• Author / Uploaded
• Clifor Huaracha quispe

Citation preview

MANTENIMIENTO DE EQUIPO PESADO

TREN DE POTENCIA I

Saber, Saber hacer, Saber ser

Evaluación por Competencias

TREN DE POTENCIA I

(Mantenimiento de Equipo Pesado)

Nombre del estudiante: _____________________________________________________________

El presente documento es una lista de conocimientos, habilidades y destrezas que representa el estándar de las competencias que debe adquirir un trabajador. Los niveles de competencia se clasifican de acuerdo al porcentaje de las competencias alcanzadas (según CETEMIN).

CRITERIOS DE CALIFICACIÓN: excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

90 - 100%

80 - 89%

70 - 79%

50 - 69%

0 - 49%

NOTA: A. Si es necesario, el evaluador puede hacer preguntas durante la evaluación para aclarar cualquier detalle en relación a los criterios de competencia. B. El evaluador debe explicar la metodología antes del examen, y recordarles que las acciones o explicaciones deben ser precisas.

Puntaje Final Total

VALORES Y ACTITUDES: Responsabilidad, Respeto, Perseverancia y Proactividad.

Saber, Saber hacer, Saber ser

Evaluación por competencia

1. Identificar y describir el funcionamiento de los elementos de transmisión excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Ubicar y utilizar elementos de transmisión por engranajes. »» Ubicar y utilizar elementos de transmisión por fajas. »» Ubicar y utilizar elementos de transmisión por tornillo sin fín. »» Describir los tipos de cojinetes. »» Verificar y realizar mantenimiento de rodamientos.

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

2. Escribir los tipos de transmisión excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Identificar y diferenciar una transmisión mecánica. »» Identificar y diferenciar una transmisión Power Shift. »» Identificar y diferenciar una transmisión hidroestática. »» Identificar y diferenciar una transmisión eléctrica.

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

3. Describir, desarmar y armar un sistema de transmisión Power Shift. excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Desarmar y describir las partes de un convertidor de par. »» Diferencia los tipos de convertidor de par. »» Describir y explicar las partes de una caja de transmisión tipocontraeje. »» Realizar el mantenimiento del sistema de transmisión.

Observaciones: ..................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................

Puntaje

Evaluación por competencia

4. Describir y desarmar un sistema de transmisión tipo hidrostático. excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Describir el funcionamiento de una transmisión tipo hidrostático »» Describir y diferenciar una bomba de un motor hidrostático. »» Realizar pruebas de funcionamiento de una transmisión hidroestática

Observaciones: ..................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................

Puntaje

Tren de Potencia I

TABLA DE

CONTENIDOS

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 5 1. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN .............................................................................................. 7 2. SISTEMAS DE TRANSMISIÓN ................................................................................................... 21 3. CONVERTIDOR DE PAR ............................................................................................................. 29 4. SISTEMA DE TRANSMISIÓN POWER SHIFT ............................................................................... 41 5. CONTROL DE LA TRANSMISIÓN POWER SHIFT ........................................................................ 59 6. MANTENIMIENTO Y LOCALIZACIÓN DE AVERIAS ..................................................................... 71 7. TRANSMISIÓN HIDROSTÁTICA ................................................................................................. 87

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

3

Tren de Potencia I

INTRODUCCIÓN L

a finalidad del sistema de transmisión, es la de llevar el movimiento rotacional del motor a las ruedas del equipo, pero como quiera que la velocidad del motor es alta (2200 rpm por ejemplo) se requiere contar con un conjunto de mecanismos que permitan reducir la velocidad, y a la vez, proporcionar más torque en las ruedas. El presente manual tiene por finalidad describir todos los elementos de un sistema de transmisión, los tipos de transmisión de los diferentes equipos que se emplea en minería tanto superficial como subterránea.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

5

CAPÍTULO

1

MECANISMOS DE TRANSMISIÓN

1.1 DEFINICIÓN. Un mecanismo es un dispositivo que transforma el movimiento producido por un elemento motriz (fuerza de entrada) en un movimiento deseado de salida (fuerza de salida) llamado elemento conducido.

Fuerza de entrada

Mecanismo

Elemento motriz

Mecanismo

Elemento conducido

Estos elementos mecánicos suelen ir montados sobre los ejes de transmisión, que son piezas cilíndricas sobre las cuales se colocan los mecanismos. Existen dos grupos de mecanismos: 1. Mecanismos de transmisión del movimiento. 2. Mecanismos de transformación del movimiento. En estos mecanismos podemos distinguir tres tipos de movimiento. 1. Movimiento circular o rotatorio, como el que tiene una rueda. 2. Movimiento lineal, es decir, en línea recta y de forma continua. 3. Movimiento alternativo: Es un movimiento de ida y vuelta, de vaivén. Como el de un péndulo. Los mecanismos de transmisión son aquellos en los que el elemento motriz (o de entrada) y el elemento conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento. Los mecanismos de transformación son aquellos en los que el elemento motriz y el conducido tienen distinto tipo de movimiento.

1.2 MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO. Como su nombre indica, transmiten el movimiento desde un punto hasta otro distinto, siendo en ambos casos el mismo tipo de movimiento. Tenemos, a su vez, dos tipos:

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

7

Manual del Estudiante

• Mecanismos de transmisión lineal: en este caso, el elemento de entrada y el de salida tienen movimiento lineal. • Mecanismos de transmisión circular: en este caso, el elemento de entrada y el de salida tienen movimiento circular. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN CIRCULAR: Para que se usan los mecanismos? Utilizamos máquinas de forma cotidiana. La mayoría de ellas incorporan mecanismos que transmiten lo transforman movimientos. El desafío de máquinas exige escoger el mecanismo adecuado, no sólo por los elementos que lo componen, sino también por los materiales y medidas de cada uno. Los mecanismos de transmisión se encargan de transmitir movimientos de giro entre ejes alejados. Están formados por un árbol motor (conductor), un árbol resistente (conducido) y otros elementos intermedios, que dependen del mecanismo particular. Una manivela o un motor realizan el movimiento necesario para provocar la rotación del mecanismo. Las diferentes piezas del mecanismo transmiten este movimiento al árbol resistente, solidario a los elementos que realizan el trabajo útil. El mecanismo se diseña para que las velocidades de giro y los momentos de torsión implicados sean los deseados, de acuerdo con una relación de transmisión determinada. POLEAS Y FAJAS: El mecanismo está formado por dos o más ruedas simples acanaladas, de manera que se pueden conectar mediante una cinta o correa tensionada. El dispositivo permite transmitir el movimiento entre ejes alejados, de manera poco ruidosa. La faja, sin embargo, sufre un desgaste importante con el uso y puede llegar a romperse. Hay que tensar bien, mediante un carril o un rodillo tensor, para evitar deslizamientos y variaciones de la relación de transmisión No es un mecanismo que se use demasiado cuando se trata de transmitir potencias elevadas. Usualmente se emplea para reducir la velocidad de rotación, que viene de un motor eléctrico.

Según su aplicación las fajas o correas que también reciben ese nombre puedes clasificarse por su sección, entre ellas tenemos:

8

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

• • • • • • •

Plana Trapeciales - V Dentadas Nervadas o Poly V Hexagonales Redondas Eslabonadas

Tren de Potencia I

Para calcular la velocidad de rotación del conducido será necesario emplear la siguiente relación matemática: d1 = diámetro de la polea 1 d2 = diámetro de la polea 2 n1 = velocidad de giro de la polea 1 (rpm) n2 = velocidad de giro de la polea 2 (rpm)

POLEAS Y CORREA

n1.d1 = n2.d2 d2 n2 d1 n1

Polea correa

d = 15cm

D = 40cm

Ejemplo de aplicación; Se tiene una compresora accionada por un motor eléctrico que gira a 3500 rpm, si la polea del conductor tiene un diámetro de 10 cm, y la del conducido 40 cm, cual será la velocidad de giro del compresor

3500 rpm X 15 cm = n2 x 40 cm n2 = 3500 rpm X 15 cm/40 cm n2 = 1312.5 rpm

ENGRANAJE RECTO: Está formado por dos ruedas dentadas cilíndricas rectas. Es un mecanismo de transmisión robusto, pero que sólo transmite movimiento entre ejes próximos y, en general, paralelos. En algunos casos puede ser un sistema ruidoso, pero que es útil para para minimizar potencias elevadas. Requiere lubricación para minimizar el rozamiento. Cada rueda dentada se caracteriza por el número de dientes y por el diámetro de la circunferencia primitiva. Estos dos valores determinan el paso, que debe ser el mismo en ambas ruedas.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

9

Manual del Estudiante

En maquinaria podríamos decir que su aplicación es en un 90% ya que por la robustez que este tiene se emplea para grandes potencias. Sera necesario saber que entre dos engranajes rectos hay una relación de transmisión que nos permite determinar la reducción o ampliación de velocidades (por lo general reducción) La velocidad de giro de los mecanismos se llama velocidad angular y la medimos en revoluciones por minuto (rpm) que es el número de vueltas que da el mecanismo en un minuto. La relación de transmisión (i) es un número que nos indica cómo se transmite la velocidad de rotación de un mecanismo (sólo se utiliza para mecanismos de transmisión del movimiento circular). Si la relación de transmisión es 2, el mecanismo duplica la velocidad. Si es 1 la mantiene. Y si es 0,5 la velocidad de salida es la mitad que la de entrada.

i = 0,5

Engranaje motor

Engranaje de salida

En esta pareja de engranajes la relación de transmisión es de 0.5. Esto quiere decir que el engranaje de salida da 0.5 vueltas (media vuelta) cada vez que el engranaje motor da una vuelta completa.

Cálculo de la relación de transmisión en engranajes. 1. La relación de transmisión se puede calcular e dos maneras: a partir de la relación ente el número de dientes de los dos engranajes, o a través del estudio de sus velocidades. Ejemplo (A partir del par de engranajes de la figura de arriba) Relación de transmisión a partir del tamaño de los engranajes los datos que se necesitan son: Zm = número de dientes del engranaje motor. 10 dientes. Zs = número de dientes del engranaje de salida 20 dientes. la fórmula que debemos utilizar es la siguiente:

i=

10

Zm Zs

Números de dientes del engranaje motor Números de dientes del engranaje de salida

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Sustituimos los valores

10dientes = 0,5 20dientes

i=

2. La relación de transmisión a partir de la velocidad de giro de los engranajes Los datos que se necesitan son: Nm = velocidad del engranaje motor 24 rpm Ns = velocidad del engranaje de salida 12 rpm. la fórmula que debemos utilizar en este caso es:

i=

Ns Nm

velocidad de giro (en rpm) del engranaje de salida. Números de giro (en rpm) del engranaje motor.

Sustituimos los valores y calculamos:

i=

12 rpm = 0,5 24 rpm

Ejemplo de aplicación: 1. Del grafico mostrado; hallar la relación de transmisión.

