SISTEMA HIDRAULICO DE DIRECCIÓN Y LA BOMBA DE DOSIFICACIÓN HMU

Tomamos nuevamente a un cargador 928G para estudiar un sistema de dirección hidráulico con detección de carga, los componentes que vemos son el grupo de la bomba hidráulica de desplazamiento variable, la

bomba dosificadora manual HMU y los dos cilindros de dirección.

La bomba de dirección de desplazamiento variable en la máquina esta a la izquierda

debajo de la cabina, en la foto esta a la derecha teniendo encima la válvula

compensadora de presión.

La bomba de dosificación manual se encuentra en la base de la columna de dirección

debajo de una tapa delante de la cabina o debajo del asiento del operador, según el

modelo de máquina (en la foto esta detrás de la válvula de cinco mangueras), la bomba

esta montada sobre aislantes para evitar ruidos y daños por vibraciones. Las dos

secciones control y dosificación están conectadas dentro de la unidad tanto hidráulica

como mecánicamente, toda HMU tiene una válvula rotativa y rotativa que controla el

movimiento de los cilindros de dirección.

Una HMU esta dividida en dos secciones principales, la sección más grande es la

válvula rotativa (1), la sección más pequeña es la sección medidora o dosificadora (2),

la válvula rotativa bloquea el flujo de aceite cuando la HMU esta en neutro y dirige el

aceite hacia la sección medidora y los cilindros de

dirección cuando la HMU gira a la derecha o izquierda.

El extremo (3) de la HMU permite unirla al eje de la columna de dirección timón o volante, la HMU se controla al girar la volante de dirección, las cuatro conexiones son aceite piloto para giro a la izquierda (4),

aceite para giro a la derecha (5), suministro desde la bomba (6) y retorno a tanque (7).

La sección medidora consiste de un estator (1) y el rotor (2), el eje conductor (3) se une

con estriado al rotor, el otro extremo del eje se une con un pasador al carrete exterior (4)

en la sección rotativa La sección de control de la válvula rotativa contiene un carrete

interior (1), con pasajes (2), y un carrete exterior o manguito (3) con orificios, el carrete

interior tiene ranuras (5) para el eje del timón de dirección, el carrete exterior se conecta

con el pasador a la sección dosificadora.

Cuando el carrete interior esta completamente insertado en el manguito exterior, los

resortes de centrado de tipo hoja (6) están insertados en las ranuras del manguito (7)

Si la volante de dirección esta estacionaria, la sección de control esa en la posición

neutral, no hay alineamiento entre los pasajes de los carretes interior y los orificios del

manguito exterior, la válvula funciona como de centro cerrado, cuando la volante gira

algunos pasajes se alinean con los orificios

permitiendo al aceite de la bomba fluir, cuando la volante de dirección es soltada, los

resortes de hoja giran el carrete exterior a su posición neutra.

En la caja de la válvula rotativa de la HMU hay pasajes (1) que toman aceite de la

sección dosificadora, también hay pasajes ranurados (2) dentro de la caja desde donde el

aceite es enviado o recibido de la válvula rotatoria, cada ranura se conecta a una de las

puertas que están en los lados de la caja cubierta.

1. Carrete 4. Manguito 14.Orificios para el pasador 15.Orificios para el flujo de aceite

16.Ranuras para el flujo de aceite 17.Ranuras para los resortes

FUNCIONAMIENTO DE UNA HMU

El aceite de la bomba de la válvula de control de dirección pasa por la entrada (6) a la sección de control (A. Cuando se gira la volante de la dirección, la sección de control envía aceite a la sección de

dosificación, el aceite dosificado es enviado a continuación por la sección de control (A) al orificio de

giro a la derecha (5) o al orificio de giro a la izquierda (3) Este aceite se convierte en aceite piloto para la válvula de control de la dirección.

La sección de dosificación es una pequeña bomba hidráulica produce una pequeña cantidad especifica (dosificada) de flujo de aceite, esta pequeña dosis de aceite es enviada por la sección de control (A) al orificio

de giro a la izquierda o a la derecha.

Cuando la volante de la dirección se gira más rápido, hay un aumento en el flujo de aceite piloto, se envía más aceite piloto a la válvula de control lo que permite que los cilindros de dirección se muevan mayor

distancia y con mayor rapidez

Flujo de Aceite

La sección de control de la bomba de dosificación de dirección es una bomba de centro

cerrado. Cuando la volante de dirección esta en posición neutral no hay alimentación

entre los orificios del manguito (4) y los conductos del carrete (1), sin embargo, una

pequeña cantidad de la bomba de la entrada (6) puede pasar por la posición central de la

bomba de dosificación de la dirección.

