Lección 2: Bomba hidráulica y sistema de control de la bomba Introducción La bomba y el sistema de control de la bomba de la Excavadora Hidráulica 325C suministra fuljo a todas las funciones de la excavadora. Esta lección presenta la función y operación de los componentes principales de la bomba y del sistema de control de la bomba.
Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá: 1. Ubicar e identific identificar ar los componen componentes tes principa principales les de la bomba bomba hidráulica 2. Trazar Trazar el flujo de aceite aceite a través través de la bomba bomba y de los los controles controles de la bomba 3. Explicar Explicar cómo cómo los cambio cambioss en las las tres tres presiones presiones de señal señal cambian cambian el flujo de la bomba
Material de referencia Módulos de Operación de los Sistemas, Pruebas y ajustes del Manual de Servicio de la excavadora disponible para el curso.
Herramientas Vea los módulos de Pruebas y Ajustes del Manual de Servicio para las herramientas requeridas.
a b m o b a l e d l o r t n o c e d a m e t s i s y a c i l u á r d i h a b m o B : 2 n ó i c c e L
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5 Fig. 3.2.1 Grupo de bombas hidráulicas principales
El grupo de bombas hidráulicas principales tiene dos bombas de pistones con diseño de plancha basculante variable operadas independientemente. Aunque ambas están en una caja común, éstas se nombran como bombas derecha (trasera, impulsada) e izquierda (delantera, loca). Los puntos de ajuste para los controles de cada bomba constan de un ajuste de flujo negativo (no mostrado), el ajuste de ángulo máximo (forma de triángulo) (1), y el ajuste de potencia (forma de diamante) (2). Las tomas de presión (3) en cada bomba se usan para probar la presión del sistema. Las tomas de presión (4 y 5) pueden usarse para pa ra revisar la presión del cambio de d e potencia. La presión del cambio de potencia debe ser la misma en ambas bombas. Un medidor de flujo debe usarse para probar y ajustar las bombas hidráulicas. Los procedimientos correctos de pruebas y ajustes se indican en el Manual de Servicio.
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BOMBAS PRINCIPALES VISTA SECCIONAL
REGULADOR DE LA BOMBA
AJUSTE DE POTENCIA ENGRANAJE DE MANDO PISTÓN
EJE DE ENTRADA
BOMBA PILOTO TAMBOR AJUSTE NFC
PLANCHA BASCULANTE
AJUSTE DE ÁNGULO MÁXIMO
Fig. 3.2.2 Componentes del grupo de bombas hidráulicas principales
Esta ilustración muestra los componentes principales de grupo de bombas hidráulicas. Este corte muestra la bomba hidráulica principal de la Excavadora 325C con sus componentes. El grupo regulador de la bomba controla el flujo desde la bomba. Cada grupo de bombas tiene un grupo regulador de la bomba separado. La operación de cada grupo regulador de bomba es la misma. Las dos bombas pueden operar separadamente o los flujos de cada bomba pueden combinarse para proporcionar velocidades más rápidas en ciertos implementos.
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DIAGRAMA DE LA BOMBA RESERVA
AL SISTEMA PILOTO PRV DE CAMBIO DE POTENCIA SENSOR DE PRESIÓN DE SALIDA DE BOMBA IZQUIERDA
P
AL GRUPO DE VÁLVULAS PRINCIPALES (LADO IZQUIERDO) ACCIONADOR
REGULADOR
SOLENOIDE DE CAMBIO DE POTENCIA DEL ORIFICIO DE CONTROL NFC IZQUIERDO
MIN. BOMBA IZQ. DEL TANQUE
BOMBA ORIFICIO PILOTO DE DETECCIÓN CRUZADA
M BOMBA DER.
AL GRUPO DE VÁLVULAS PRINCIPALES (LADO DERECHO)
SENSOR DE PRESIÓN DE SALIDA DE BOMBA DERECHA
MIN.