Eje conductor Piñón

engranaje de entrada o motriz

engranaje de salida o conducido. Eje conducido

Rueda

Como muestra el grafico el piñón tiene 12 dientes; y la rueda tiene 16 dientes entonces la relación de transmisión será: i : 16 dientes/ 12 dientes i : 1.33

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

11

Manual del Estudiante

3. Del grafico anterior, si el eje conductor gira a 570 rpm, a cuantas RPM girara el piñón. De la formula: i = Ns/Nm Despejando Ns tenemos la velocidad del piñon: Ns = i x Nm Ns = 1.33 x 570 rpm Ns = 760 rpm

4. Si el piñon del grafio siguiente gira a 850 rpm, que velocitad tendrá la rueda (contar el numero de dientes de cada engranaje)

5. Como se comporta el piñon loco del grafico siguente

Engranaje conductor

Engranaje loco

Engranaje conducido

TORNILLO SIN FIN – CORONA: Este mecanismo permite transmitir el movimiento entre árboles que se cruzan. El eje propulsor coincide siempre con el tornillo sin fin, que comunica el movimiento de giro a la rueda dentada que engrana con él, llamada corona. Una vuelta completa del tornillo provoca el avance de un diente de la corona. En ningún caso puede usarse la corona como rueda motriz. Puede observarse un tomillo sin fin en el interior de muchos contadores mecánicos.

12

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

ENGRANAJE CONICO Es un mecanismo formado por dos ruedas dentadas troncocónicas. El paso de estas ruedas depende de la sección considerada, por lo que deben engranar co n r ue das de carac terísticas s em ej antes . E l mecanismo permite transmitir movimiento entre árboles con ejes que se cortan. En los taladros se usa este mecanismo para cambiar de broca. Aunque normalmente los ejes de los árboles son perpendiculares, el sistema funciona también para ángulos arbitrarios entre 0° y 180°. Las prestaciones del mecanismo son parecidas a las del engranaje recto. Es un mecanismo formado por dos ruedas dentadas troncocónicas. El paso de estas ruedas depende de la sección considerada, por lo que deben engranar con ruedas de características semejantes. El mecanismo permite transmitir movimiento entre árboles con ejes que se cortan. En los taladros se usa este mecanismo para cambiar de broca. Aunque normalmente los ejes de los árboles son perpendiculares, el sistema funciona también para ángulos arbitrarios entre 0° y 180°. Las prestaciones del mecanismo son parecidas a las del engranaje recto. ARTICULACION UNIVERSAL La articulación universal o Junta de Cardan resulta útil para transmitir potencias elevadas entre ejes que se cortan formando un ángulo cualquiera, próximo a 180°. Este mecanismo de puede encontrar en el sistema de transmisión de muchos vehículos. Una pieza de cuatro brazos, con forma de cruz, mantiene unidas las horquillas que hay en el extremo de cada eje, permitiendo la movilidad del conjunto. El sistema es bastante robusto y, si se usan dos juntas mediante un árbol intermedio, el giro puede transmitirse a árboles alejados de ejes no paralelos. En este caso, el árbol intermedio sufre esfuerzos de torsión considerables. RUEDAS DE FRICCIÓN: Conducida

Conductora

Conducida

Conductora

Loca

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

13

Manual del Estudiante

El movimiento de giro se transmite entre ejes paralelos o que se cortan formando un ángulo arbitrario, entre 0° y 180°. Como en el caso de los engranajes, hay medas de ficción rectas y tronco cómicos. El mecanismo está formado por dos ruedas en contacto directo, a una cierta presión. El contorno de las ruedas está revestido de un material especial, de forma que la transmisión de movimiento se produce por rozamiento entre las dos ruedas. Si las ruedas son exteriores, giran en sentidos opuestos. Sistema compuesto de poleas.

engranaje 2 engranaje 1

cadena

TRANSMISIÓN POR CADENA Las dos ruedas dentadas se comunican mediante una cadena o una faja dentada tensa. Cuando se usa una cadena el mecanismo es bastante robusto, pero más ruidoso y lento que uno de poleas. Todas las bicicletas incorporan una transmisión por cadena. Los rodillos de la cadena están unidos mediante eslabones y, dependiendo del número de huecos, engranan con uno o varios dientes de las ruedas. En algunas máquinas, la rueda menor suele llamarse piñón, y la rueda mayor plato. Utilizando este mecanismo se consigue que las dos ruedas giren en el mismo sentido.

PIÑON CREMALLERA: Este mecanismo de transmisión, transforma el movimiento rotacional en movimiento rectilíneo, el piñón gira y la cremallera se desplaza longitudinalmente.

Corona PLanetas o satélites Sol Eje de salida Porta satélite

14

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

ENGRANAJES PLANETARIOS: La particularidad de este conjunto de engranajes es que se puede tener diferentes velocidades cuando uno de los elementos (solar, corona o porta satélites) se traba, por ejemplo si la corona se traba, significa que el solar puede ser conductor y el porta satélites pasa a ser conducido, obteniéndose una relación de transmisión. Estos engranajes más adelante se mencionara cuando se hable de caja de transmisión tipo planetario, o cuando se hable de los mandos finales.

Tren de Potencia I

1.3 COJINETES. Un cojinete en ingeniería es la pieza o conjunto de ellas sobre las que se soporta y gira el árbol transmisor de momento giratorio de una máquina. De acuerdo con el tipo de contacto que exista entre las piezas (deslizamiento o rodadura), el cojinete puede ser un cojinete de deslizamiento o un rodamiento respectivamente.

COJINETE DE DESPLAZAMIENTO: En un cojinete de deslizamiento dos casquillos tienen un movimiento en contacto directo, realizándose un deslizamiento por fricción, con el fin de que esta sea la menor posible. La reducción del rozamiento se realiza según la selección de materiales y lubricantes. Los lubricantes tienen la función de crear una película deslizante que separe los dos materiales o evite el contacto directo. Como material de los casquillos se suele emplear el metal.

RODAMIENTOS: Es un tipo de cojinete, que es un elemento mecánico que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a éste por medio de rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento. El elemento rotativo que puede emplearse en la fabricación del rodamiento, pueden ser: de bolas, de rodillos o de agujas. 1. Pista externa 2. Pista interna 3. Elementos rodantes 4. Jaula 5. Sello

En los rodamientos el movimiento rotativo, según el sentido del esfuerzo que soporta, pueden ser axiales, radiales y axiales-radiales.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

15

Manual del Estudiante

Soporte

Arbol

Carga axial

Carga radial

Arbol

Rodamiento

Asiento Rodamiento

TIPOS DE RODAMIENTOS: RODAMIENTO DE BOLAS RIGIDAS:

Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atención o mantenimiento en servicio. Estas características, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los más populares de todos los rodamientos.

RODAMIENTO DE AGUJAS:

Son rodamientos con rodillos cilíndricos muy delgados y largos en relación con su menor diámetro. A pesar de su pequeña sección, estos rodamientos tienen una gran capacidad de carga y son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado. Este tipo de rodamientos es comúnmente muy utilizado las cajas de velocidades, crucetas, etc.

16

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

RODAMIENTO DE RODILLOS CILÍNDRICOS:

Normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestañas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestañas o no.

Según sea la disposición de las pestañas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilíndricos: • Tipo NU: con dos pestañas en el aro exterior y sin pestañas en el aro interior. Sólo admiten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos. • Tipo N: con dos pestañas en el aro interior y sin pestañas en el aro exterior. Sus características similares al anterior tipo. • Tipo NJ: con dos pestañas en el aro exterior y una pestaña en el aro interior. Puede utilizarse para la fijación axial del eje en un sentido. • Tipo NUP: con dos pestañas integrales en el aro exterior y con una pestaña integral y dos pestañas en el aro interior. Una de las pestañas del aro interior no es integral, es decir, es similar a una arandela para permitir el montaje y el desmontaje. Se utilizan para fijar axialmente un eje en ambos sentidos. Los rodamientos de rodillos son más rígidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran diámetro.

EL RODAMIENTO DE RODILLOS CÓNICOS:

Debido a la posición oblicua de los rodillos y caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultáneas. Para casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ángulo es muy abierto. Este rodamiento debe montarse en oposición con otro rodamiento capaz de soportar los esfuerzos axiales en sentido contrario. El rodamiento es desmontable; el aro interior con sus rodillos y el aro exterior se montan cada uno separadamente. Son los de mayor aplicación.

MANTENIMIENTO DE RODAMIENTOS: Para que un rodamiento funcione de un modo fiable, es indispensable que este adecuadamente lubricado al objeto de evitar el contacto metálico directo entre los elementos rodantes, los caminos de rodadura y las jaulas, evitando también el desgaste y protegiendo las superficies del rodamiento contra la corrosión por tanto, la elección del lubricante y el método de lubricación adecuados, así como un correcto mantenimiento, son cuestiones de gran importancia.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

17

Manual del Estudiante

Inspección y limpieza de rodamientos: Como todas las piezas importantes de un maquina, los rodamientos de bolas y de rodillos deben limpiarse y examinarse frecuentemente. Los intervalos entre tales exámenes dependen por completo de las condiciones de funcionamiento. Si se puede vigilar el estado del rodamiento durante el servicio, por ejemplo escuchando el rumor del mismo en funcionamiento y midiendo la temperatura o examinado el lubricante, normalmente es suficiente con limpiarlo e inspeccionarlo a fondo una vez al año (aros, jaula, elementos rodantes) junto con las demás piezas anexas al rodamiento. Si la carga es elevada, deberá aumentarse la frecuencia de las inspecciones; por ejemplo, los rodamientos de los mandos finales deben examinar periódicamente. Después de haber limpiado los componentes del rodamiento con un disolvente adecuado (petróleo refinado, parafina, etc.) deberán aceitarse o engrasarse inmediatamente para evitar su oxidación. Esto es de particular importancia para los rodamientos de maquinas con largos periodos de inactividad. Casquillos de fricción libres de mantenimiento, principalmente para funcionamiento en seco. De Escaso Mantenimiento Casquillos de fricción de escaso mantenimiento. Engrase necesario. Almacenamiento de los rodamientos: Antes de embalar, los rodamientos normalmente son tratados con un agente antioxidante y en estas condiciones, pueden conservarse en su embalaje original durante años, siempre que la humedad relativa del almacén no pase del 60%. En los rodamientos provistos de placas de protección u obturación que estén almacenados largos periodos de tiempo puede ocurrir que tengan un par de arranque inicial mas elevado que el especificado. También puede darse el caso que las propiedades de lubricación de la grasa se hayan deteriorado después de estar los rodamientos almacenados largos periodos de tiempo. Montaje Y Desmontaje: El montaje de rodamientos de bolas y de rodillos, es esencial que sea efectuado por personal competente y en condiciones de rigurosa limpieza, para conseguir así un buen funcionamiento y evitar un fallo prematuro. Como todos los componentes de precisión, la manipulación de los rodamientos durante su montaje debe realizarse con sumo cuidado. La elección el método de montaje adecuado y de las herramientas apropiadas es de gran importancia. ¿Cuál es la Función de la Grasa? Las funciones de la grasa son múltiples. Para proveer una vida larga del equipo, la grasa tiene que: • Reducir la fricción bajo varias condiciones, cargas, velocidades y temperaturas de trabajo. • Evitar la entrada de agua y tierra por los retenes mientras mantiene una compatibilidad con los materiales utilizados en estos sellos. • Evitar la corrosión y la herrumbre de las piezas metálicas. • Mantener su estructura en su envase, la bomba de engrase y los rodamientos bajo condiciones diferentes, permitiendo su bombeo en frío y su trabajo tanto en altas como en bajas temperaturas. Debe trabajar bajo condiciones severas evitando el cizallamiento entre el aceite lubricante y su espesante. • Expandir y contraer con las variaciones de temperaturas, volviendo a su condición original, el aceite soltado debe volver a ser absorbido en su espesante. • Trabajar en altas temperaturas sin fluir ni oxidarse. • Resistir ser lavada por agua para mantener las piezas protegidas.

