Lección 2: Controles del Sistema Hidrostático Introducción Los controles del sistema hidrostático estudiados en esta lección cumplen funciones importantes, como son limitar las presiones máximas, enfriar y purgar el aceite de los componentes de la bomba y del motor hidráulicos, añadir fluido de compensación para las fugas del sistema y funcionar como controles mecánicos simples del control del sentido de giro del motor. La información de esta lección permitirá que los estudiantes entiendan la operación de los controles del sistema hidrostático que se usan en una gran variedad de máquinas.
Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de: 1. Identificar Identificar los siguientes siguientes componentes componentes en un un sistema de mando hidrostático: A. Válvula de de alivio de paso B. Válvula de de lanzadera lanzadera de descarga descarga C. Válvula de alivio alivio de descar descarga ga D. Bom Bomba ba de carga carga E. Filt Filtro ro del sistema sistema de de carga carga F. Válv Válvula ula de comp compensa ensación ción G. Válvula de de alivio de carga carga H. Válvula de control de la bomba I. Bo Bomb mbaa de ma mand ndo o J. Motor 2. Indicar el propósito propósito de cada componente componente y su funcionam funcionamiento. iento. 3. Trazar Trazar el flujo de aceite aceite a través través de los diferentes diferentes componentes componentes de cada dirección de operación.
o c i t á t s o r d i H a m e t s i S l e d s e l o r t n o C : 2 n ó i c c e L
Unidad 3 Lección 2
3-2-2
Sistemas Hidráulicos de la Máquina
MOTOR
BOMBA
Fig. 3.2.1 Bucle cerrado con motor fijo y bomba variable, bidireccional
Sistema de bucle cerrado Un sistema hidrostático de bucle cerrado con bomba de caudal variable y motor de caudal fijo, bidireccional (fig. 3.2.1), se usará para describir la función de los componentes de control de la mayoría de los sistemas hidrostáticos modernos. Los componentes se adicionarán uno a la vez para entender mejor la función de cada componente de control.
BO MBA
VALVULAS D E A L IV I O D E C RU C E
M O TOR
Fig. 3.2.2 Válvulas de alivio de cruce
Válvulas de alivio de cruce Cuando la presión de la válvula de alivio se excede, las válvulas de alivio de cruce ubicadas entre la bomba y el motor envían el aceite de suministro de presión alta al lado de succión de presión baja de la bomba. Se requieren dos válvulas de alivio para los sistemas hidrostáticos de bucle cerrado bidireccional, como se muestra en la figura 3.2.2.
Unidad 3 Lección 2
3-2-3
Sistemas Hidráulicos de la Máquina
Sin embargo, los sistemas hidrostáticos de bucle cerrado, unidireccional y todos los sistemas hidrostáticos de bucle abierto requieren sólo de una válvula de alivio de cruce. El flujo a través de la válvula de alivio se envía al lado de succión de presión baja de la bomba en los sistemas hidrostáticos de bucle cerrado, unidireccional. El flujo a través de la válvula de alivio se envía al tanque en los sistema hidrostáticos de bucle abierto. TUBERIADE DESCARGA
VALVULA DE ALIVIO DE DESCARGA BOMBA
VALVULAS DE ALIVIO DECRUCE
MOTOR VALVULA DE LANZADERA DE DESCARGA
ENFRIADOR DE ACEITE TANQUE
Fig. 3.2.3 Sistema de descarga y válvulas de alivio de cruce
Sistema de descarga El sistema de descarga consta de dos válvulas, una de lanzadera y la otra de alivio (figura 3.2.3). Cuando la bomba aumenta el caudal, la presión alta del lado de salida de la bomba del sistema de bucle cerrado desplaza la válvula de lanzadera. El aceite del lado de presión baja del sistema de bucle cerrado fluye a través de la válvula de lanzadera a la válvula de alivio de descarga. La válvula de alivio de descarga mantiene una contrapresión ajustada en el lado de presión baja del sistema de bucle cerrado. El aceite de descarga a través de la válvula de alivio fluye a la caja del motor. Cuando el aceite pasa a la caja del motor, enfría las piezas giratorias y arrastra las partículas de desgaste de la caja del motor. El aceite de drenaje de la caja del motor fluye a la caja de la bomba y enfría y purga la bomba. El aceite de drenaje de la caja de la bomba fluye al tanque a través del enfriador de aceite. En algunos sistemas, el aceite de drenaje de la caja del motor regresa directamente al tanque. La bomba debe entonces usar su propio aceite de drenaje de la caja u obtener aceite de alguna otra fuente para el enfriamiento y limpieza. El circuito de aceite de drenaje de la caja desde la bomba o motor hasta el tanque puede también ser diferente en algunos sistemas. El aceite de drenaje de la caja puede fluir a través de un enfriador, a través de un enfriador y un filtro, o solamente a través de un filtro antes de regresar al tanque.
