Die hydraulische Leistung verknüpft Ölvolumenstrom und Betriebsdruck. Damit lässt sich die erforderliche mechanische Leistung des Pumpenantriebs abschätzen, wenn auch die Verluste berücksichtigt werden. Die Unterscheidung zwischen hydraulischer Nutzleistung und Antriebsleistung verhindert eine zu kleine Motorauslegung.
Formel für die hydraulische Leistung
Für den Volumenstrom Q in Litern pro Minute und die Druckdifferenz Δp in bar gilt:
Ph (kW) = Q (l/min) × Δp (bar) / 600
Die Formel beschreibt die auf das Fluid übertragene Leistung. Bei vernachlässigbarem Rücklaufdruck entspricht der im einfachen Ansatz verwendete Betriebsdruck näherungsweise der Druckdifferenz. Andernfalls sind beide Anschlussdrücke zu berücksichtigen.
Bei gleichem Druck verdoppelt ein doppelter Volumenstrom die hydraulische Leistung. Bei gleichem Volumenstrom hat eine Verdopplung der Druckdifferenz dieselbe Wirkung. Dabei werden vergleichbare Wirkungsgradbedingungen vorausgesetzt; das dynamische Maschinenverhalten ergibt sich daraus nicht allein.
Von der hydraulischen zur mechanischen Antriebsleistung
Pumpe und mechanische Übertragung verursachen Verluste. Die mechanische Leistung, die der Motor vor dieser Übertragung bereitstellen muss, lautet:
PMotor = Ph / (ηPumpe × ηÜbertragung)
Wirkungsgrade als Dezimalzahl einsetzen: 90% entsprechen 0,90. Der Pumpengesamtwirkungsgrad ergibt sich aus volumetrischem und hydromechanischem Wirkungsgrad und hängt von Bauart und Betriebspunkt ab. Als allgemeine Orientierung kommen 85–95% für Kolbenpumpen und 80–95% für Zahnrad- oder Flügelzellenpumpen infrage. Diese Bereiche sind keine garantierten Daten jedes Modells.
Für die Auswahl sind tatsächliche Herstellerdaten erforderlich. Bei elektrischem Antrieb ist die mechanische Motorabgabeleistung nicht mit der elektrischen Aufnahmeleistung gleichzusetzen; dafür muss zusätzlich der Elektromotorwirkungsgrad berücksichtigt werden.
Rechenbeispiel: 30 l/min bei 210 bar
Die theoretische hydraulische Leistung beträgt 30 × 210 / 600 = 10,50 kW. Mit ausschließlich beispielhaft angenommenen 90% Pumpen- und 90% Übertragungswirkungsgrad ergibt sich 0,90 × 0,90 = 0,81.
Die erforderliche mechanische Antriebsleistung ist damit 10,50 / 0,81 = 12,96 kW. Ein Katalogmotor mit 15 kW, ungefähr 20 metrischen PS (CV), liegt nominal darüber. Seine endgültige Eignung erfordert die Prüfung von Lastzyklus sowie Anlauf- und Betriebsanforderungen.
Umrechnung zwischen kW, CV und HP
Das Kilowatt ist eine SI-Leistungseinheit. CV steht für metrische Pferdestärken, HP üblicherweise für mechanische horsepower. Beide Pferdestärkeneinheiten sind nicht identisch.
| Umrechnung | Näherungswert |
|---|---|
| 1 CV | 0,7355 kW |
| 1 CV | 0,9863 HP |
| 1 HP | 0,7457 kW |
| 1 HP | 1,0139 CV |
| 1 kW | 1,3596 CV |
| 1 kW | 1,3410 HP |
Rechner für hydraulische und Antriebsleistung
Volumenstrom, Druckdifferenz und passende Wirkungsgrade der Anlage eingeben. Das Ergebnis ist eine rechnerische Abschätzung, keine Maschinenfreigabe oder Leistungsgarantie.
Hydraulische Leistung
Theoretische hydraulische Leistung:
Werte zur Berechnung eingeben.
An die Flüssigkeit übertragene Leistung. Die erforderliche Wellenantriebsleistung ist bei Berücksichtigung der Verluste höher.
Für eine Auslegung gleichzeitig benötigten Volumenstrom und Druck, Pumpentyp, Übertragung und Lastzyklus angeben. Damit lassen sich Leistung und Komponentenwahl gemeinsam bewerten.
