OPERACIÓN DE LA BOMBA HIDRÁULICA Y LA VÁLVULA COMPENSADORA DE PRESIÓN Y FLUJO: ANGULAMIENTO , FLUJO COSNTANTE, DESANGULAMIENTO Y CUT OFF Cuando un implemento requiere flujo, una señal es enviada a la válvula de control de la bomba (válvula compensadora) Esta señal causa que la fuerza (resorte marginal + señal de presión) en la parte superior del carrete marginal sea más alta que la presión de suministro en la parte inferior del carrete marginal. El carrete luego se mueve hacia abajo, bloquea el aceite hacia el pistón de control grande y abre un conducto hacia el drenaje. La presión en el pistón de control grande es reducida o eliminada, lo cual permite que el resorte de inclinación mueva el plato angulable hacia un ángulo mayor. La bomba producirá ahora más flujo. Esta condición es llamada “angulamiento” (Upstroking)
Las siguientes condiciones pueden causar el angulamiento de la bomba: 1. Una válvula de control es accionada cuando el sistema esta a la presión baja de espera. 2. El vástago direccional de la válvula de control es movido para obtener adicional flujo. 3. Un circuito adicional es activado 4. Disminuye las rpm del motor. En este caso, la velocidad de la bomba disminuye lo cual causa una disminución en el flujo y presión de suministro de la bomba. La bomba debe entonces angularse para mantener los requerimientos de flujo del sistema. Nota: La señal de presión no necesariamente tiene que incrementarse para que la bomba se angule. Por ejemplo, si un implemento es activado y esta operando a 2000 psi (13800 kPa), la presión de suministro del sistema es 2305 psi (15900 kPa) debido a la señal de presión máxima de 2000 psi más la fuerza del resorte marginal de 305 psi. Ahora, si el operador activa otro implemento a una presión inicial de operación de 1000 psi, la señal de presión máxima es aún 2000 psi, pero la presión de suministro disminuye momentáneamente para proveer el
incremento de flujo necesario ahora para los implementos. La fuerza en la parte superior del carrete marginal (ahora mayor que la fuerza en la parte inferior del carrete marginal) empuja el carrete hacia abajo y permite que el aceite en el control de la bomba se drene. Ahora el ángulo en el plato angulable se incrementa y la bomba provee más flujo.
Flujo Constante (Constant Flow): Cuando el flujo de la bomba se incrementa, la presión de suministro de la bomba también se incrementa. Cuando la presión de suministro (rojo) se incrementa e iguala la suma de la presión de carga (señal de presión) más la presión del resorte marginal, el carrete marginal se mueve hacia la posición de dosificación (metering position) y el sistema comienza a estabilizarse.
La diferencia entre la señal de presión y la presión de suministro de la bomba es el valor del resorte marginal, el cual es 305 psi (2100 kPa)
Disminución de la carrera (Destroking) Operación de la bomba y del compensador (1) Resorte (2) Resorte (3) Línea a la válvula de control (4) Piston Actuador (5) Swashplate (6) Piston Bias (7) Resorte Bias (8) Caja de drenaje (9) Pasaje (10) Pasaje (11) Pasaje (12) Pasaje (13) Carrete compensador de Presión (14) Carrete compensador de Flujo (15) Cavidad (16) Línea de señal de la válvula de control (AA) Alta presión de aceite (EE) Aceite Piloto (LL) Tanque de aceite
Destroking ocurre cuando la bomba está reduciendo el flujo de salida de la bomba. Destroking también ocurre cuando señal de presión disminuye debido a una disminución de la presión de carga. La señal de presión reducida fluye a través de la línea (16) La señal de presión llena la cavidad (15) La señal de presión junto con la fuerza del resorte (1) en la cavidad (15) es menor que la presión de la bomba en el pasaje (11) El carrete (14) ascenderá. El aceite detrás del
pistón del actuador (4) no puede pasar por el pasaje (10) a la caja de drenaje (8) El aceite de la Bomba fluye a través del pasaje (11), pasa el carrete (14), a través del pasaje (12) ingresando al pistón del actuador (4). La Fuerza detrás del pistón del actuator (4) es ahora mayor que la fuerza combinada de pistón Bias (6) y el resorte (7) El ángulo del swashplate (5) disminuye. El flujo de la bomba disminuye. La presión del Sistema disminuye. As system pressure approaches 2100 kPa (305 psi) (margin pressure) flow compensator spool (14) moves down to the metering position. Also, as the pressure approaches 3600 kPa (520 psi) (low pressure standby) flow compensator spool (14) moves down to the metering position. Swashplate (5) maintains a slight angle that is sufficient to make up for system leakage and swashplate (5) provides the lower required pressure. Cuando la presión del sistema se acerca a 2100 kPa (305 psi) (presión de margen) el carrete compensador de flujo (14) desciende a una posición estable. También cuando la presión se acerca a 3600 kPa (520 psi) (baja presión de standby) el carrete compensador de flujo (14) desciende a una posición estable. El Swashplate (5) mantiene un ángulo ligero que es suficiente para compensar por fugas y el swashplate (5) proporcionara una mínima presión requerida.
