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Lección 3: Sistema hidráulico de dirección del Cargador de Ruedas 950G

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Introducción

Esta lección presenta la nomenclatura, las funciones de loscomponentes y la operación del sistema de dirección LS/PC (conHMU) usado actualmente en el Cargador de Ruedas 950G.

Objetivos

Al terminar esta lección, el estudiante podrá:

1. Identificar los componentes del sistema hidráulico dedirección LS/PC del Cargador de Ruedas 950G.

2. Definir la función del sistema hidráulico de dirección LS/PCdel Cargador de Ruedas 950G, en todas las posiciones delvolante de dirección.

3. Trazar el flujo de aceite a través del sistema hidráulico dedirección LS/PC del Cargador de Ruedas 950G, en todas lasposiciones del volante de dirección.

4. Realizar los procedimientos de pruebas y ajustes, como seindica en el Manual de Servicio.

Material de referencia

La información de servicio para las máquinas usadas en las prácticasde taller.

Herramientas

Las herramientas apropiadas, como se indica en la información deservicio para las máquinas usadas en las prácticas de taller.

http://www.maquinariaspesadas.org/

TANQUEHIDRÀULICO BOMBA

DE DOSIFICACIÓN

VÁLVULADE CONTROL

DE DIRECCIÓN

VÁLVULASNEUTRALIZADORAS

CILINDRODE DIRECCIÓN

MOTOR Y BOMBADE DIRECCIÓNSECUNDARIA

VÁLVULADE DIRECCIÓNSECUNDARIA

BOMBADE DIRECCIÓN

SISTEMA PILOTO

SISTEMA PRINCIPAL

SISTEMA SECUNDARIO

COMÚN PARA TODOSLOS SISTEMAS

COMPONENTES DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN

Fig. 2.3.1 Componentes del sistema de dirección

La figura 2.3.1 muestra los componentes del sistema de dirección delos Cargadores de Ruedas 950G y 962G.

Unidad 2 2-3-2 Sistemas Hidráulicos de la MáquinaLección 3


Fig. 2.3.2 Bomba de dirección

La bomba de dirección (1) es una bomba de pistones variable,montada en la parte trasera de la bomba de la transmisión (2), al ladoderecho superior de la transmisión (3). El aceite fluye a la bombadesde el tanque, a través de una manguera de succión y del tubo deentrada de la bomba (4). Desde la bomba, el aceite fluye a la válvulade control de dirección dentro del bastidor derecho.

En la figura también se muestran la bomba principal del implemento(5) y la bomba de los frenos y piloto (6).


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Fig. 2.3.3 HMU (parte delantera, debajo de la cabina)

La Unidad de Dosificación Manual (HMU) (1) está conectada en laparte inferior de la columna de dirección y se encuentra debajo en laparte delantera de la cabina.

Cuando se gira el volante de dirección, la HMU envía aceite piloto alcarrete de control de dirección en la válvula de control de dirección,lo cual hace que el carrete se mueva y que la máquina gire. La HMUtambién envía aceite de presión de señal, a través de la manguera deseñal (2), a la válvula compensadora en la bomba de dirección. Estapresión de señal se puede medir en la toma de presión (3).


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Fig. 2.3.4 Válvula de control de dirección (riel del bastidor derecho)

La válvula de control de dirección (1) se encuentra en el riel delbastidor derecho, encima del tanque hidráulico. El aceite de la bombafluye, a través de una manguera de suministro (2), a la válvula decontrol de dirección. El aceite piloto fluye desde la válvula de controlde dirección, por la manguera de suministro (3), a la HMU.

Cuando el volante de dirección se gira a la izquierda, la HMU envíael aceite piloto por la manguera de giro a la izquierda (4), para moverel carrete de control de dirección, para un giro a la izquierda.

Cuando el volante de dirección se gira a la derecha, la HMU envía elaceite piloto por la manguera de giro a la derecha (5), para mover elcarrete de control de dirección, para un giro a la derecha.

En la figura también se muestran la válvula de alivio auxiliar dedirección (6), la manguera de retorno al tanque (7), la manguera dedrenaje de la HMU (8) y la tubería de presión de señal (9).