Unidad 3 Lección 2
3-2-4
Sistemas Hidráulicos de la Máquina
TUBERIADE DESCARGA
VALVULADE COMPENSACION
FILTRO
VALVULA D E A L I VI O D E D E S C AR G A
VALVULA DEALIVIO DECARGA
VALVULAS D E A L I VI O DECRUCE
BOMBA BOMBA DE CARGA
VALVULA DE COMPENSACION
MOTOR
VALVULA DE LANZADERA DEDESCARGA
ENFRIADOR TANQUE
Fig. 3.2.4 Sistema de carga, sistema de descarga y válvulas de alivio de cruce
Sistema de carga El sistema de carga consta de una bomba de carga de caudal fijo, un filtro, dos válvulas de compensación y una válvula de alivio de carga. El sistema de carga provee aceite de compensación al lado de presión baja del sistema de bucle cerrado. Este aceite de compensación reemplaza el aceite que se pierde debido al escape a través del motor y la bomba, y al drenaje a través del sistema de descarga. Sin embargo, el aceite de la salida del motor a través del lado de presión baja del sistema de bucle cerrado es la fuente principal de aceite para la entrada de la bomba. Así, el sistema hidrostático se clasifica aún como un sistema de bucle cerrado. El aceite de bomba de carga fluye a través del filtro a las válvulas de compensación y a la válvula de alivio de carga. La presión alta en el lado de la salida de la bomba cierra la válvula de compensación del lado de presión alta. La válvula de alivio del sistema de carga se ajusta para drenar a una presión mayor que el ajuste de la válvula de alivio de descarga. Esto permite que la presión del sistema de carga sea mayor que la presión en el lado de presión baja del sistema de bucle cerrado. La válvula de compensación entre el sistema de carga y el lado de presión baja se abre debido al aceite de sistema de carga de presión alta. El aceite del sistema de carga fluye a través de la válvula de compensación al lado de presión baja para compensar la pérdida de aceite por las fugas de la bomba y el motor, y por los procesos de descarga. Cuando la presión en el lado de presión baja está cerca o es igual a la presión de ajuste máxima de la válvula de alivio de carga, el aceite del sistema de carga fluye al tanque a través de la válvula de alivio de carga.
Unidad 3 Lección 2
3-2-5
Sistemas Hidráulicos de la Máquina
SISTEMA DE MANDO HIDROSTATICO DE BUCLE CERRADO T U B ER I A D E D E S C AR G A
VALVULAD E COMPENSACION VALVULA DECONTROL DELA BOMBA
FILTRO
VALVULADE ALIVIO DEDESCARGA
VALVULA DEALIVIO DECARGA
VALVULA DE ALIVIO DECRUCE
BOMBA BOMBA DE CARGA VALVULA COMPENSADORA
MOTOR
VALVULA DE LANZADERA DE DESCARGA
ENFRIADOR
TANQUE
Fig. 3.2.5 Válvula de control de la bomba, sistema de carga, sistema de descarga y válvulas de alivio de cruce
Válvula de control de la bomba La válvula de control de la bomba, mostrada en la figura 3.2.5, es un carrete de válvula mecánico simple. Cuando el carrete de la válvula se mueve en un sentido, se envía aceite del sistema de carga al pistón accionador de la bomba para aumentar el caudal de la bomba en el lado superior del sistema de bucle cerrado. Cuando el carrete de válvula se mueve en el sentido opuesto, se envía aceite del sistema de carga para aumentar el caudal de la bomba en el lado inferior del sistema de bucle cerrado. Cuando el carrete de la válvula está en la posición central, se bloquea el aceite del sistema de carga y no entra al pistón accionador de la bomba, y los extremos del pistón accionador de la bomba se conectan a un orificio de retorno al tanque hidráulico. La bomba regresa a la posición de ángulo cero (NEUTRAL) por acción de los resortes mecánicos. En la mayoría de los sistemas de mando hidrostático de bucle cerrado, la válvula de control mecánica se reemplaza con válvulas controladas eléctricamente y/o hidráulicamente. La descripción de cómo funcionan estas válvulas se estudiará en la siguientes lecciones de la unidad 3.
Unidad 3 Copia del Instructor: Examen 3.2.1
-1-
Sistemas Hidráulicos de la Máquina
Nombre_____________________________
Examen 3.2.1: Sistema de mando hidrostático de bucle cerrado
4 2
5 9
6 7
1 3
5
8
10
Indique el nombre específico del componente señalado con cada número del diagrama arriba. 1. Bomba de carga
6. Válvula de alivio del sistema de carga
2. Filtro del sistema de carga
7. Válvula de alivio de cruce de presión alta
3. Bomba de caudal variable bidireccional
8. Carrete de lanzadera del sistema de descarga
4. Válvula de control de caudal de la bomba
9. Válvula de alivio del sistema de descarga
5. Válvulas de compensación del sistema de carga 10. Motor de caudal fijo bidireccional
1 . 2 . 3 n e m a x E : r o t c u r t s n I l e d a i p o C
Unidad 3 Copia del Estudiante: Examen 3.2.1
-1-
Sistemas Hidráulicos de la Máquina
Nombre _________________________________
Examen 3.2.1: Sistema de mando hidrostático de bucle cerrado
4 2
5 9
6 7
1 3
8
5
Indique el nombre específico del componente señalado con cada número del diagrama arriba. 1.
6.
2.
7.
3.
8.
4.
9.
5.
10.
10
1 . 2 . 3 n e m a x E : e t n a i d u t s E l e d a i p o C