18

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Ajuste: 16% de las fallas de rodamientos son crusados por error de ajuste al instalar, revisar o hacer mantenimiento “preventivo”. Mucho de etos viene por la falta de un torquimetro. su conocimiento y su calibración. A veces el rodamiento no puede ser ajustado correctamente por exceso de grasa. Lubricación: 36% de las fallas de rodamientos son causados por mala lubricación. Esto puede ser por grasa inadecuada, exceso de grasa o falta de grasa. Los Lúbricos que aprendieron a engrasar crucetas de camiones son los responsables de este constante problema porque se engrasa la cruceta hasta que salga la nueva grasa, pero no es correcto hacerlo con el rodamiento.

Contaminación: 14% de las fallas de rodamientos son causados por contaminación del medio ambiente o del trabajo. La falta o falla de retenes, la revisión luego de trabajar en el agua, la limpieza del área de trabajo y el exceso de polvo afectan la vida útil del equipo.

Fatiga: 34% de las fallas de rodamientos son causadas por fatiga. En términos generales hablamos de los rodamientos sobrecargados, mal aplicados (rodamientos diseñados para ser usados en posición vertical e instalados horizontalmente) o falta de protección por la grasa de escasa resistencia Timken®, poca adherencia, alta consistenciao pobre resistencia a los contaminantes (agua, temperatura, gases, etc.). ¿Qué es Grasa? Para entender el trabajo de la grasa tenemos que entender su formulación. Grasa es nada más que un fluido (aceite) en una esponja (espesante). Normalmente se adicional aditivos EP para proveer protección, tal como se precisa en un reductor o transmisión. A veces incluyen aditivos de pegajosidad para mejorar su adherencia y comportamiento en alta velocidad. Entre más espesante tiene, menos será el aceite disponible para lubricar, haciendo más difícil la penetración a los rodamientos, la formación de la película hidrodinámica y la adherencia a las piezas. Para identificar la consistencia de las grasas se ha establecido una tabla que mide la penetración de un cono de 150 gramos en micras. Esta tabla establece consistencias desde el Grado NLGI 000 (bien líquida) hasta el Grado NLGI 6 (bien dura). Se obtiene esta penetración con la combinación de viscosidad del aceite base y el tipo y cantidad de espesante. El grado de consistencia NLGI 2 es el más común y puede aplicarse en la mayoría de los propósitos si cuenta además las características necesarias. Grado NLCI PENETRACIÓN: Cono de 150 g Grasa a 25°C (a.1 mm)

Caracteristicas

000

445 - 475

Semi Líquida

00

400 - 430

Semi Líquida

0

355 - 385

Semi Líquida

1

310 - 340

Muy Blanda

2

265 - 295

Blanda (Autos, Camiones, Industria, etc.)

3

220 - 250

Liviano

4

175 - 205

Mediana

5

130 - 160

Pesada

6

85 - 115

Bloque

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

19

Notas: ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

CAPÍTULO

2

SISTEMAS DE TRASMISIÓN

2.1 DEFINICIÓN. Es un conjunto de componentes o mecanismos que actúan entre si para llevar potencia mecánica giratoria del motor a las ruedas, permitiendo el desplazamiento del equipo.

MOTOR

TRANSMISIÓN

MOVIMIENTO

FUNCIONES DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN 1. 2. 3. 4. 5.

permite al equipo desplazarse de un lugar a otro transmite la potencia mecanica desde el motor hasta los mandos finales aumenta y varia el torque (fuerza rotacional) reduce y varia la velocidad en forma escalonada controla y detiene la marcha del equipo

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

21

Manual del Estudiante

VARIACION DE LA VELOCIDAD Y TORQUE DE ACUERDO AL TERRENO Y CARGA

V = 20 KM/H

MAS VELOCIDAD, MENOS TORQUE

V = 5 KM/H

MAS TORQUE MENOS VELOCIDAD

TIPOS SISTEMAS DE TRANSMISION de EQUIPO PESADO: 1. Power shift - planetario o torq flow 2. Power shift - contraeje o ejes paralelos 3. Hidrostatico 4. Electrico 5. Hidroshift

TRANSMISION MECANICA:

Utilizado en equipos livianos y camiones de bajo tonelaje, se dice que es un sistema mecánico por que emplea una caja de velocidades de uso manual, totalmente mecánico. Características: • Bastante Eficiente • Economía de combustible • El motor se apaga ante sobre cargas

22

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

1. 2. 3. 4. 5. 6. 5 4 1

2

Motor diesel Embrague Caja de cambios Eje cardanico Caja diferencial Cubo o ruedas

6

3

TRANSMISION POWER SHIFT (AUTOMATICO):

La Transmisión, está representada como la parte del Tren de potencia de la Maquinaria, sin incluir al Motor. También se le denomina Tren de Impulsión y lo constituyen los siguientes componentes: • Convertidor de Torque (ó Embrague Mecánico o Hidráulico ó Dámper). Toma fuerza ó Caja de Transferencia de entrada. • Transmisión de Velocidades y Marchas (Mecánica, Hidráulica) Normalmente llamada Transmisión.(En lo real es la Caja de Cambios). • Transmisión cardánica ó propulsora (Posterior y/o Delantera). • Transmisión Diferencial (Maquinaria sobre ruedas) ó de acoplamiento cónico (Maquinaria sobre orugas). • Mandos Finales (Incluye los Sistemas de Frenos y/o Embragues direccionales). La excepción en esta definición, lo vemos en las Maquinarias que no cuentan con cajas de cambio, es decir donde su tren de impulsión es un sistema hidrostático (Cerrado o abierto), constituido por: Bomba de Traslación (o Propulsión), Válvulas de control y Motor de Traslación (o Propulsión), por ej. Los usados en Excavadoras, Rodillos y algunos cargadores ó tractores Viene a ser un conjunto de mecanismos, entre engranajes cilindros hidráulicos, discos de fricción acoplados siguiendo un orden lógico, su funcionamiento esta basado al principio de la hidráulica quien genera la fuerza para realizar cambios de marchas y velocidades.

CAJA DIFERENCIAL

CAJA TRANSMISIÓN POWER SHIFT

EJE CARCANICO

MOTOR DIESEL

CONVERTIDOR DE TORQUE

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

23

Manual del Estudiante

Sistema de mucho uso en equipo pesado se puede decir en un 90%. CARACTERISTICAS • Menos eficiente, por perdidas por calor • Menor economía de combustible • El motor no se apaga ante sobre cargas • Se tiene una multiplicación de torque La reducción de velocidad se realiza mecanicamente por la diferencia en el número de dientes de los engranajes Caracteristicas de funcionamiento de la caja POWER SHIFT

El cambio de marcha se realiza interponiendo uno o dos engranajes entre el eje motriz y el eje de salida El acoplamiento de las velocidades y las marchas (engranaje) se realiza por medio de los embragues

APLICACIONES: • Tractores sobre orugas o sobre ruedas • Cargadores frontales • Camiones mineros • Scooptrams • Retroexcavadoras

TRANSMISON HIDROSTATICA: Empleado en los tractores oruga, excavadoras, especial en los equipos de perforación (jumbos), en los equipo multiuso etc. Es un sistema exclusivamente hidráulico donde participa una bomba hidráulica y un motor hidráulico como elementos fundamentales.

24

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

BOMBA HIDRAULICO

MOTOR HIDRAULICO

CARACTERISTICAS: • Velocidad limitada por perdidas en el sistema • No se requiere caja de transmisión • Se logra velocidades constantes • El motor no se detiene a pesar de sobre cargas

Pueden instalarse en cualquier posición Son de menor tamaño y peso comparativo VENTAJAS DEL SISTEMA HIDROSTÁTICO

Tiene una variación infinita de velocidades Transmite el par y la velocidad suavemente No requiere embrague ni freno dinámico Son mas eficientes al no tener perdidas mecánicas

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

25

Manual del Estudiante

2. Shift Gearbox Speed sensor

Variable motor (H1B)

Joystick (JS6000)

Microcontroller (Plus+1) F/N/R Piston pump (H1) Speed sensor

Speed sensor Variable motor (H1B) Variable motor (H1B)

26

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Mode Switch

Tren de Potencia I

TRANSMISIÓN ELÉCTRICA:

Empleado en los equipos de gran tonelaje, como los camiones mineros, cargadores frontales, etc. Utilizan un motor diesel, seguido de un generador de corriente, este se encarga de generar corriente alterna que será utilizado para accionar motores eléctricos en las ruedas.

CARACTERISTICAS: • Menos componentes mecánicos • Menos consumo de combustible • Se logra velocidades constantes • El motor no se detiene a pesar de sobre cargas

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

27

Notas: ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

CAPÍTULO

3

CONVERTIDOR DE PAR

3.1 INTRODUCCIÓN. El sistema de transmisión Power Shift, inicia desde el convertidor de par, elemento que por una parte esta acoplado a la volante del motor diesel, y por otra parte acoplado a la caja de transmisión, es por ello la necesidad de iniciar el estudio de un sistema de transmisión desde el convertidor de par.

3.2 CONVERTIDOR DE PAR. Un convertidor de par transmite energía desde un motor hasta una transmisión mediante el uso de aceite hidráulico. Un sistema hidrostático está basado en este principio: los líquidos confinados pueden transmitir presión. Generalmente, los sistemas hidrostáticos son usados para frenos, dirección y controles. Los sistemas hidrodinámicos se basan en este principio: un fluido en movimiento tiene fuerza. Un convertidor de par es un sistema hidrodinámico.

SISTEMA HIDRODINÁMICO:

La figura muestra dos ventiladores de aire, el de la izquierda conectada a una fuente eléctrica y el segundo desconectado; el primero impulsara el aire atmosférico en una dirección, tal como muestra la imagen, haciendo que el segundo inicie el giro a la misma dirección, hasta que ambos adquieran la misma velocidad. Analizando este grafico nos damos cuenta que para generar movimiento al ventilador sin conexión eléctrica, hemos necesitado la energía del fluido llamado aire. Este mismo principio la aplicaremos a un convertidor de par, con la diferencia que el fluido será aceite hidráulico y los dos rotores estarán encapsulados. Un convertidor de par tiene tres elementos: • Un impulsor giratorio que hace que el aceite que contiene fluya hacia afuera por la fuerza centrífuga. • Una turbina movida por el aceite circulante, y • Un estator para aumentar la torsión.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

29

Manual del Estudiante

Flujo del Liquuido

Potencia del Motor

Impulsor de Bomba

Estator

Rotor de turbina

El rotor está conectado al volante del motor. Gira siempre que el motor esté en marcha. La turbina está conectada a la transmisión mediante engranajes y un eje propulsor. Siempre que no haya carga sobre la máquina (la transmisión está en neutro), el aceite, el rotor y la turbina giran como una masa a las mismas RPM que el motor.