AL FILTRO DE DRENAJE DE LA CAJA
ACCIONADOR
REGULADOR
DEL ORIFICIO DE CONTROL NFC DERECHO
P
Fig. 3.2.3 Diagrama de control de la bomba (condición de RESERVA) RESERVA)
La figura 3.2.3 muestra la bomba en la condición de RESERVA. Cada bomba tiene un regulador que mide la señal de Control de Flujo Negativo (NFC) para esa bomba, la presión de cambio de potencia y la presión de detección transversal. El regulador disminuirá el caudal de la bomba, aumentará el caudal o mantendrá el ángulo de la bomba dependiend dependiendo o de las condiciones que determine el regulador. El regulador controla la presión de aceite al lado derecho del accionador. Esto controla el ángulo de la plancha basculante de la bomba. La bomba derecha suministra aceite a las siguientes válvulas: válvula de desplazamiento en línea recta, válvula de control de desplazamiento a la derecha, válvula de control del accesorio estándar, estándar, válvula de control del cucharón, válvula de control de la pluma 1, válvula de control del brazo 2 y válvula de control de flujo negativo de la bomba derecha. La bomba izquierda suministra aceite a las siguientes válvulas: válvula de desplazamiento en línea recta, válvula de control de desplazamiento a la izquierda, válvula de control de rotación, válvula de control del brazo 1, válvula de control de la pluma 2 y válvula de control de flujo negativo de la bomba izquierda. Los reguladores de la bomba reciben una señal de control desde el sistema de control electrónico. El controlador del motor y bomba revisa continuamente la velocidad del motor y la presión de salida de la bomba de los sensores de presión de salida de la bomba. El controlador del motor y bomba envía una señal eléctrica a la Válvula Reductora Proporcional Proporcional (PRV) (PRV) para la presión de cambio de potencia. La válvula reductora proporcional se usa para ayudar a controlar el flujo de salida de las bombas cambiando la presión de señal hidráulica (presión de cambio de potencia) a los reguladores de las bombas principales. La señal de cambio de potencia a los reguladores de la bomba permite que la máquina mantenga una velocidad de motor deseada para máxima productividad.
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Si el control de motor y bomba detecta que el motor está por debajo de la velocidad deseada debido a una carga hidráulica alta desde las bombas principales, entonces el controlador controlador aumentará la presión de cambio de potencia. A medida que aumenta la presión de cambio de potencia, los reguladores disminuyen correspondientemente correspondiente mente el caudal de las bombas principales. Esto reduce la carga del motor y, por tanto, permite que el motor mantenga una velocidad aceptable. En condiciones de carga hidráulica ligera, el controlador del motor y bomba pueden también disminuir la presión de cambio de potencia. Esto causaría que las bombas aumenten el caudal y se produzca más flujo. El control de detección transversal también controla los reguladores de las bombas. Con el fin de mantener la potencia del motor a las bombas a una tasa constante, los reguladores de las bombas reciben una presión de entrega promedio de la bomba derecha y de la bomba izquierda a través del control de detección transversal. La presión promedio se alcanza mediante la señal de presión de salida de cada bomba, siendo entregada individualmente individualmente al orificio de detección transversal de las bombas derecha e izquierda. La presión corriente abajo desde los dos orificios entonces se combina. Esto proporciona una presión promedio de la salida de las bombas. Esta presión se usa para obtener un control de potencia constante en las bombas principales. La NFC es la señal de control primario para cada salida de bomba principal. La señal NFC a cada regulador de bomba principal se genera desde el grupo de válvulas de control principal. La señal NFC se envía individualmente a los reguladores de las bombas derecha e izquierda desde las mitades derecha e izquierda del grupo de válvulas de control principal. Cuando las palancas universales o las palancas de desplazamiento están en la posición NEUTRAL, el aceite fluye desde las bombas principales a los conductos de derivación central de las válvulas de control. El aceite fluye a través de los centros abiertos de las válvulas y retorna al tanque por medio de los orificios de control NFC. La restricción de los orificios NFC hace que una señal de presión sea enviada a los reguladores de las bombas derecha e izquierda respectivamente como una señal NFC. Cuando los reguladores de la bomba principal reciben una señal NFC alta desde las válvulas de control principal, esto hace que las bombas disminuyan el caudal y permanezcan en flujo de salida de reserva en o cerca al caudal mínimo de la bomba. Cuando se mueve una palanca universal o una palanca de desplazamiento desde una posición NEUTRAL, el conducto de centro abierto de la función del implemento/desplazamiento implemento/desp lazamiento correspondiente se cierra proporcionalmente. Esto reduce la señal NFC al regulador de la bomba principal y el flujo de salida de la bomba aumenta proporcionalmente. proporcionalmente. Cuando la válvula de control está desplazada completamente, la presión NFC se reduce hasta la presión del tanque. En esta condición, la bomba está en aumento de caudal máximo. El uso de un sistema hidráulico NFC maximiza la eficiencia de la máquina al producir sólo el flujo de las bombas cuando se necesitan.
