Manual Sistema Hydrostatico

CURSO: CURSO: HIDRÁULICA HIDRÁULICA III FSAA – DMSE0020C

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Material del Estudi Estu diante ante MODULO 5

MODULO 5: SISTEMAS SISTEMAS HIDROSTATICOS HIDROSTATICOS El propósito de este módulo es presentar los sistemas hidrostáticos, su clasificación y diversas aplicaciones en máquinas Caterpillar.

ÍNTRODUCCIÓN

Los sistemas hidrostáticos toman una energía mecánica rotatoria de un motor diesel o eléctrico y la convierten en una fuente de poder hidráulica usando una bomba, la potencia hidráulica es convertida otra vez en potencia mecánica usando un motor hidráulico para mover un ventilador, una transmisión, mandos finales, un diferencial o una bomba

OBJETIVOS Al término de este módulo, el estudiante estará en capacidad de:

FERREYROS S.A.A. ESCH y JGR–JUN 04

1.

Explicar la diferencia entre circuito abierto y cerrado en un sistema de mando hidrostático

2.

Identificar los diversos componentes usados en sistemas hidrostáticos

3.

Identificar los componentes de un sistema sistema de mando de ventilador

4.

Identificar los componentes de un sistema de conducción hidrostático

5.

Realizar con una eficacia del 100% las pruebas y ajustes del manual de servicio

6.

Trazar el flujo de aceite hidráulico para cada uno de los sistemas sistemas hidrostáticos analizados en todos sus modos de operación.

Desarrollo Técnico

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Material del Estudiante MODULO 5

LECCIÓN 5.1: TIPOS DE SISTEMAS Sistema Hidrostático de Circuito Abierto (Open Loop) Mono direccional, fijo – fijo, es usado en los ventiladores

Bomba variable mono direccional, motor fijo bidireccional, en las excavadoras

Sistema Hidrostático de Circuito Cerrado (Closed Loop) Monodireccional, fijo- fijo, en aplicaciones industriales

Monodireccional, bomba variable, motor fijo, en algunos ventiladores que regulan su velocidad según la temperatura


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Mono direccional, bomba fija, motor variable

Bidireccional, bomba variable, motor fijo, el ángulo del plato oscilante debe girar en ambos sentidos, por ejemplo +17° pasar a 0° y continuar a –17°, se usan en los sistemas de propulsión de las máquinas obteniendo infinitas velocidades en ambos sentidos

Bidireccional, variable – variable, usa un motor y bomba más pequeños obteniendo los mismos resultados que el anterior, otra ventaja es regular el torque de salida del motor, a mayor ángulo del motor gira mas lento pero con mayor torque, a menor ángulo de su plato oscilante girará más rápido pero con menor torque de salida, le motor no puede invertir la dirección de rotación (llegar a ángulo cero) es usado en los sistemas de propulsión mas modernos


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LECCIÓN 5.2 COMPONENTES Y CONTROLES DEL SISTEMA Empezamos con un sistema de lazo o circuito cerrado, bi direccional, bomba de desplazamiento variable y motor de desplazamiento fijo, se le añadirán los componentes de control

Válvulas de alivio cruzadas, cuando la presión del sistema excede un valor estas válvulas se abrirán descargando al lado de menor presión

Sistema de Limpieza, consiste de dos válvulas, una válvula de enlace y una de alivio, a veces llamado el conjunto válvula de aceite caliente (hot oil shuttle valve)pues descarga aceite de este circuito cerrado hacia el tanque, la válvula de alivio limita la presión de la línea de menor presión, existen siempre los drenajes de la bomba y el motor, ambos descargan directamente al tanque, en esta figura el flujo desde la válvula shuttle pasa por el motor enfriándolo y hace lo mismo con la bomba, otros sistemas requieren una fuente adicional de aceite para la bomba