Volante del motor diesel acoplado al rotor

Eje de la turbina conectada a la transmision

Turbina

Rotor Estator

Cuando se aplica carga a la máquina, lo cual reduce la velocidad de la turbina, el rotor continúa girando a las mismas RPM que el motor. Esto hace que el aceite fluya desde el impulsor a través de la turbina. El estator intercepta el aceite de modo que su fuerza es dirigida contra las paletas del rotor en la misma dirección en que el rotor está ya girando. Esto aumenta la torsión.

30

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

1. Bomba 2. Turbina 3. Estator

3 2

3

1

2

1

Las paletas de la turbina, el rotor y el estator están diseñados para circular aceite desde el Rotor a la turbina, a través del estator y de regreso al rotor. Esta circulación hace que la turbina y el rotor giren en la misma dirección. El aceite entra en el diámetro interior del rotor y sale desde su diámetro exterior al diámetro exterior de la turbina. Cuando sale del diámetro interior de la turbina, el aceite es forzado por el estator a regresar al diámetro interior del rotor. Ventajas • Multiplica el torque de acuerdo a las necesidades • Se acopla automáticamente • Absorbe choques torsionales • Transmite la potencia suavemente • No requiere ajustes periódicos • Evita que el motor se apague ante sobrecargas TIPOS DE CONVERTIDOR DE PAR: Simple o Standard Con embrague en la turbina

TIPOS DE CONVERTIDOR

Con embrague en el impulsor Con embrague en turbina y el impulsor Divisor de par De capacidad variable

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

31

Manual del Estudiante

CONVERTIDOR ESTÁNDAR:

Velocidad motor

CONVERTIDOR CON EL EMBRAGUE EN EL IMPULSOR: Este sistema permite acoplar el motor con el impulsor, a través de un sistema de discos y separadores accionados hidráulicamente, su aplicación es cuando el equipo realiza trabajos netamente de carguío, (cargador frontal), entonces el convertidor no requiere realizar trabajo, por lo tanto desacoplamos el impulsor del movimiento del motor. Cuando el equipo esta en movimiento acoplamos el giro del motor con el impulsor, de esta manera el impulsor transmite movimiento a la turbina y se puede realizar los cambios de velocidades y marchas en la caja de transmisión.

Velocidad motor = 2000 rpm

Velocidad turbina = 0 rpm

Embrague del impulsor

Embrague del impulsor

CONVERTIDOR CON EL EMBRAGUE EN LA TURBINA: Este sistema permite acoplar y desacoplar el motor de la turbina, en la primera figura se aprecia que el impulsor gira a través del motor diesel, este la da movimiento a la turbina y actuara como un convertidor de par estándar, el torque en la turbina estará en función de la carga. Cuando se acople la turbina del impulsor a través de la carcasa, tal como muestra la figura, lo que se tendrá será una relación directa de giro entre el impulsor y la turbina, el conjunto se hace uno solo. Su aplicación es cuando el equipo se desplaza libremente sin carga a velocidad de crucero. Esto permita mayor velocidad, menos consumo de combustible.

32

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Velocidad motor

Velocidad turbina

Velocidad motor

Velocidad turbina (Modo convertidor = acoplamiento hidraulico)

CONVERTIDOR CON EMBRAGUE EN LA TURBINA Y EL IMPULSOR: En Este caso el convertidor tendrá la aplicación de las funciones indicadas líneas atrás, mas adelante indicaremos de donde proviene el control de los dos tipos de embragues.

EL DIVISOR DE PAR : El divisor de par es un convertidor de par convencional con engranajes planetarios integrados en su parte frontal. Esta configuración permite una división variable del par del motor entre el juego de engranajes planetarios y el convertidor. Esta división puede ser tan alta como 70/30, en dependencia de la carga de la máquina. Las salidas del juego de engranajes planetarios y del convertidor están conectadas al eje de salida del divisor de par. El convertidor de par está unido al volante del motor. Durante el funcionamiento el convertidor y el juego de engranajes planetarios trabajan juntos para proporcionar la división más eficiente de par en el motor. El convertidor de par proporciona multiplicación de par para las cargas pesadas mientras el juego de engranajes planetarios proporciona cerca del 30% de la transmisión mecánica en las situaciones de carga ligera. Como el convertidor de par, el divisor de par está compuesto de cuatro componentes contenidos en una caja a la que la bomba de la transmisión llena de aceite: el impelente (miembro impulsor), la turbina (miembro impulsado), el estator (miembro de reacción) y el eje de salida. El divisor de par contiene también un juego de engranajes planetarios.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

33

Manual del Estudiante

DIVISOR DE PAR Volante del motor

Rotating Housing

Engranaje planetarios

Salida de aceite

Engranaje solar Eje de salida Estator Porta planetarios Engranaje corona

Entrada de aceite

Turbina Impulsor

MULTIPLICACIÓN DEL TORQUE: Los convertidores pueden multiplicar la torsión tanto como una porción de 3 a 1. Si el motor desarrollo 100 Lbs. –pie, el convertidor puede multiplicar la torsión a 300 Lbs. –pie, debido a la acción del estator. El cople fluído no tiene estator y no puede por lo tanto multiplicar la torsión.

La multiplicación del torque es hasta de 3:1

Turbina Impeller Stator A la transmisión

34

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

El impulsor está conectado al volante del motor y gira cuando éste está en movimiento. El Estator está montado en soporte y no gira. La turbina montada en su eje está conectada a la transmisión por medio de un engranaje y un eje de apoyo. He aquí como estos tres elementos el impulsor, la turbina y el Estator trabajan juntos para multiplicar la torsión.

Tren de Potencia I

Rotación del impeller 2000 rpm Rotación del la turbina 2000rpm SIN CARGA

Supóngase que la unidad circula sobre una superficie lisa y plana, el motor y el impulsor sin carga giran a 2,000 RPM. La turbina sin carga igualará esa misma velocidad. Impulsor y turbina crearán la misma fuerza centrífuga.

Multiplicación de torque 1:1

El aceite que trata de salir del impulsor y de la turbina, se contrarrestan, y el resultado es que las dos partes y el aceite girarán como una sola masa.

Rotación del Impeller 2000 rpm Rotación del la turbina 1000rpm CARGA MODERADA

Ahora suponga que la unidad lleva una carga lo cual reduce la velocidad de la turbina a 1,000 RPM. El motor y el impulsor seguirán girando a 2,000 RPM. La turbina recibe solamente la mitad de la fuerza centrífuga del impulsor. Como se puede ver esto causará un flujo de aceite determinado del impulsor a través de la turbina.

Multiplicación de torque 1:1

Flujo de aceite

Pero aún después de que el aceite fluye por la turbina, éste se sigue moviendo con rapidez y fuerza. Aquí es donde el estator interviene.

Carga reducida 1000 rpm 2000 rpm

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

35

Manual del Estudiante

Impeller

Multiplicación de toque 2:1

Estator

Rotación parado

Turbina

Máxima carga Multiplicación de torque 3:1

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Pero el impulsor continuará girando a la velocidad del motor y seguirá generando fuerza centrífuga.

Aceite

Rotación parado

Si se coloca una carga lo suficientemente pesada en la unidad, al grado de que pare la turbina, ésta perdería toda su fuerza centrífuga.

Máxima carga

Impeller

36

El estator reactiva el flujo de aceite, de modo que golpea las aspas del impulsor en la misma dirección en que ésta gira, siendo esto lo que multiplica la torsión; en este caso aproximadamente 2 a 1. Ahora consideramos el siguiente paso.

A causa de una mayor fuerza por el aumento en el flujo de aceite, la torsión se multiplicará ahora 3 a 1. El cálculo se hace de la siguiente forma.

Tren de Potencia I

RPM constante del Impulsor: 200

Multiplicación de Torque

3:1

Cuando ambas partes giran a la misma velocidad, la multiplicación de torsión está en cero. Cuando la turbina gira a la mitad de la velocidad del impulsor, la torsión es 2 a 1. Cuando la turbina se para, la torsión es 3 a 1. Esta multiplicación de torsión es infinitamente variable entre 1 a 1 y 3 a 1.

2:1

1:1

0

1000 RPM de la turbina

2000

OTROS FACTORES PARA LA MULTIPLICACIÓN DE TORSIÓN: Por supuesto hay otros factores que tienen que ver con la multiplicación de torsión, además de la relación de las velocidades entre la turbina y el impulsor, como el número de alabes en cada uno de los tres miembros y el ángulo al que estos alabes están montadas. Factores que tienen que ver con la multiplicación de torsión 1. Relación de las velocidades entre la turbina y el impulsor. 2. Angulo al que estos alabes están montados. 3. Número de alabes en cada uno de los tres miembros.

ENFRIAMIENTO DEL CONVERTIDOR: Como todo componente sujeto a leyes físicas, el convertidor de torsión tiene limitaciones; una de éstas es el deslizamiento del aceite que puede provocar sobrecalentamiento.

Agregando una bomba y un enfriador de aceite, el calor excesivo causado por la pérdida de movimiento y fricción, puede ser eliminado del convertidor. La función de la bomba es enviar al convertidor el aceite filtrado y frío, a la vez que recircular el aceite caliente al enfriador.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

37

Manual del Estudiante

pump

El enfriador recibe el aceite caliente del convertidor y lo devuelve al sistema. También crea cierta contrapresión en el aceite lo cual, ayuda al convertidor a conservarse lleno. Para comprender esto, veamos el siguiente ejemplo.

cooket

REGULACIÓN DEL FLUJO DE ACEITE EN EL CONVERTIDOR: Si un depósito recibe un flujo constante de aceite y la salida es de la misma medida que la entrada el nivel del aceite se mantendrá cerca del punto de salida. Nivel de aceite

Pero si el mismo depósito recibiendo la misma cantidad de flujo tiene una salida muy pequeña, el nivel del aceite será más alto. El depósito puede ser comparado a un convertidor de torsión y la salida pequeña a la restricción causada por el enfriador.

Nivel de aceite Restrictor

VÁLVULA REGULADORA DE FLUJO: Algunos convertidores están equipados con una válvula reguladora de flujo. Cuando el aceite sale del convertidor debe vencer la resistencia del resorte del carrete de la válvula, esto crea una presión dentro del convertidor y lo mantiene lleno de aceite.

38

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Válvula de alivio

cookes

VÁLVULA DE ALIVIO: Todos los convertidores C270 tienen una válvula de alivio. Si hay restricción en el flujo de aceite la válvula se abrirá para liberar cualquier exceso de presión.

Otros modelos de convertidor no tienen una válvula de alivio de presión. Sin embargo, la válvula de control de transmisión contiene una válvula de seguridad que desempeña exactamente la misma función. Transmission

Trom sump

Abasorbe los choques prolongando la vida del tren de fuerzas

Permite el uso de transmisiones Power Shift

VENTAJAS DE LOS CONVERTIDORES: Los convertidores de torsión tienen varias ventajas; absorben las cargas de choque, lo cual prolonga la vida del tren de potencia.