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Fig. 2.3.5 Válvulas neutralizadoras (bastidor trasero)

Las dos válvulas neutralizadoras (1) están montadas en el bastidortrasero. Cada válvula neutralizadora tiene un deflector ajustable (2),montado en el bastidor delantero.

Cuando la máquina realiza un giro completo (a la izquierda o a laderecha), el respectivo deflector hará contacto con la válvulaneutralizadora en el extremo de la articulación. El deflector mueve laválvula neutralizadora y bloquea el flujo de aceite al carrete decontrol de dirección. Con el flujo de aceite bloqueado, el resortecentrador del carrete de control de dirección centra el carrete, y lamáquina detiene el giro.

En la figura también se muestran los acumuladores de servicio de losfrenos (3).


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Fig. 2.3.6 Cilindro de dirección derecho

La válvula de control de dirección (1) envía aceite al cilindro dedirección derecho (2) y al cilindro de dirección izquierdo (nomostrado). El extremo del vástago del cilindro está conectado albastidor delantero (3) y el extremo de la cabeza al bastidor trasero(4).

En la figura también se muestra el filtro de aceite del sistemahidráulico (5).


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Fig. 2.3.7 Componentes de dirección secundaria (dentro del bastidor izquierdo)

El interruptor de presión de dirección secundaria (1) y el de presiónde dirección primaria están instalados en la válvula de direcciónsecundaria (3). La válvula de dirección secundaria se encuentradentro del bastidor izquierdo, por encima de la bomba de direcciónsecundaria y del motor (4).


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Fig. 2.3.8 HMU

La HMU se divide en dos secciones principales. La sección grande(1) es la de la válvula de giro, y la sección pequeña (2) es la dedosificación. La sección de la válvula de giro bloquea el aceite de labomba cuando la HMU está en la posición neutral y envía el aceite ala sección de dosificación, y a la válvula de control de direccióncuando el volante de dirección se gira a la derecha o a la izquierda.

El extremo derecho (3) está empernado al eje de la columna dedirección. La HMU se acciona al girar el volante de dirección. Loscuatro orificios de conexión hidráulica son: el de aceite piloto paragiro a la izquierda (4), el de aceite piloto para giro a la derecha (5), elde suministro de aceite desde la válvula de control de dirección (6) yel de retorno al tanque (7).


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Fig. 2.3.9 HMU (sección de dosificación)

La sección de dosificación de la HMU (figura 2.3.9) consta delestator (1) y del rotor (2).

El eje impulsor (3) está estriado al rotor. El extremo opuesto del ejeimpulsor se une a un pasador, que se sostiene por el carrete externo(4) en la sección de la válvula de giro (vea la figura 2.3.10).


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Fig. 2.3.10 HMU (sección de la válvula de giro)

La sección de control de la válvula de giro de la HMU tiene el carreteinterno (1) con conductos del carrete (2) y el carrete externo (3) conorificios (4). El carrete interno está estriado al eje del volante dedirección. El carrete externo se conecta, mediante un pasador, a lasección de dosificación.

Cuando el carrete interno se inserta completamente en el carreteexterno, las hojas de ballesta descentradas (5) se insertan en la ranuradel manguito (6).

Cuando el volante de dirección está fijo, la sección de control está enla posición neutral. No hay alineación entre los conductos del carreteinterno y los orificios del carrete externo. Los carretes funcionancomo una válvula de centro cerrado. Cuando el volante de direcciónse gira a la derecha o a la izquierda, ciertos conductos en el carreteinterno se alinean con orificios en el carrete externo, lo cual hace queel aceite de la bomba fluya a través de ellos. Cuando se libera elvolante de dirección, la hoja de ballesta gira el carrete externonuevamente a la posición neutral.


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Fig. 2.3.11 HMU (caja de la válvula)

En la caja de la válvula de giro de la HMU hay conductos (1) queenvían aceite hacia y desde la sección de dosificación. También hayconductos tipo ranura (2) en la caja, en donde se envía aceite desde yhacia el grupo de válvula de giro. Cada ranura se conecta a uno de losorificios que llegan al lado de la caja.