DESANGULAMIENTO (DESTROKING): Cuando menos flujo es necesario, la bomba es “des-angulada” (destroked) La bomba se desangula cuando la fuerza en la parte inferior del carrete marginal comienza a ser más alta que en la parte superior. El carrete marginal luego se mueve hacia arriba y permite que más flujo vaya al pistón de control grande. La presión en el pistón de control grande luego supera la fuerza combinada del pistón de control pequeño y el resorte de inclinación y mueve el plato angulable a un ángulo menor. La bomba ahora produce menos flujo. Las siguientes condiciones pueden causar el des-angulamiento de la bomba: 1. Todos las válvulas de control de los implementos son movidas a la posición fija. La bomba retorna a presión baja de espera. 2. El vástago direccional de la válvula de control es movido para reducir el flujo 3. Un circuito adicional es desactivado 4. Las rpm del motor. En este caso, la velocidad de la bomba se incrementa causando un incremento de flujo. La bomba se des-angulará para mantener los requerimientos de flujo del sistema. Cuando el flujo de la bomba disminuye, la presión de suministro de la bomba también disminuye. Cuando la presión de suministro de la bomba (rojo) disminuye y alcanza a la suma de la presión de carga (señal de presión) más la presión marginal, el carrete marginal se mueve a la posición de dosificación y el sistema se estabiliza.
La señal de presión no necesariamente tiene que disminuir para que la bomba se desangule. Por ejemplo, si dos implementos están activados, uno de ellos a 2000 psi y el otro a 1000 psi, la presión de suministro del sistema es 2305 psi debido a la señal de presión máxima de 2000 psi más la fuerza del resorte marginal. Ahora, si el operador retorna el implemento con 1000 psi a la posición fija. La señal de presión máxima es aún 2000 psi, pero la presión de suministro se incrementa debido a la reducción del flujo necesario a los implementos. La presión de suministro empujará el resorte marginal hacia arriba y permitirá que más aceite vaya al control de la bomba lo cual causa que la bomba se des-angule. High Pressure Stall (Cutoff): Operación de la bomba y del compensador (High Pressure Stall) (1) Resorte (2) Resorte (3) Línea a la válvula de control (4) Piston Actuador (5) Swashplate (6) Piston Bias (7) Resorte Bias (8) Caja de drenaje (9) Pasaje (10) Pasaje (11) Pasaje (12) Pasaje (13) Carrete compensador de Presión (14) Carrete compensador de Flujo (15) Cavidad (16) Línea de señal de la válvula de control (AA) Alta presión de aceite (EE) Aceite Piloto (LL) Tanque de aceite
El compensador de presión (o carrete de corte) esta en paralelo con el carrete marginal. El compensador de presión limita la presión máxima del sistema a cualquier desplazamiento dado de la bomba. El ajuste de la presión máxima del compensador de presión es 3700 psi (25500 kPa) El carrete es mantenido hacia abajo durante la operación normal por el resorte del compensador de presión. Durante el calado, la señal de presión, la cual esta limitada a 3200 psi (22050 kPa) por la válvula de alivio de la señal de presión, controla la máxima señal de carga enviada al carrete marginal de la bomba. Limitando la máxima señal de carga a la bomba previene a esta del des-angulamiento a un desplazamiento mínimo por el compensador de presión cuando otros circuitos estén operando a menores presiones. Cuando sólo un circuito es operado y calado (como se muestra en el dibujo), la bomba normalmente se des-angulará porque el cilindro(s) esta(n) al final de su carrera. En calado, limitando la señal de presión a 3200 psi se limita la máxima presión de operación a 3505 psi (24170 kPa) Si la presión del sistema excede la máxima presión de operación, el compensador de presión des-angulará la bomba a un desplazamiento mínimo.
Si el compensador de presión falla en des-angular la bomba o si un pico de presión ocurre transitoriamente al des-angularla, la válvula de alivio principal del sistema en la válvula de combinación enviará el exceso de presión al tanque. Esta válvula esta ajustada a 3900 psi (27000 kPa)
Hemos aprendido como trabaja la bomba recibiendo una señal, esa señal llega luego de compararse con otras cargas en el sistema hidráulico
La figura muestra la ruta de la señal de presión desde la válvula de levantamiento de la hoja en el circuito de señal. La señal de levantamiento de la hoja (anaranjado) fuerza a todas las válvulas de retención de señal y a las válvulas compensadoras en todas las válvulas de los implementos a la posición cerrada. Aunque la señal de presión de la dirección esta presente, la señal es menor que la señal de presión de levantamiento de la hoja. La bola de la válvula resolver de señal es movida a la izquierda, lo cual envía la señal de presión mayor (de levantamiento de la hoja) a la válvula compensadora. Cuando se diagnostiquen problemas en el circuito de señal, recuerde que si una de las válvulas de retención de señal esta con fuga, todos los otros implementos estarán lentos. Cuando el implemento con la válvula de
retención de señal con fuga es operado, la velocidad del cilindro correspondiente será normal. Este implemento tiene la válvula de retención de señal con fuga.