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REGULADOR DE LA BOMBA PRINCIPAL RESERVA
D
PASADOR A ACCIONADOR
D
PIVOTE VARILLAJE DE CONTROL
PASADOR SEÑAL DE DETECCIÓN PASADOR A TRANSVERSAL SEÑAL DE CAMBIO DE POTENCIA NFC VARILLAJE DE CONTROL PIVOTE
GUÍA CARRETE DE CONTROL PASADOR B DE POTENCIA MANGUITO
PASADOR B RESALTO PISTÓN PILOTO
PISTÓN DE CONTROL
PLANCHA BASCULANTE SECCIÓN D-D
Fig. 2.3.4 Regulador Regulador de la bomba principal principal
Las bombas principales permanecen en la condición de RESERVA cuando el motor está en funcionamiento y todas las válvulas de control están en la posición NEUTRAL. En estas condiciones la señal de presión NFC a los reguladores es alta. La presión NFC alta hace que el pistón de control NFC se mueva a la izquierda contra la fuerza del resorte NFC a la derecha. Cuando el pistón de control NFC se mueve a la izquierda hace contacto con el resalto del pistón piloto. Esto hace que el pistón piloto empuje hacia la izquierda el carrete de control de potencia contra la fuerza de los resortes de control de potencia a la izquierda. Esto abre el conducto entre el carrete de control de potencia y el manguito al tanque, haciendo que el extremo derecho del accionador se abra al tanque. El accionador se mueve a la derecha, moviendo la plancha basculante al ángulo mínimo. Esto hace que el flujo de salida de la bomba sea mínimo. La bomba no puede aumentar el caudal hasta que se reduzca la presión NFC.
NOTA: Una señal NFC alta siempre sobrepasa el control de potencia.
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REGULADOR DE LA BOMBA PRINCIPAL AUMENTO DE CAUDAL DE LA BOMBA/NFC REDUCIDA PASADOR A ACCIONADOR
D
PIVOTE VARILLAJE DE CONTROL
PASADOR SEÑAL DE DETECCIÓN PASADOR A TRANSVERSAL SEÑAL DE CAMBIO DE POTENCIA NFC VARILLAJE DE CONTROL PIVOTE
GUÍA CARRETE DE CONTROL PASADOR B DE POTENCIA MANGUITO
PLANCHA BASCULANTE
PASADOR B RESALTO PISTÓN PILOTO
PISTÓN DE CONTROL
SECCIÓN D-D
Fig. 2.3.5 Regulador de la bomba principal (AUMENTO (AUMENTO DE CAUDAL)
Hay varias razones que hacen que las bombas AUMENTEN EL CAUDAL: disminución de la presión de cambio de potencia, disminución de la presión de flujo negativo o disminución de la presión de detección transversal. La figura 3.2.5 muestra los reguladores de la bomba en aumento de caudal debido a una disminución en la presión de control de flujo negativo. Como se muestra, no hay presión NFC, indicando que al menos una válvula de control se ha desplazado completamente. Cuando las palancas universales o las palancas de desplazamiento se mueven desde la posición NEUTRAL, la presión NFC disminuye proporcionalmente a la cantidad que se ha movido la palanca de desplazamiento o la palanca universal. Cuando disminuye la presión NFC, el resorte del pistón de control obliga al pistón de control a moverse hacia la derecha. Ahora, los resortes de control de potencia en la parte izquierda sobrepasan la presión de detección transversal y la presión de cambio de potencia para mover el carrete de control de potencia a la derecha. Esto envía la presión de suministro de la bomba al extremo e xtremo grande del accionador para AUMENTAR AUMENTAR EL CAUDAL CAUDA L de la la bomba. bomba.