Permiten el uso de transmisiones de cambio de poder, con lo cual se logra un cambio rápido de engranes inclusive con carga.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

39

Manual del Estudiante

Ma poder a las ruedas

No requiere ajustes periodicos

Multiplican la torsión y transmiten la fuerza suavemente, lo cual se convierte en más poder a las ruedas.

No requieren ajustes periódicos.

No usan componentes complicados.

40

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

4

SISTEMA DE TRANSMISIÓN POWER SHIFT

4.1 TRANSMISIÓN POWER SHIFT. Es un conjunto de mecanismos que nos permite el cambio de marchas (adelante atrás) y velocidades (primera a segunda, o segunda a tercera, etc.) con el motor al máximo de potencia. Esta es la razón por la que se llama “POWER SHIFT” (Cambio con potencia). Consta de un convertidor de par y una caja de transmisión. Dentro de los tipos de caja de transmisión tenemos los llamados: Contra eje y Planetario

CAJA DE TRANSMISIÓN TIPO CONTRAEJE:

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

41

Manual del Estudiante

Tenemos modelos de Transmisiones R, HR, y MHR que son los tres diseños básicos: El Modelo R: consiste de un convertidor de torque separado, montado al motor y luego a una distancia, la caja de transmisión powershift y luego estos están conectados mediante un eje (drive shaft). Ver Fig. El Modelo HR: consiste en un convertidor de torque y la caja de transmisión powershift ensamblados en un solo paquete y luego montado directamente al motor. Ver Fig. El Modelo MHR: consiste en un convertidor de torque y la caja de transmisión powershift ensamblados en un solo paquete y luego conectado al motor por intermedio de un eje impulsor (drive shaft). Ver Fig.

R-28000

HR-28000

MHR-28000

Silueta de modelos de caja Clark 28,000.

En los últimos años los fabricantes han venido desarrollando técnica de control en los sistemas de transmision es decir a través de dispositivos electrónicos llamados sensores para lo cual se pueden controlar diferentes parámetros como la presion temperatura y velocidad. A continuación se describe los componentes fundamentales de la servo transmisión de contraeje, su funcionamiento (incluyendo el flujo de potencia) y los procedimientos de prueba de desempeño y localización de averías. Las servo transmisiones de contraeje se diferencian de las planetarias en que utilizan engranajes rectos de engranaje constante. La transmisión no tiene collares deslizantes. Los cambios de velocidad y dirección se obtienen enganchando hidráulicamente varios conjuntos de embrague. La siguiente figura muestra algunos de los componentes internos de una transmisión de contraeje. Hay tres ejes de embrague principales. El eje de avance baja/alta y el eje de retroceso/segunda están en constante contacto con el eje de entrada que impulsan. El eje de retroceso/segunda está en constante contacto con el eje de tercera/primera y lo impulsan. El eje de avance baja/alta no está conectado con el eje de tercera/ primera. El eje de tercera/primera velocidad está en contacto continuo con el eje de salida y lo impulsa, lo que acciona ambos ejes de mando delantero y trasero.

42

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

FLUJO DE POTENCIA POSICIÓN NEUTRAL

Baja de avance Alta de avance

Retroceso Segunda Tercera Primera

COMPONENTES: Los embragues se enganchan hidráulicamente y se desenganchan por la fuerza de resortes. Los embragues se enganchan de manera que proporcionen la apropiada reducción de velocidad y dirección al eje de salida de la transmisión.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

43

Manual del Estudiante

PISTÓN DE EMBRAGUE: El pistón del embrague tiene un sello interior y exterior. Cuando los discos han gastado la mitad de la profundidad del canal de aceite, el pistón del embrague llega lo suficientemente lejos como para mover de su lugar (reventar) el sello exterior. Esto evita que los discos y platos jamás funcionen metal contra metal. La presión del embrague direccional o de velocidad llena la cavidad detrás del pistón de embrague y mueve el pistón hacia la izquierda contra el resorte del pistón y engancha los discos y platos del embrague. DISCO Y PLATOS DE EMBRAGUE: Los platos del embrague están montados dentro de la caja del embrague. Las estrías en el diámetro interior de los platos están engranadas con las estrías en la caja del embrague. Los platos y la caja giran juntos. Los discos del embrague están superpuestos entre los platos del embrague. Los dientes interiores de los discos se engranan con los dientes exteriores de la maza. Los discos del embrague tienen un material de fricción adherido a su superficie de manera que no haya un contacto de metal a metal entre los discos y platos de embrague.

CUBO Es el componente en el conjunto de embrague al que el engranaje está empalmado en estrías. Cuando el pistón del embrague se engancha, la fuerza de los platos y discos de embrague se transfiere al engranaje a través de la masa.

EJES: Los ejes sostienen los engranajes dentro de la transmisión. El número de ejes y engranajes está determinado por el modelo de la transmisión y de la máquina.

44

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

PASAJES DE ACEITE: Cada uno de los ejes de la transmisión tiene tres pasajes de aceite internos. Un pasaje es para que pase el aceite para la lubricación y el enfriamiento de los embragues, los cojinetes y los engranajes. Los otros dos pasajes son para que pase el aceite bajo presión para el enganche de los embragues en cada eje.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO PASO A PASO: Construyamos uno de estos embragues desde el principio y veremos algunas inteligentes ideas técnicas. Imaginemos un eje con acanaladuras en su superficie y un disco con dientes que encajan en las acanaladuras.

Como se puede observar, un disco como éste puede deslizarse hacia delante y hacia atrás sobre las acanaladuras pero no puede girar independiente del eje.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

45

Manual del Estudiante

Imaginemos ahora, un cilindro con acanaladuras en su superficie interior y un disco con orejetas para deslizarse por esas acanaladuras.

También en este caso, el disco puede deslizarse hacia delante y hacia atrás, pero como sus orejetas encajan en las acanaladuras, el disco no puede girar independientemente del cilindro. Disco

Cilindro

Si cogemos el eje acanalado y lo colocamos en el interior del cilindro acanalado, alternando los discos de tal manera que uno de ellos encaje en el cilindro y el contiguo en el eje habremos formado un embrague elemental.

Discos del eje

Discos del cilindro

Cilindro Eje

46

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Todos los discos de este mecanismo se pueden deslizar hacia delante y hacia atrás, pero algunos sólo podrán girar con el cilindro y otros únicamente con el eje.

Tren de Potencia I

Piston

Aceite a alta presión

A

B

Si se instala un pistón en un extremo y se establece una vía de paso para aceite a alta presión, quedará completado el mecanismo. Imaginemos que el cilindro está girando y el eje no. Si el aceite fuerza al pistón contra los discos, estos últimos se comprimirán formando un “sandwich” de fricción. Los discos del cilindro, al ser presionados contra los discos del eje, obligan a todo el mecanismo a girar como un conjunto unitario. Y así es como funciona un embrague hidráulico. Clark ha refinado este mecanismo elemental con una serie de mejoras que hay que comprender. Pero antes, hay que conocer unos cuantos principios básicos de hidráulica.

Aquí tenemos dos pistones en un cilindro lleno de aceite. Si se ejerce presión sobre el pistón A, el aceite transmitirá esta presión a todas las superficies interiores, pero la única que cederá ante esa presión será la cara inferior del otro pistón, B.

Si los dos pistones son del mismo tamaño, al hacer presión sobre el pistón A el pistón B saldrá por el cilindro con la misma velocidad a que se presiona sobre el pistón A, y exactamente con la misma fuerza. B A

B A

Si el pistón B es más pequeño que el pistón A, al hacer presión sobre el pistón A, el pistón B saldrá por el cilindro mucho más deprisa que a la velocidad a que se presione sobre A, pero con menos fuerza. Como se ve estamos transformando la fuerza en velocidad.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

47

Manual del Estudiante

Si la superficie inferior del pistón B es mayor que la del pistón A, al presionar sobre el pistón A el pistón B saldrá de su cilindro más lentamente de lo que baja el A, pero con más fuerza.

A

B

Superficie pequeña

Superficie adicional

En este caso obtenemos fuerza a cambio de velocidad. Veamos que, el tamaño de la superficie del pistón determina la velocidad a que se mueve el pistón y la fuerza con que lo hace.

Ahora estamos ya en condiciones de comprender la forma de trabajar del pistón escalonado de Clark. Este pistón tiene dos superficies. Cuando se envía el aceite al pistón, el fluido solo actúa inicialmente sobre la superficie pequeña del pistón escalonado, el cual se mueve rápidamente hacia los discos, pero no con su fuerza máxima.

Como los discos comprimidos oponen resistencia al movimiento del pistón, el aceite se ve forzado a rodear los bordes de la superficie menor del pistón y empieza a actuar sobre la superficie mayor ejerciendo una fuerza enorme. Hay embragues que utilizan un pistón con escalón hacia fuera y otros que usan un pistón con escalón hacia adentro. Cualquiera que sea el caso, se utiliza el mismo principio: a mayor superficie mayor fuerza.

El pistón escalonado de diseño patentado por Clark, trabaja contra la resistencia de los discos del embrague para aplicar una gran fuerza con rapidez y suavidad. Hasta ahora, solamente hemos visto cómo se aplica el embrague. Veamos la manera de soltarlo.

Muelles de retrocesos del piston

48

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Lo primero que hay que hacer es soltar la presión del aceite de la parte posterior del pistón. Esto permite que los muelles de retroceso del pistón, que habían sido comprimidos por el movimiento de éste, empujen a dicho pistón y lo separen de los discos. Pero la liberación de la presión del aceite no basta para hacer todo el trabajo. Parte del aceite puede escapar por el conducto de entrada.

Tren de Potencia I

El cilindro está girando rápidamente, el aceite fluye, por la acción de la fuerza centrífuga, hacia el exterior del cilindro, haciendo difícil la salida del mismo por el conducto central. Ahora bien, si la fuerza centrífuga crea el problema, también la fuerza centrífuga puede resolverlo.

En una rampa del borde exterior del cilindro hay una bola de retención.

La fuerza centrífuga obliga a esta bola subir por la rampa, dejando libre un conducto de escape del aceite. Esta bola permite soltar rápidamente el embrague.

HIGH PRESSURE OIL

Al volver a aplicar el embrague, la alta presión del aceite fuerza a la bola de retención a situarse sobre el cuello del conducto de escape impidiendo una pérdida de presión. Con esto, hemos aprendido dos de los refinamientos introducidos por Clark en el embrague hidráulico de una caja de cambios Power shift: el pistón escalonado y la válvula de retención de bola. Pero hasta ahora no hemos considerado más que un esquema muy simplificado del embrague.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

49

Manual del Estudiante

Pistón escalonado

Este es otro esquema que ya da mejor una idea de la construcción real de este mecanismo:

Superficie Adicional

Las superficies pequeña y grande del pistón escalonado...

Superficie Pequeña

Discos

...los discos...

Discos

Muelle de Retroceso del Pistón

Muelle de Retroceso del Pistón

50

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

...los muelles de retroceso del pistón.