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2


CILINDROSDE DIRECCIÓN

SISTEMA DE DIRECCIÓNPOSICIÓN FIJA

VÁLVULA

DE CONTROL

DE DIR

ECCIÓN


VÁLVULA DE DIRECCIÓN

SECUNDARIA

VÁLVULANEUTRALIZADORA


HMU

VÁLVULA DERETENCIÓN

BOMBA

TANQUE

Fig. 2.3.12 Diagrama de bloques del sistema hidráulico de dirección

El diagrama de bloques de la figura 2.3.12 muestra los componentesy el flujo de aceite del sistema hidráulico de dirección de loscargadores 950G y 962G. El circuito de dirección principal consta dela bomba de dirección, la válvula de control de dirección y loscilindros de dirección. La bomba de dirección extrae aceite deltanque y envía el flujo de aceite a la válvula de control de dirección.La válvula de control de dirección envía el aceite de la bomba dedirección a los cilindros de dirección y también suministra aceite alcircuito piloto de dirección.

Los componentes dentro de la válvula de control de dirección (vea lafigura 2.3.13) incluyen la válvula de alivio de respaldo y las válvulasde alivio de dos vías. La válvula de alivio de protección protege elsistema respecto de la presión excesiva si ocurre un funcionamientodefectuoso en la válvula compensadora de la bomba. Las válvulas dealivio de dos vías limitan la presión máxima en los cilindros dedirección cuando el carrete de dirección está en la posición FIJA.

El circuito piloto de dirección consta de la HMU, una válvula deretención y dos válvulas neutralizadoras. El aceite de suministro delsistema piloto proviene de la válvula de control de dirección. Cuandoel volante de dirección se mueve hacia la izquierda o hacia laderecha, la HMU envía aceite piloto, a través de la respectiva válvulaneutralizadora, a la válvula de control de dirección. El aceite pilotomueve el carrete de dirección dentro de la válvula de control dedirección, que envía aceite de suministro de la bomba a los cilindrosde dirección.

El sistema de dirección secundaria consta de la bomba y el motor dedirección secundaria y de la válvula de dirección secundaria. Laválvula de dirección secundaria contiene dos válvulas de retención yademás, el interruptor de presión de dirección primaria y elinterruptor de presión de dirección secundaria.



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Fig. 2.3.13 Diagrama del sistema hidráulico de dirección (POSICIÓN FIJA)

Cuando el motor está en funcionamiento y el sistema de dirección en laposición FIJA, la bomba de dirección extrae aceite del tanque hidráulico yfluye, a través de la válvula de dirección secundaria, a la válvula de aliviode respaldo y al carrete de dirección de la válvula de control de dirección.

El aceite también fluye, a través del orificio de control de flujo de la válvulade control de dirección, a la HMU. Una pequeña cantidad de aceite fluye,entonces, al tanque hidráulico por un orificio de la HMU.

La HMU y la bomba de dirección están conectadas mediante una tubería deaceite hidráulico. Esta tubería de aceite hidráulico hace que fluya el aceitede presión de señal a la válvula compensadora de presión y de flujo unida ala bomba de dirección. Si la presión de la señal de aceite es baja, la bombade dirección disminuirá el caudal. Si la presión del aceite de señal es alta, labomba de dirección aumentará el caudal.

En la posición FIJA, el flujo de aceite desde la bomba de dirección hasta loscilindros de dirección se bloquea en el carrete de dirección de la válvula decontrol de dirección.

En la posición FIJA, no hay presión de señal que se detecte en la válvulacompensadora de la bomba de dirección. La bomba de dirección pasa a laposición de RESERVA DE PRESIÓN BAJA.

En la posición de RESERVA DE PRESIÓN BAJA, la bomba producesuficiente flujo para compensar el drenaje en el sistema, y mantienesuficiente presión del sistema para proporcionar una respuesta instantáneacuando se gire el volante de dirección.

NOTA: La operación de la bomba de dirección se estudió en la lecciónNo. 2.



HMU

SISTEMA DE DIRECCIÓNGIRO A LA IZQUIERDADEL SISTEMA

DEL IMPLEMENTO

GRUPODE BOMBAS

VÁLVULADE DIRECCIÓNSECUNDARIA


IZQUIERDA

CARRETESELECTOR VÁLVULA DE CONTROL DE DIRECCIÓN


CARRETEDIRECCIONAL

VÁLVULA DE ALIVIODE PROTECCIÓN

ORIFICIODE CONTROL

DE FLUJO

VÁLVULADE DESCONEXIÓN

DE ALIVIO

Fig. 2.3.14 Diagrama del sistema hidráulico de dirección (GIRO A LA IZQUIERDA)

Durante un GIRO A LA IZQUIERDA con el motor en funcionamiento, labomba de dirección envía aceite de suministro, a través de la válvula dedirección secundaria, hasta la válvula de control de dirección y la HMU.