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Sistema de carga, este sistema consta de otra bomba de desplazamiento fijo, un filtro, una válvula de alivio del sistema de carga y dos válvulas check en función compensadoras, esta válvula de alivio esta a un valor ligeramente mayor que la válvula de alivio de la shuttle lo que permite siempre funcionar a su válvula make up, la otra permanece cerrada por la presión mayor

Válvula de control de la bomba, en nuestra figura consta de un simple mecanismo de control con mando manual, el sistema de carga alimenta la válvula 4/3 dirigiendo aceite para mover el plato oscilante de la bomba variando su desplazamiento, en la posición neutral a resorte el ángulo del plato de la bomba es cero, es decir no hay flujo


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LECCIÓN 5.3: APLICACIONES DE SISTEMAS Sistema de Mando del Ventil ador


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En el cargador 950G la bomba de mando del ventilador esta al lado derecho de la máquina en los engranes de sincronización del motor diesel, tiene una toma de presión

El enfriador de aceite (1) esta al frente del radiador (2), aquí también vemos el condensador de aire acondicionado opcional (3), la válvula de desvío (4) bypass del enfriador de aceite limita la máxima presión dentro a 448 +/- 55 kPa (65 +/- 8 PSI) esta abre cuando el motor arranca por el aceite frío, conforme el aceite se calienta esta válvula cierra como si fuera un termostato

El motor del ventilador (1) fan motor es del tipo engranajes, este mueve los alabes del ventilador (2), ingreso de aceite (3), drenaje (4) y salida de aceite (5)

El filtro de aceite (1) esta sobre el tanque al lado derecho de la máquina, tiene su válvula de desvío (2) y un interruptor (3) que informa al CMS Caterpillar Monitoring System que el filtro esta siendo bypaseado, también esta la toma de muestras de aceite(4) y toma de presión de la bomba de dirección (5)


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Sistema de Conducción Hidrostático Estudiaremos el sistema de Conducción Hidrostático de un cargador 906 que es similar a otras máquinas Caterpillar, el sistema de conducción permite el movimiento del cargador adelante y atrás, la dirección en esta máquina es tipo HMU que ya se analizo

Los componentes principales son el grupo de bomba, el grupo del motor y el grupo de filtro, una válvula de aceleración (Creeper Valve) le permite al operador cuando esta en cualquier posición de velocidad, aumentar la máxima velocidad de la máquina, este motor hidráulico esta montado en una caja de engranajes llamada caja de conducción hidrostática, esta caja conecta mediante uniones universales cardan los ejes delantero y posterior de las ruedas de la máquina En el lado derecho del compartimiento posterior vemos la bomba (1), filtro de aceite hidráulico (2), tapón de toma de muestras (3), tapón de toma de presión (4) y visor del tanque de aceite hidráulico (5)


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El enfriador de aceite esta detrás de la cabina al lado derecho de la máquina, frente suyo esta el tubo de llenado hidráulico

Los componentes de la bomba, el actuador (1) mueve el plato oscilante de la bomba variando su desplazamiento, la bomba de carga (2) llena aceite en el arranque y por las make up, también es la fuente de señal de presión para el controlador de la bomba y motor, (3) la válvula de presión de sobre marcha (POR Pressure Over Ride) limita la máxima presión del sistema, la válvula solenoide (4) Adelante – Neutro – Reversa (FNR Forward, Neutral, Reverse) es energizada por una palanca joystick en la cabina, (5) el tapón MH (Master Hidraulic) mide la mayor presión del circuito cerrado

Las válvulas solenoides FNR están debajo de la bomba, la superior es forward, la inferior de la vista es reverse


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Las válvulas de alivio cruzadas y las de compensación make up (1) cumplen las funciones ya estudiadas anteriormente, la válvula de alivio de la bomba de carga (2) limita su presión, también limita la máxima presión del sistema hidrostático en neutro y la máxima presión del sistema piloto, la válvula de detección de velocidad (3) mide la carga del flujo de aceite y la convierte en señal para controlar la bomba y motor, tapón de presión de carga (4), tapón de presión de señal (5), tapón de presión de drenaje (6)