Tren de Potencia I

Conducto de entrada

Pistón

Muelle

Bola de retención

Entrada de aceite

...el conducto de entrada...

....y el conducto de escape con la bola de retención.

Pistón

Muelle comprimido

Repasemos ahora la forma en que el aceite acciona el embrague. El aceite a alta presión pasa por el conducto de entrada, forzando al pistón contra los discos y comprimiendo los muelles de retroceso.

Disco comprimido

Bola de retención

Al dejar de aplicar presión, el aceite retrocede y escapa por el conducto de entrada, pero también lo hace por la válvula de retención de la bola, abierta por la fuerza centrífuga.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

51

Manual del Estudiante

4.2 TRANSMISIÓN - CUARTA VELOCIDAD DE AVANCE. En CUARTA VELOCIDAD DE AVANCE (figura), el embrague de dirección de avance en alta y el embrague de tercera velocidad están conectados. La potencia se transmite de un engranaje del eje de entrada a un engranaje del eje de avance de baja/alta. El engranaje del medio del eje de avance de baja/alta impulsa un engranaje en el eje de retroceso/segunda. Cuando el embrague de tercera velocidad se conecta, sostiene el engranaje del extremo del eje de tercera/ primera. La potencia se transmite del engranaje del eje de segunda/retroceso al engranaje sostenido. El engranaje del otro extremo del eje de tercera/primera transmite la potencia al engranaje del eje de salida.

FLUJO DE POTENCIA POSICION NEUTRAL

BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

52

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

TRANSMISION PRIMERA AVANCE:

Para transmitir la potencia se deben conectar un embrague de dirección y un embrague de velocidad. Cuando se conecta el embrague, éste sostiene la masa que lleva el engranaje apropiado. Cuando está sostenida la masa, la potencia puede fluir a través del engranaje. En la PRIMERA VELOCIDAD DE AVANCE (ver figura), el embrague de avance de baja queda conectado igual que el embrague de primera velocidad. El embrague de avance en baja sostiene el engranaje del extremo del eje. La potencia se transmite del engranaje del eje de entrada al engranaje del extremo del eje de avance. El engranaje del medio del eje de avance de baja/alta impulsa un engranaje del eje de retroceso/segunda. El embrague de primera velocidad sostiene el engranaje grande del eje de tercera/primera. La potencia se transmite del engranaje del extremo del eje de retroceso/segunda al engranaje grande del eje de tercera/ primera. Cuando el embrague de primera velocidad se conecta, la potencia se transmite del engranaje al eje. El engranaje del eje de tercera/primera transmite la potencia a un engranaje del eje de salida.

FLUJO DE POTENCIA PRIMERA VELOCIDAD DE AVANCE

BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

53

Manual del Estudiante

TRANSMISIÓN - SEGUNDA VELOCIDAD DE RETROCESO:

En segunda velocidad de retroceso (ver figura), el embrague de retroceso y el embrague de segunda velocidad están conectados. La potencia se transmite de un engranaje del eje de entrada a un engranaje del eje de retroceso/segunda. Cuando se conecta el embrague de segunda velocidad, la potencia fluye del engranaje del eje de retroceso/ segunda a un engranaje conectado con estrías al eje de tercera/primera. El engranaje del extremo del eje de tercera/primera transmite la potencia al engranaje del eje de salida.

SEGUNDA VELOCIDAD DE RETROCESO

BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA

TERCERA

PRIMERA

54

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

TRANSMISIÓN - TERCERA VELOCIDAD DE RETROCESO:

En la tercera velocidad de retroceso (ver figura), el embrague de retroceso y el embrague de tercera velocidad están conectados. La potencia se transmite de un engranaje del eje de entrada a un engranaje del eje de retroceso/segunda. Cuando el embrague de tercera velocidad está conectado, sostiene el engranaje del extremo del eje de tercera/primera. La potencia se transmite del engranaje del eje de segunda/retroceso al engranaje sostenido. El engranaje del otro extremo del eje de tercera/primera transmite la potencia al engranaje del eje de salida.

TERCERA VELOCIDAD DE RETROCESO

BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

55

Manual del Estudiante

TRANSMISIÓN - CUARTA VELOCIDAD DE AVANCE:

En CUARTA VELOCIDAD DE AVANCE (figura), el embrague de dirección de avance en alta y el embrague de tercera velocidad están conectados. La potencia se transmite de un engranaje del eje de entrada a un engranaje del eje de avance de baja/alta. El engranaje del medio del eje de avance de baja/alta impulsa un engranaje en el eje de retroceso/segunda. Cuando el embrague de tercera velocidad se conecta, sostiene el engranaje del extremo del eje de tercera/ primera. La potencia se transmite del engranaje del eje de segunda/retroceso al engranaje sostenido. El engranaje del otro extremo del eje de tercera/primera transmite la potencia al engranaje del eje de salida.

CUARTA VELOCIDAD DE AVANCE

BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

56

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Enfriador de aceite

Bomba de transmision (de carga)

Bomba hidraulica

Filtro

ESQUEMA SISTEMA DE TRASMISION POWER SHIFT CONVERTIDOR C270 - CAJA R 28000

Valvula de prioridad (reguladora) Valvula de control de velocidad y marcha

Tren de Potencia I

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

57

Notas: ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

CAPÍTULO

5

CONTROL DE LA TRANSMISIÓN POWER SHIFT

5.1 DEFINICIÓN. Una vez visto los componentes de la caja de transmisión power shift, tipo contraje, a continuación analizaremos como es que se realizan los cambios en dicha caja, sabiendo que el control es netamente hidráulico.

Filtro de transmisión

Linea de presión del regulador a la válvula de control

Enfriador

Punto de chequeo de la presión del clutch 240 - 280 PSI (1,655 - 191 Kpa)

Punto de chequeo del la presión de ingreso al enfriador Punto de chequeo del la presión de salida del enfriador Punto de chequeo del la temperatura de salida del enfriador Punto de ingreso de aceite de relleno

Bomba de carga Punto de chequeo de la presión de ingreso al convertidor

Bomba de barrido e e lin Driv danico n car isio Eje ransm t de

Respiradero

Punto de chequeo de la temperatura del aceite del convertidor (como maximo 121 °C) Drenado con bomba de barrido del convertidor al carter de la caja power shift

Cañeria interna metalica Linea de succión del carter a la bomba

Tapón de drenado y cedaso metalico

El conjunto de la válvula de control de la transmisión se compone de un cuerpo de válvula con carretes de válvulas selectoras. Es un sistema de control remoto, con la válvula de control de la transmisión localizada en el compartimiento del operario y conectada a la transmisión mediante mangueras.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

59

Manual del Estudiante

El resorte y la bola de retención del carrete selector proporcionan una posición para cada grupo de velocidades. Cuando el motor está funcionando y la palanca de control de dirección está en neutro, la presión de aceite se bloquea en la válvula de control y la transmisión se desacopla. Al mover el carrete de marcha hacia adelante y retroceso el aceite se dirige al embrague apropiado y abre el opuesto para liberar presión. La palanca (o botón) de control de la transmisión localizada en el compartimiento del operario puede estar conectada, ya sea eléctricamente o mecánicamente, a la válvula de control de la transmisión. El neutro, el aceite proveniente de la válvula reguladora de presión en la bomba de carga se bloquea a nivel de la válvula de cambios remota. Al seleccionar el engranaje de marcha hacia delante, la presión de aceite se dirige al embrague de marcha hacia adelante. El flujo de retroceso va al embrague de retroceso. Tanto el conjunto de la dirección como el conjunto del embrague de velocidades constan de un tambor con dientes de engranaje interno y un agujero que aloja un pistón accionado hidráulicamente. El pistón tiene anillos que no permiten el paso del aceite. Un disco de fricción con dientes internos también se inserta dentro del tambor y se pone en contacto con el pistón. Unos discos con estrías por el borde exterior se insertan alternadamente dentro del tambor hasta obtener el total requerido. Finalmente, hay una serie de resortes y pasadores dispuestos de modo que el resorte descansa sobre los dientes del pistón y una placa de refuerzo se halla insertada y asegurada mediante un anillo a presión. Un cubo, con estrías tanto por el borde interior como por el exterior, se inserta dentro de las estrías de los discos con dientes por el borde interior y un eje estriado que se extiende a lo largo del soporte del embrague y está asegurado mediante un anillo a presión. En ausencia de presión en la dirección o el embrague de velocidades, el disco y el eje interior pueden aumentar su velocidad o rotar en la dirección opuesta. Al activarse la válvula de control, el aceite bajo presión fluye de la válvula de control a través de un tubo en la carcasa de la transmisión, hasta un embrague específico. Una vez en el tambor, el aceite se dirige al lado trasero del agujero del pistón, donde la presión empuja el pistón y los discos sobre la placa de refuerzo. Esto fuerza a los discos a acoplar y bloquear el tambor de embrague con el eje impulsor de modo que giren como una sola unidad .Las bolas de purga en los tambores del embrague dejan que el aceite se escape rápidamente al liberar la presión que va al pistón. Un filtro de malla está localizado en la bomba de sumidero, en la parte inferior de la carcasa de Transmisión.

60

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

FUNCIONAMIENTO DE LA CAJA DE TRANSMISIÓN:

R

4 2

F

3

1

Una caja de cambios Power shift no es más que una serie de estos embragues que blocan (sujetan) entre sí engranajes y ejes para seleccionar diferentes relaciones de desmultiplicación o el punto muerto. Esta caja de cambios Power shift tiene un embrague para cada una de las cuatro velocidades, más otro para marcha adelante y un último para marcha atrás. Es decir, una caja de cambios de cuatro velocidades tiene un total de seis embragues hidráulicos. En cualquier momento en que el vehículo se esté moviendo estarán acoplados dos de los embragues: el embrague de marcha adelante o el embrague de marcha atrás, y uno de los embragues de las cuatro velocidades.

Estos embragues se accionan mediante un dispositivo denominado válvula de mando de la caja de cambios, la cual va montada en la parte superior del cárter de la caja de cambios. Esta válvula de mando realiza dos funciones controla la presión del aceite sobre los embragues y permite o impide que el aceite fluya hacia los diferentes embragues...

...como si fuera un policía de tráfico que dirige el aceite por un camino y detiene el paso del que quiere ir por otro camino.

Válvula de control de la transmision - controla la presión - distribuye el aceite hacia los embragues

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

61

Manual del Estudiante

CONTROL DE PRESIÓN DE LA TRANSMISIÓN: Empecemos por explicar cómo la válvula regula la presión.

Cooler Lube Pressure Transmission Regulator Valve

Converter Pump

El aceite se bombea hacia la válvula mediante una bomba de engranajes, algunas veces denominada bomba de carga del convertidor. Pero los embragues sólo trabajan correctamente cuando lo hacen dentro de un margen limitado de presión.

e e Lin Driv

Oil Screen

La válvula reguladora de presión consiste en una corredera de cuero templado que se desplaza muy ajustada en un orificio. El aceite que entra en la caja de cambios procedente de la bomba de carga tiene que pasar por la válvula reguladora. Después de salir de esta válvula, el aceite accionará un embrague de velocidad y ahí se para. Al detenerse en el embrague el flujo del aceite aumenta la presión y el aceite fluye por un conducto que hay detrás de la corredera, obligando a ésta a moverse contra el muelle. A medida que la corredera se desplaza, va abriendo una lumbrera que permite que el exceso de aceite cargue al convertidor de par. Todo esto ocurre en una fracción de segundo.