Cuando el volante de dirección se gira hacia la izquierda para hacer unGIRO A LA IZQUIERDA, el aceite piloto fluye desde la HMU, por laválvula neutralizadora izquierda, hasta el carrete selector dentro de laválvula de control de dirección. El carrete selector se mueve hacia abajo yenvía el flujo de aceite hacia el extremo superior del carrete de dirección. Elcarrete de dirección se mueve hacia abajo contra la fuerza del resortecentrador.

Cuando el carrete de dirección se mueve hacia abajo, el aceite piloto y elaceite de la bomba de dirección principal fluyen a través del carrete dedirección. El aceite de la bomba de dirección fluye al extremo del vástagodel cilindro de dirección izquierdo y al extremo de la cabeza del cilindro dedirección derecho. El aceite piloto fluye por un orificio en el carrete dedirección y puede combinarse con el aceite de la bomba de dirección através de una válvula de retención. El aceite piloto también fluye deregreso, por el carrete selector, al extremo inferior del carrete de direcciónpara controlar su movimiento.

Al mismo tiempo que fluye aceite a los dos cilindros de dirección, el aceitede regreso fluye del extremo de la cabeza del cilindro de direcciónizquierdo y del extremo del vástago del cilindro de dirección derecho, pordel carrete de dirección, de regreso al tanque hidráulico.

La máquina hará un GIRO A LA IZQUIERDA.



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Fig. 2.3.15 Diagrama del sistema hidráulico de dirección (GIRO COMPLETO A LA IZQUIERDA)

Durante un GIRO COMPLETO A LA IZQUIERDA con el motor enfuncionamiento, el percutor izquierdo hace contacto con la válvulaneutralizadora izquierda. La válvula neutralizadora se mueve a laposición cerrada y el flujo de aceite desde la HMU hasta la válvula decontrol se bloquea en la válvula neutralizadora izquierda.

El carrete selector de dirección y el carrete de dirección regresan a laposición central. El flujo a los cilindros de dirección se bloquea en elcarrete de dirección de la válvula de control de dirección y lamáquina deja de girar.

Las válvulas neutralizadoras evitan que el bastidor delantero de lamáquina haga contacto con el bastidor trasero durante un girocompleto a la derecha o a la izquierda.



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Fig. 2.3.16 Diagrama del sistema hidráulico de dirección (operación de la bomba secundaria)

Si la bomba de dirección o el motor fallan, el interruptor de presiónprincipal detectará la presión baja en el sistema de dirección. El interruptorde presión de dirección principal se cierra y envía una señal al sistema deverificación, que advierte de este hecho al operador. Después de un segundode demora, el Módulo de Control de la Transmisión acciona el relé de labomba de dirección secundaria y se activa el motor eléctrico. Al mismotiempo, se ENCIENDE el indicador de dirección secundaria en el sistemade verificación.

La bomba de dirección secundaria extrae aceite del tanque hidráulico.Luego, el aceite fluye a la válvula de dirección secundaria, que hace que secierre la válvula de retención en la tubería hidráulica desde la bomba dedirección y se abra la válvula de retención en la tubería hidráulica, desde labomba de dirección secundaria. La válvula de retención cerrada impide quefluya aceite de presión a la bomba de dirección.

Desde la válvula de dirección secundaria el aceite fluye, a través de laválvula de dirección secundaria, hasta la válvula de control de dirección y ala HMU.

Desde la HMU, el aceite piloto fluye a través de la válvula neutralizadoraizquierda y mueve el carrete selector de dirección. Luego, el aceite fluye através del carrete selector de dirección y mueve el carrete de dirección, parahacer que fluya aceite de presión desde la bomba de dirección secundariahasta el extremo del vástago del cilindro de dirección izquierdo y hasta elextremo de la cabeza del cilindro de dirección derecho.