El motor de conducción (1) esta montado en la caja de conducción o mando hidrostático (2) y esta conectada al eje posterior (3), también transmite potencia de movimiento al eje delantero a través de los cardan (4)


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Componentes del motor hidrostático de pistones axiales de eje inclinado (1), tiene un actuador que varia el ángulo del conjunto rotativo, el barril de cilindros y los pistones, a mayor carrera incrementa el desplazamiento, mas torque y menos velocidad, a menor carrera del actuador ocurre lo opuesto, menos torque y mayor velocidad. La válvula selectora de velocidad (2) cuando se energiza bloque la señal de aceite al actuador que esta en máxima carrera, la velocidad de la máquina se reduce mientras el motor diesel y la bomba de implementos hidráulicos mantienen su rpm, es el modo de velocidad lento SLOW

La válvula solenoide de reversa (3) dirige la mayor presión de aceite del circuito cerrado ya sea en forward o reverse hacia el actuador del motor, la presión del actuador se mide en el tapón (4)


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Componentes del Esquema

Hydrostatic Drive System Pump and Filter Groups Sistema Hidrostático de la Bomba y Grupo de Filtro:

Bomba de Mando Hidrostático (Hydrostatic drive pump): Del tipo desplazamiento variable bidireccional.

Bomba de Carga (Charge pump): Rellena aceite al circuito y también mantiene la presión piloto de señal a bomba y motor

Válvula Detectora de Velocidad (Speed sensi ng valve): Controla la señal de aceite y las compensadoras make up.

Orificio: Localizado encima de la speed sensing valve, permite a las válvulas de sobre marcha y cilindro maestro de frenos funcionar según su diseño

Combinación válvulas de alivio c ruzado y compensadoras (crossover relief and makeup valves): Mantienen una presión mínima en el sistema cerrado y limitan la máxima presión

Válvula de Aliv io del la Bomba de Carga (Charge pump relief valve) : Controla la maxima presión del sistema de carga, en neutral la máxima del sistema hidrostatico y la maxima presión del sistema piloto de implementos Válvul a Adelante, Neutr o, At rás (FORWARD-NEUTRAL-REVERSE (F-N-R): Controla el sentido de marcha Válvula de Presión de Sobre Marcha (Pressure override (POR) valve): Limita la maxima presión del circuito cerrado Filtro, válvula de desvío bypass e interruptor switch : Limita la diferencia o delta de presión entre la entrada y salida del filtro, envía señal cuando se abre el bypass.


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Hydrostatic Drive Motor and Creeper Valve Groups Grupo Motor de Mando Hidrostático

Motor Hidrostático (Hydrostatic drive motor): Bi-direccional, desplazamiento variable, de pistones axiales y eje inclinado (bent axis piston motor) con actuador

Válvula de respuesta (Throttle pin Orifice check valve): Controla el tiempo de respuesta del motor a un cambio de mínima carrera a máxima carrera de su ángulo

Válvula de Control del Desplazamiento del Motor (Motor displacement control valve): Controla el ángulo del conjunto rotatorio que varia el desplazamiento del motor

Válvula Selectora de Velocidad (Speed selector valve): Controla la señal de aceite hacia la válvula de control de desplazamiento

Válvula Solenoid e de Reversa (Reverse sol enoid valv e): Mantiene el suministro de aceite a la válvula de control de desplazamiento

Válvula de Descarga (Flushi ng valve): Continuamente drena aceite del lado de baja presión a través de los componenetes mecánicos del motor hacia el drenaje, también limita la menor presión del circuito

Válvula de Aceleración Opcional (Optional "creeper" valve): Drena aceite de la válvula detectora de velocidad hacia el tanque, esto varia el desplazamiento del motor


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OPERACIÓN DEL SISTEMA


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