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REGULADOR DE LA BOMBA PRINCIPAL
DISMINUCIÓN DE CAUDAL DE LA BOMBA/PRESIÓN DE DETECCIÓN TRANSVERSAL PASADOR A ACCIONADOR
D
PIVOTE VARILLAJE DE CONTROL
PASADOR
SEÑAL DE DETECCIÓN TRANSVERSAL
PASADOR A SEÑAL DE CAMBIO DE POTENCIA VARILLAJE DE CONTROL PIVOTE
PASADOR B
GUÍA CARRETE DE CONTROL DE POTENCIA
MANGUITO
RESALTO PISTÓN PILOTO PASADOR B
PISTÓN DE CONTROL
PLANCHA BASCULANTE SECCIÓN D-D
Fig. 3.2.6 Grupo de bombas principales (DISMINUCIÓN DE CAUDAL)
Hay varias razones que hacen que las bombas DISMINUYAN SU CAUDAL: aumento en la presión de cambio de potencia, aumento en la presión de control de flujo negativo o aumento en la presión de detección transversal. La ilustración muestra el sistema con carga hidráulica alta. Como la presión de suministro aumenta debido a la carga alta, entonces la presión de detección transversal aumenta como un promedio de la presión de entrega de las bombas derecha e izquierda. La presión de detección transversal actúa en la diferencia de las dos áreas en el pistón piloto. A medida que aumenta la presión de detección transversal, entonces el pistón piloto se mueve hacia la izquierda. Esto empuja el carrete de control de potencia izquierdo contra la fuerza de los resortes de control de potencia en la parte parte izquierda. A medida que el carrete se mueve hacia la izquierda, el extremo grande del accionador se abre al tanque. Esto hace que la presión disminuya en el extremo derecho del accionador y se mueva hacia la derecha. Esto hará que la bomba DISMINUY DISMIN UYA A SU CAUDAL CAUDAL.. Un aumento en la presión de cambio de potencia tendría un efecto similar a un aumento en la presión de detección transversal. Un aumento en la presión de cambio de potencia sería producido por una sobrecarga del motor por debajo de las rpm de carga plena, como cuando en una operación de apertura de zanjas se golpea una roca grande. La bomba hidráulica tratará de sobrecargar el motor por debajo de las rpm de carga plena debido a la mayor demanda hidráulica. El sensor de velocidad y los sensores de presión de las bombas enviarán una señal al controlador de motor y bomba. El controlador de motor y bomba aumentará la corriente al solenoide de cambio de potencia, haciendo que una señal de cambio de potencia más alta sea enviada a los reguladores de las bombas. Esto disminuirá el caudal de las bombas, haciendo que el motor retorne a la velocidad de carga plena o mayor Un aumento en la presión NFC causaría una disminución de caudal de la bomba. Si todas las válvulas de control retornaran a neutral, la señal NFC causaría que la bomba disminuyera el caudal completamente y retornara a la salida de RESERVA.
Unidad 3 Copia del Estudiante - Práctica Práctica de Taller Taller 3.2.1
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Ejercicio de práctica de taller
Práctica 3.2.1: 3.2.1: Ubicación de los componentes principales Indicaciones: Use las notas en clase para ubicar e identificar los siguientes componentes. Orificio de prueba de la bomba derecha Orificio de prueba de la bomba izquierda Orificio de prueba de presión de cambio de potencia Tornillos de ajuste de ángulo máximo Tornillos de ajuste de potencia Bomba piloto Grupos reguladores de la bomba
1 . 2 . 3 r e l l a T e d a c i t c á r P e t n a i d u t s E l e d a i p o C
NOTAS NOT AS