NOTA: La bomba de dirección secundaria no produce la mismacantidad de flujo que la bomba del sistema de direcciónprincipal. Las operaciones de dirección secundaria son máslentas, si se comparan con la operación normal. La direcciónsecundaria proporciona un método para poner la máquina en unlugar más seguro, si se presenta una falla en el sistema dedirección primaria o en el motor.



Ejercicio de práctica de taller

Indicaciones: Identifique los componentes del sistema de dirección, relacionando las etiquetas conletras y números puestos en los componentes con los nombres en las hojas de trabajo. Después deidentificar los componentes de la máquina, explique la función de cada uno y ubique y registre elnúmero apropiado del elemento en el diagrama (hidráulico) para cada componente.

Materiales de referencia

Manual de operación y diagrama hidráulico del sistema de dirección.

Herramientas

Ninguna

______ Tanque de aceite hidráulico

Ubicación:

Función:

Número de elemento

______ Válvula de control de dirección

Ubicación:

Función:

Número de elemento

______ Bomba de dirección

Ubicación:

Función:

Número de elemento

Unidad 2 - 1 - Sistemas Hidráulicos de la MáquinaCopia del Estudiante: Práctica de Taller 2.3.1

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______ HMU

Ubicación:

Función:

Número de elemento

______ Válvulas neutralizadoras

Ubicación:

Función:

Número de elemento

______ Interruptor de presión de dirección primaria

Ubicación:

Función:

Número de elemento

______ Interruptor de presión de dirección secundaria

Ubicación:

Función:

Número de elemento

______ Cilindros de dirección

Ubicación:

Función:

Número de elemento


______ Motor y bomba de dirección secundaria

Ubicación:

Función:

Número de elemento

______ Válvula de dirección secundaria

Ubicación:

Función:

Número de elemento



NOTAS


Ejercicio de práctica de taller

Indicaciones: Siga los procedimientos del Manual de Servicio para realizar las tareas en el sistema dedirección indicadas abajo. Ubique y registre las especificaciones dadas en el Manual de Servicio en elárea apropiada de la hoja de trabajo. Realice las verificaciones de tiempo de dirección y las pruebas depresión, y registre las lecturas reales en la hoja de trabajo.

Materiales de referencia

Módulo apropiado de pruebas y ajustes del sistema de dirección del Manual de Servicio.

Herramientas

Las herramientas apropiadas, como se indica en la información de servicio.

PRESIONES DE LA BOMBA DE DIRECCIÓN

REAL ESPECIFICACIÓN

Reserva de presión baja

Calado de presión alta

Presión de margen

ADVERTENCIA!

Para evitar posibles lesiones personales y daño al equipo, NO maniobre la dirección durante laprueba de reserva de presión de la bomba.


PRUEBAS Y AJUSTES DE LA VÁLVULA DE ALIVIO DE DOBLE VÍA DELCILINDRO DE DIRECCIÓN

¿Cuál es la función de las válvulas de alivio de doble vía de los cilindros de dirección?

Durante el procedimiento de la prueba, ¿aumentó la presión cuando se giró el tornillo de ajuste hacia laderecha?

SÍ / NO

¿Dejó de aumentar la presión cuando la bomba alcanzó la presión de calado?

SÍ / NO

¿Cuánto se debe girar el tornillo de ajuste después de que se alcanza la presión de calado de la bomba?

1/4 de giro 1/2 giro 3/4 de giro Un giro completo

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Temp. aceite_°F 1a. prueba 2a. prueba 3a. prueba Promedio

Tiempo de ciclo

Especificación

PRUEBAS DE TIEMPO DE DIRECCIÓN

1. Realice la prueba tres veces.2. Compare el tiempo promedio con la especificación dada en el manual de servicio.

¿El tiempo promedio está dentro de la especificación de la máquina? Sí__ No___


REVISIÓN Y AJUSTE DE LA VÁLVULA NEUTRALIZADORA DE DIRECCIÓN

Espesor de masilla despuésde la prueba

Especificaciones

TOPE DE DIRECCIÓNIZQUIERDO

TOPE DE DIRECCIÓNDERECHO

¿El ajuste de las válvulas neutralizadoras está dentro de las especificaciones? Sí__ No___


lección 3: sistema hidráulico de dirección del cargador de ... · la unidad de dosificación...

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