Esta pequeña cantidad de flujo de aceite ( purga térmica, sangrado térmico) mantiene la

bomba HMU llena y preparada para una respuesta rápida a las demandas del volante. La

purga térmica contribuye también a mantener calientes las tuberías de aceite piloto que

va a la válvula de dirección y a la bomba HMU, así como mantiene lubricada la bomba.

En el esquema la HMU dirige el aceite al cilindro de dirección, en otros sistemas la

HMU dirige el aceite a una válvula de control de dirección. Hemos visto los

componentes de la válvula rotativa, la sección dosificadora consiste de una bomba tipo

gerotor que controla la cantidad de aceite que va al cilindro de dirección.

El carrete interior esta unido por estrías al eje de la volante, el manguito externo se

conecta al carrete con resortes, un pasador a través del manguito pasa por un gran

agujero en el carrete, el carrete puede girar hasta 8 grados en cualquier dirección antes

que el pasador choque, los resortes regresan al manguito a neutro, la bomba medidora o

dosificadora se une al manguito exterior, una vuelta de la volante de dirección hace

girar el eje una vuelta también pero el rotor gira muchas mas vueltas dentro de su

estator. En la figura de la pagina siguiente al rotar a la derecha la volante gira el carrete

interior en sentido horario, durante los primeros 8 grados de giro de la volante, el

manguito permanece estacionario, cuando el carrete interior ha rotado 1.5 grados dentro

del manguito exterior, el aceite fluye hacia la bomba dosificadora

Luego de girar la volante 4 grados, la bomba medidora empieza a dosificar aceite de

regreso a la válvula rotatoria.

Luego de los 8 grados de rotación, los pasajes en el carrete y el manguito están

totalmente alineados en la posición de giro a la derecha, el carrete, el manguito y la

bomba dosificadora giran juntos La válvula rotativa dirige el aceite desde la bomba

medidora hacia el cilindro de dirección, el aceite de retorno desde el cilindro pasa por la

válvula rotatoria rumbo al tanque.

Cuando se gira el volante de dirección hacia la derecha y hacer un giro de la máquina a

la derecha, el carrete (1) el pasador (12)y el mando (11) comienzan a girar. El manguito

(4) no empieza a girar al mismo tiempo porque el diámetro de los orificios para el

pasador (12) en el manguito (4) es ligeramente mayor que el diámetro del pasador (12)

Esto permite que el carrete (1) gire dentro del manguito lo suficiente para alinear los

orificios en el manguito con las ranuras en el carrete. El camino del aceite para la purga

secierra cuando el carrete y el manguito giran y salen de la posición neutral.

El aceite de la bomba pasa desde la entrada (6) por los orificios en el manguito y llega a

las ranuras en el carrete. El aceite en las ranuras sale por otros orificios en el manguito y

llega al conducto (10), el aceite pasa por el conducto (10) a la sección de dosificación de

donde es enviado a un espacio entre el estator y el rotor.

El rotor esta conectado por estrías al mando (11), cuando el mando gira el rotor gira y

hace salir aceite del conducto (7) El aceite dosificado pasa por otros orificios en el

manguito llega a las ranuras en el carrete y sale del manguito al orificio de giro a la

derecha. Aceite piloto del orificio va al carrete

direccional en la válvula de control de la dirección Cuando se deja de girar el volante de

dirección, el carrete, el pasador, el mando y el rotor dejan de girar, los resortes de

centrado que estaban comprimidos cuando el carrete se movía, hacen regresar ahora el

carrete y el manguito a la posición neutral. Los orificios en el manguito ya no

están alineados con las ranuras en el carrete, se detiene también el aceite piloto a la

válvula de control de dirección lo que hace que las ruedas permanezcan en la posición

en que estaban cuando se dejo de girar la volante Si por cualquier motivo se desarma la

bomba de dosificación de la dirección, debe volver a armarse con la relación que se

muestra entre el rotor (9) y el pasador (12), en caso contrario la dirección será errática.

Detección de carga

La bomba HMU tiene un orificio de detección de carga además de los cuatro orificios que se han descrito. Este orificio esta conectado internamente al orificio de entrada a la bomba por medio de un orificio. La

presión de aceite en el orificio de entrada se detecta en la tubería de detección de carga, esta presión de señal se comunica al carrete de prioridad en la válvula de control de dirección.