El muelle que mantiene la tensión contra la corredera es lo que regula la presión del embrague en la caja de cambios. Al convertidor de la bomba

62

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

A los Embragues

Tren de Potencia I

1

Para accionar los diferentes embragues se utilizan elementos muy similares.

2 3 4

Después de haber pasado el aceite por la corredera del regulador de presión, se dirige hacia la corredera de marcha adelante/marcha atrás. Cuando la corredera se encuentra en la posición que muestra la figura, se acciona el embrague de marcha adelante.

Marcha adelante

Y en esta posición acciona el de marcha atrás.

Marcha atras

Esta posición corresponde al punto muerto.

Punto muerto

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

63

Manual del Estudiante

Inmediatamente al lado se encuentra la corredera que determina la primera, segunda, tercera o cuarta velocidad.

1 2 3 4

Primera

Primera...

1 2 3 4

Segunda...

Segunda

1 2 3 4

1 2 3 4

Tercera

64

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tercera...

Tren de Potencia I

1 2 3 4

...o cuarta. Y como la corredera de marcha adelante/ marcha atrás es independiente de la corredera de selección de velocidad, se puede tener cualquiera de estas velocidades, tanto en marcha atrás como en marcha adelante. Observamos, por tanto, que en una válvula de mando de caja de cambios intervienen, básicamente, tres correderas.

Cuarta

Válvula de control de la presión

En primer lugar, la corredera que regula la presión.

Después la que nos determina la marcha adelante o la marcha atrás.

Válvula de selección de sentido de marcha

Y, por último, la que selecciona la velocidad. En los manuales de taller hay diagramas más detallados en los que se explican los circuitos de potencia de las distintas transmisiones Power shift.

Válvula de selección de velocidad

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

65

Manual del Estudiante

El diagrama ilustra el aumento gradual de la presión de la transmisión modulada. Y la figura, la válvula moduladora.

Modulated Forward Clutch Pressure Check Port 12 Plate modulation

Transmission forward

6 Plate modulation

Regulator Spool Side B Spring Side B

From Supply

Flow limiting supply orifice

To forward clutch

Regulator spool orifice Quick release ball check Side A

Modulated reverse clutch pressure check port

Presión de embrague

Presión

Presión modulada

Tiempo

66

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Bueno, esto es todo. Una transmisión Power shift no es otra cosa que una serie de embragues que blocan entre si engranajes y ejes para seleccionar diferentes relaciones de desmultiplicación y las marchas adelante y atrás.

Y esta selección se lleva a cabo por medio de la válvula de mando de la caja de cambios que dirige el aceite a cualquiera de los embragues que seleccione el conductor.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

67

Manual del Estudiante

Convertidor Housing Suction tube

Valve oil supply tube

Reverse clutch pressure tube

Low speed clutch pressure tube

Converter to cooler 2nd speed clutch pressure passage

Cooler

Cooler to lube oil distributor Transmission housing suction tube

control valve 3rd speed clutch pressure tube Forward clutch pressure passage

V RE

d 3n

D FW

d 2n

W LO

4th speed clutch pressure tube

4th

COLOR KEY High pressure 240 - 280psi Low pressure 25 - 70psi Suction drain & lube 25psi max.

68

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

10 7

6

9

8

5

4 1

2

3

12 14 16

25 23

17

18

19

20

21 22

13

15

35 32 34 33 28 29

11

36

37

38 39 40

41

42

43 44

30 31

26

48 5049

5253 51 5455 56

27

24

68 67

70 69

66 65

64

57

63 62

4746

58

45

59

61 60

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

69

Notas: ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

CAPÍTULO

6

MANTENIMIENTO Y LOCALIZACIÓN DE AVERÍAS

• Compruebe regularmente el nivel de aceite y manténgalo lleno con el aceite recomendado o uno equivalente. • Cerciórese de que la máquina no trabaja a un intervalo de velocidad demasiado alto para la tarea. • Cerciórese de que la temperatura del convertidor permanece dentro del intervalo recomendado. • No haga trabajar la máquina con el motor sobrecalentado. • Observe las fugas excesivas en la transmisión. • Observe las fugas excesivas en el convertidor. • Vigile el caudal de la bomba de carga del convertidor. Un caudal bajo debe ser causa de alerta. • Compruebe si el flujo del enfriador de agua está restringido. • Vigile la velocidad de calado del motor. • Cambie el aceite y los filtros regularmente, según el calendario recomendado. Se debe cambiar el aceite de la transmisión cada 1.000 horas de trabajo. Se deben cambiar los filtros de aceite de la transmisión como lo indique el indicador de servicio y con cada cambio de aceite. Si cualquiera de estas comprobaciones indica que existe un problema, informe inmediatamente al personal de mantenimiento para asegurarse de que solucionan lo que sea necesario antes de que los pequeños problemas causen fallos del equipo a gran escala.

REMOLQUE:

Las velocidades de remolque no podrán exceder los 5 kph (3,1 mph) y la distancia de remolque no debe exceder de 5 km (3,1 miles). Estos límites no deberán excederse a fin de prevenir daños a la caja de engranajes debido a un suministro de aceite insuficiente. Si se transporta una distancia mayor, deberá cargarse en un transportador.

COMPROBACIÓN DE LA TEMPERATURA DEL ACEITE:

La temperatura del aceite de la caja de cambios debe ser supervisada mediante un sensor y medidor de temperatura. No se debe exceder una temperatura máxima de 120ºC en la salida del convertidor. En un sistema sin problemas y en condiciones normales de servicio, no se alcanzarán temperaturas más altas. Si la temperatura excediera los 120ºC, hay que detener el vehículo y verificar si hay fugas externas de aceite. Deje el motor en marcha a una velocidad de 1200 a 1500 RPM, con la caja de cambios en posición neutra. En estas condiciones, la temperatura debería bajar rápidamente (2 ó 3 minutos) a un nivel normal. Si no sucede así, será porque hay algún problema en el sistema que se debe eliminar antes e continuar el trabajo.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

71

Manual del Estudiante

COMPROBACIÓN DE LA PRESIÓN DE CONTROL:

La presión del embrague debe revisarse regularmente. Una caída de presión permitirá el deslizamiento de los platos del embrague, lo cual aumenta la fricción y ocasiona desgaste del disco del embrague. Revise la presión en ralentí bajo (500-600 rpm) con el aceite a una temperatura de 82°-93°C (180°-200°F). La presión debe estar entre 180- 220 psi (1240-1520 kPa) o 240-280 psi (1650-1930 kPa), según el modelo de la transmisión. Acople un medidor de presión calibrado en la lumbrera de presión de la bomba de carga de la transmisión (consulte el manual del fabricante para determinar la localización). Arranque el vehículo y coloque la palanca de la transmisión en una marcha hacia adelante (o retroceso) y seguidamente haga pasar la palanca por todos los cambios. Anote la lectura de presión que obtenga en cada velocidad. Todas las presiones de embrague deberán estar separadas 5 psi (34 kPa) una de otra. Si la variación de presión de embrague supera los 5 psi (34 kPa) en alguna velocidad, repare el embrague. Acople el medidor a la lumbrera de presión del embrague de marcha hacia adelante de la transmisión, cambie la dirección entre marcha hacia adelante y retroceso y anote la presión. Repita esta prueba con el medidor acoplado a la lumbrera de presión del embrague de retroceso.

Nota: Los Scooptrams Wagner de Atlas-Copco están equipadas con transmisiones de cambios modulados. Debido a la combinación de la fuga del embrague, la tasa de flujo del orificio de purga y los orificios limitadores de flujo, las presiones del embrague direccional pueden llegar a estar 30 psi (210 kPa) por debajo de la presión del sistema.

La velocidad del motor deberá permanecer constante durante toda la prueba de fuga. Otra prueba que puede ayudar a determinar un embrague defectuoso antes de detectarse una variación de presión de 5 psi (34 kPa) es la prueba de caída de presión. En esta prueba se monitorea la caída de presión y la velocidad de retorno a la presión original. Cuando la transmisión se pone en una velocidad, la aguja del medidor de presión de aceite de la transmisión y el convertidor caerá rápidamente a medida que el aceite entra al embrague. Al llenarse el embrague, la aguja regresará lentamente a la lectura original. Con la temperatura de aceite entre 82°-93°C (180°-200°F) y el motor en ralentí, coloque la palanca en cada velocidad y anote la caída de presión y la velocidad de recuperación de la presión original. La caída de de un embrague a una presión menor y/o el regreso a la presión original más lentamente que los otros lo hace sospechoso y puede indicar la necesidad de realizar una prueba de presión con el medidor maestro. Nota: Los paquetes de embrague de mayor tamaño (normalmente de la 1ra. y 2da. velocidades) caerán a una presión más baja que los embragues de menor tamaño (engranajes de marcha hacia adelante, retroceso y velocidades más altas) y también regresarán más lentamente a la lectura original. Cerciórese de que está comparando lecturas correspondientes a embragues del mismo tamaño.

72

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

6.1 MODELO Y NÚMERO DE SERIE. Es necesario conocer el modelo y los números de serie de la máquina, así como de sus piezas, de modo que puedan localizarse las correctas especificaciones. Estos números están impresos en una placa que está colocada sobre la caja de la pieza.

Verifique que todas las uniones estén correctamente conectadas y encajen apropiadamente. Verifique las palancas de cambio y bastones de mando de posibles atascamientos o restricciones en su trayecto que puedan impedir el normal funcionamiento del engranaje.

Nota: NOTA: toda comprobación se hará con la transmisión y el sistema del convertidor a la temperatura normal de funcionamiento (180°-200°F)

Bomba de

a

tor q

ue

ca rg

Convertidor de

Veamos ahora algunos problemas comunes del convertidor de torsión y procedimientos para localización de fallas.

r ado fri En

n xió

Transmision

un sistema completo

Lo esencial es recordar que la bomba de carga del convertidor, el propio convertidor, el enfriador, la transmisión y las líneas de conexión deben ser consideradas un sistema completo. Una falla en un componente puede ser causa para que aparezca un problema en otra parte.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

73

lineas d e co ne

Manual del Estudiante

El convertidor de torque y la transmisión utilizan el mismo acite.

Recuerde qué componentes relacionados requieren rev i s i on es d e con ju nto. As i m i s m o q u e e l convertidor de torsión y la transmisión usan el mismo aceite. Asegúrese de que el aceite que se use sea el que especifica el manual de operadores y mantenimiento, también vea que los niveles sean correctos.

Uno de los problemas más comunes en un convertidor es el sobrecalentamiento. Hay muchas causas para que esto ocurra, varias de las cuales no son fallas del convertidor. Nunca quite un convertidor, ni lo desarme antes de revisar todas las posibilidades.

He aquí algunas posibles causas de calentamiento en un convertidor de torsión: operación de la unidad en un rango de engranaje demasiado alto.

