δp, pomylenie przepływu wejściowego z odpływem lub drenażem, użycie obr/s zamiast obr/min, pomylenie cm³/obr z L/obr, odwrócenie ilorazu ηv, liczenie ηm z prędkości, mnożenie 92·90 zamiast 0,92·0,90 oraz łączenie pomiarów wykonanych w różnych punktach pracy.

Sprawność silnika hydraulicznego - zadania z rozwiązaniami

Zadanie 1 - sprawność objętościowa z obrotów

Treść: Silnik ma Vg = 50 cm³/obr i otrzymuje Q = 40 L/min. Zmierzona prędkość wynosi 720 obr/min. Oblicz nth i ηv.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

nth = 40·1000/50 = 800 obr/min.

ηv = 720/800·100% = 90%.

Odpowiedź: nth = 800 obr/min, ηv = 90%.

Zadanie 2 - sprawność mechaniczna z momentu

Treść: Silnik 100 cm³/obr pracuje przy Δp = 140 bar. Na wale zmierzono 200 N·m. Oblicz moment teoretyczny i ηm.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Mth = 100·140/(20π) ≈ 222,82 N·m.

ηm = 200/222,82·100% ≈ 89,76%.

Odpowiedź: Mth ≈ 222,82 N·m, ηm ≈ 89,76%.

Zadanie 3 - pełny bilans silnika

Treść: Vg = 80 cm³/obr, Q = 60 L/min, n = 690 obr/min, Δp = 150 bar, M = 171,9 N·m. Oblicz ηv, ηm i ηt.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

nth = 60·1000/80 = 750 obr/min, więc ηv = 690/750 = 92%.

Mth = 80·150/(20π) ≈ 190,99 N·m, więc ηm ≈ 171,9/190,99 = 90,01%.

ηt ≈ 0,92·0,9001 = 82,81%.

Odpowiedź: ηv = 92%, ηm ≈ 90,01%, ηt ≈ 82,81%.

Zadanie 4 - wynik niemożliwy fizycznie

Treść: Dla Vg = 80 cm³/obr i Q = 60 L/min zanotowano n = 760 obr/min. Co pokazuje kontrola ηv?

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

nth = 60·1000/80 = 750 obr/min.

ηv = 760/750·100% ≈ 101,33%.

Taki wynik nie jest fizyczną sprawnością rzeczywistego silnika dla prawidłowej pojemności geometrycznej. Trzeba sprawdzić Q, n, Vg i warunki pomiaru.

Odpowiedź: ηv ≈ 101,33% sygnalizuje niespójność danych pomiarowych lub nominalnej pojemności.

Źródła i założenia

Parker podaje dla silników hydraulicznych Q = D·n/(1000·ηv), M = D·Δp·ηm/(20π) oraz ηt = ηv·ηm. W przewodniku Parkera sprawność objętościowa silnika jest również opisana jako prędkość rzeczywista / teoretyczna, a mechaniczna jako moment rzeczywisty / teoretyczny. Danfoss stosuje analogiczne zależności dla przepływu, momentu i całkowitej sprawności silnika. Kalkulator nie zastępuje charakterystyk producenta i nie ustala uniwersalnego progu zużycia.

Parker - Hydraulic Motors V12/V14/V16, basic formulas

Parker - Mobile Cylinder Products, hydraulic motor equations

Danfoss - MP1 Axial Piston Motors, sizing equations

FAQ - sprawność silnika hydraulicznego z pomiaru

Oblicz prędkość teoretyczną nth = Q·1000/Vg, a następnie podziel zmierzone obroty n przez nth i pomnóż przez 100%.

Najpierw oblicz moment teoretyczny Mth = Vg·Δp/(20π), a potem podziel zmierzony moment przez Mth.

Sprawność całkowita jest iloczynem ηv i ηm. Można ją również sprawdzić jako stosunek mocy mechanicznej na wale do hydraulicznej mocy wejściowej.

W pompie przecieki zmniejszają przepływ wyjściowy, a w silniku powodują, że część doprowadzonego Q nie tworzy użytecznej prędkości obrotowej. Dlatego dla silnika porównuje się prędkość rzeczywistą z teoretyczną.

Używaj różnicy ciśnień Δp między wlotem i wylotem. Jeśli na powrocie występuje przeciwciśnienie, trzeba je uwzględnić.

To różnica między przepływem doprowadzonym a geometrycznym przepływem odpowiadającym rzeczywistym obrotom: Q minus Vg·n/1000. Jest to uproszczony bilans objętościowy, nie pomiar pojedynczej drogi przecieku.

Taki wynik wskazuje na niespójność danych lub użycie nominalnej pojemności nieodpowiadającej rzeczywistej. Sprawdź przepływ, obroty, Δp, moment, jednostki i dokumentację silnika.

Nie. Sprawność zależy także od ciśnienia, obrotów, temperatury, lepkości i konstrukcji. Wynik trzeba porównać z charakterystyką producenta lub wcześniejszymi pomiarami w podobnych warunkach.

Nie. ηm obejmuje straty mechaniczno-hydrauliczne związane z wytwarzaniem momentu. Kalkulator nie rozdziela ich na pojedyncze źródła.

Wykonuj pomiary Q, n, Δp i M po ustabilizowaniu temperatury oleju i porównuj kilka punktów obciążenia z dokumentacją producenta lub wcześniejszą charakterystyką tego samego silnika.

Ostatnia aktualizacja: 21.08.2026