Operación de la unidad en rango de marchas demasiado alto.

• Un medidor de temperatura fallando. • Bajo nivel de aceite en la transmisión.

Un medidor de temperatura fallando. Bajo nivel de aceite en la transmisión.

1. Un motor sobrecalentado. 2. Carga baja en el flujo de la bomba. 3. Una línea de drenaje tapada. 1

2

3

74

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

• Un enfriador tapado. • Una restricción en las líneas del enfriador. • Fugas excesivas en el convertidor y/o en la transmisión.

Un enfriador tapado una resticción en las lineas de drenaje. Fugas excesivas en el convertidor

Fugas excesivas en la transmisión

Antes de culpar al convertidor asegúrese de instalar medidores e indicadores de presión tal como se señala en el Manual de Taller o en el de mantenimiento. Muchas veces un problema que parece ser falla del convertidor no lo es, sino de un componente con el cual está en relación. Recurra siempre al Manual de Taller correspondiente para los procedimientos desensamble y ensamble, así como para especificaciones.

medidores

Cooler lube pressure Transmission Regulator Valve

e

Converter Pump

e lin Driv

Oil Screen

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

75

Manual del Estudiante

6.2 CONTROLES HIDRÁULICOS Y OPERACIÓN.

1. Verifique el nivel de aceite. 2. Asegúrese que la máquina no se está operando con un cambio demasiado alto. (Velocidad 1era o 2 da) 3. Verifique el indicador de temperatura del convertidor. 4. El motor por sobre temperatura. 5. Excesivas fugas en la transmisión. 6. Excesivas fugas en el convertidor.

7. Vía de retorno del drenaje atorada.

8. Flujo bajo de la bomba de carga del convertidor. 9. Conducto del enfriador o enfriador del aceite atorado.

76

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

10. Marcha en stall del motor. Es fácil decir que podemos hacer todas estas verificaciones y algunas de ellas son muy fáciles y simples. Sin embargo, hay otras que requieren de mayor explicación. Obviamente, Ud. puede revisar y si fuera necesario agregar más aceite al sistema hasta el nivel correcto, y ha simple vista Ud. podrá determinar si la máquina se está operando en un cambio de velocidad alto (1era ó 2da). Pero nunca pase por alto estos controles o los dé por hecho, simple y llanamente por que son sencillos, lo mismo se indica para verificar el indicador de temperatura del convertidor o algún sobrecalentamiento del motor. Recuerde que al efectuar estas simples revisiones primero, le ahorrará a Ud. dolores de cabeza, posteriormente.

CONVERTER TEMPERATURE CHECK

CORRECT OIL LEVEL

HIGH GEAR RATIO

OVER HEATING

6.3 PRESIÓN DEL EMBRAGUE DE LA TRANSMISIÓN. Para verificar la presión del embrague, instale un indicador de presión de por lo menos 400 lb/pulg2. Remítase a los diagramas de la transmisión y del convertidor de la máquina para determinar la localización del punto de prueba. Mida y registre la presión del embrague en cada cambio tanto para marcha delantera como para retroceso. Compare las lecturas de la presión del embrague con las especificaciones dadas para cada máquina. La presión del embrague deberá estar dentro de las especificaciones dadas y no deberá haber una variación mayor de 5 lb/pulg2 entre los embragues. La presión del embrague debe medirse con la marcha en vacío. Causas probables: 1. Bajo nivel de aceite. 2. Fugas o atoro en la manguera de aspiración. 3. Defecto en la válvula reguladora de presión del embrague. 4. Defecto en la bomba de carga.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

77

Manual del Estudiante

Causas probables: 1. Fugas en los anillos de sellado del embrague 2. Anillos de sellado gastados o rotos en el soporte o eje del embrague. 3. La válvula esférica de purga en el tambor del embrague podría estar abierta. 4. Defecto en cubierta de control. 5. Fugas en la tubería interna.

FUGAS EN EL CONVERTIDOR:

Todo convertidor debe tener una cierta proporción de fugas para lubricar los cojinetes y engranajes dentro del convertido. Una fuga excesiva causaría problemas. Las verificaciones de presión en el sistema del convertidor pueden dar una indicación de la fuga ocurrida en éste. • • • •

Serie C270 no debe exceder de dos gal. máx. Serie C5000 no debe exceder de tres gal. máx. Serie C8000 no debe exceder de cinco gal. máx. Serie C16000 no debe exceder de cinco gal. máx.

Si se sospecha de alguna fuga anormal, deberá efectuarse una revisión: 1. Desconecte la vía de drenaje del convertidor a la transmisión. Añada una extensión a la vía de modo que la fuga pueda medirse con seguridad sin necesidad de trabajar debajo de la máquina en marcha. 2. Acelere el motor a 2000rpm con la transmisión en neutro. 3. Mida la proporción del flujo de la vía de drenaje por 15 seg multiplique la cantidad colectada en 15 seg por 4. Esto equivale a la proporción de fuga en 1gal/min del convertidor. 4. Compare con las especificaciones proporcionadas para cada convertidor en el correspondiente manual de servicio.

CONTROLES DE LA PRESION DEL CONVERTIDOR:

“Fugas excesivas con una presión de entrada alta indican dificultad en el paso del flujo del aceite... no hay fugas en anillos de cierre”. Las presiones del convertidor, junto con las fugas en éste, son una buena indicación de la condición de la bomba de carga y del convertidor. Para medir las presiones del convertidor, instale un medidor hidráulico de 160 lb/pulg2.en orificio de entrada “in” o de salida “on” (remítase a los diagramas esquemáticos de la transmisión y del convertidor para la localización de estos orificios). Mida las presiones del convertidor en 2000 r.p.m. con la transmisión en posición neutra.

PRESION DE SALIDA DEL CONVERTIDOR:

En los convertidores sin regulador de flujo descendente, la presión de salida deberá ser la misma que la presión de entrada del enfriador con la única excepción de una disminución aproximada de 5 lb/pulg2. En las líneas de conexión. En convertidores equipados con reguladores del flujo descendente la presión de salida del convertidor deberá tomarse en el orificio de la válvula reguladora del flujo descendente El propósito de esta válvula es mantener la contrapresión dentro del convertidor para conservarlo lleno de aceite en los sistema más pequeños, tales como el C270 donde la contrapresión del enfriador y del sistema lubricante es suficiente. El regulador del flujo descendente crea aproximadamente 60 lb/pulg2. de contrapresión dentro del convertidor.

78

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

La presión de entrada “IN” del convertidor en 2000 RPM, en transmisión neutra, es indicio de la presión causada por el convertidor y el regulador del flujo descendente. Si no se usa el regulador del flujo descendente la presión de entrada “IN” del convertidor, refrigerante, líneas de conexión, y del sistema de lubricación de la transmisión.

SISTEMA SIN REGULADOR DE FLUJO DESCENDENTE:

Este es un ejemplo del típico sistema de convertidor sin regulador de flujo descendente tal como en el caso del C270. Ud. deberá remitirse a las especificaciones para cada tipo de máquina.

Problema: la presión de entrada “IN” o de salida “OUT” baja con fuga normal en el convertidor. Causas probables: 1. Bajo nivel de aceite. 2. Fuga o atoro en la tubería de aspiración 3. Bomba de carga defectuosa. Problema: Presión de entrada “IN” y de salida “OUT” alta en 2000 r.p.m. Causas probables 1. Atoro en el enfriador. 2. Restricción de flujo en las tuberías que van y vienen del enfriador. 3. Restricción del flujo en el sistema de lubricación de la transmisión. Problema: Presión de entrada “IN” alta y de salida “OUT” baja y fuga normal o excesiva. Causa probable 1. Flujo restringido del aceite dentro del convertidor de torsión.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

79

Manual del Estudiante

Problema: presión de entrada “IN” alta o de salida “OUT” baja en 2000 r.p.m. y fuga excesiva del convertidor. Causa probable 1. Anillos de cierre gastados en el convertidor. 2. Válvula de seguridad by-pass defectuosa (sólo en unidades con válvula interna de seguridad). 3. Piezas rajadas en el convertidor esto causará fugas en la carcasa de la campana de acople. Problema: fuga en la campana de acople del convertidor y presión normal o baja. Causa probable: 1. O Ring sellador de aceite gastado o defectuoso. 2. Sellado de aceite u o ring impulsor. 3. Piezas rajadas en el convertidor

CONVERTERS C 5000 C 8000 C16000 TRANSMISSIONS 3000 5000 8000 16000

SISTEMAS CON VALVULA REGULADORA DEL FLUJO DESCENDENTE:

Este es sólo un ejemplo típico sistema de convertidor con regulador de flujo descendente nuevamente debe remitirse a las especificaciones dadas para cada máquina. Problema: Presión baja en el convertidor a 2000 r.p.m. tomada tanto en el orificio de entrada “IN” como en el orificio de la válvula reguladora del flujo descendente y fuga normal del convertidor. Causas probables: 1. Bajo nivel de aceite. 2. Fuga o atoro en la tubería de aspiración. 3. Válvula reguladora del flujo descendente defectuoso. 4. Bomba de carga defectuosa.

80

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Problema: Presión alta en el orificio de entrada “IN” presión normal o baja en las válvulas reguladoras de flujo descendente Causas probables: 1. Atoro en el refrigerante. 2. Dificultad en el flujo en las tuberías que entran y salen del refrigerante. 3. Dificultad en el flujo en las tuberías de lubricación de la transmisión. 4. Carrete regulador del flujo descendente cerrado. Problema: Presión alta en el orificio de entrada “IN” presión normal o baja en las válvulas reguladoras de flujo descendente: Causas probables: 1. Dificultad para fluir dentro del convertidor de torsión. Problema: Baja presión en cualquier orificio a 2000 r.p.m. y fugas excesivas en el convertidor. Causas probables: 1. Anillo de cierre rotos o gastados en el convertidor. 2. Piezas rajadas en el convertidor causando fuga en la carcasa del volante de inercia. Problema: Fuga de la carcasa del volante de inercia y presión normal o baja. Causas probables: 1. O Ring regulador de aceite gastado o defectuoso. 2. Sello de aceite u o ring del plato impulsor. 3. Piezas rajadas en el convertidor. Oil cooler

Pump

cooler

El refrigerante está diseñado para eliminar el exceso de calor creado por el convertidor. El refrigerante es uno de los componentes más importantes en el sistema del convertidor y probablemente el más descuidado. Si el conducto del refrigerante llegara a atorarse parcialmente, el flujo a través de éste sería limitado provocando el sobrecalentamiento del convertidor y de la transmisión así como posibles daños en ambos. Los manuales de las máquinas proporcionados por los fabricantes presentan un descenso normal de presión a través del refrigerante, el cual es la proporción de limitación diseñada dentro de éste, también presentan

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

81

Manual del Estudiante

el descenso máximo del refrigerante. Cuando el descenso a través del recipiente del refrigerante alcanza el máximo, deberá limpiarse cuidadosamente o reemplazarse. Para medir y calcular el descenso de la presión del refrigerante: 1. Instale medidores de por lo menos 100 lb/pulg2 en el orificio de admisión del refrigerante y en el orificio de emisión del mismo. 2. Acelere el motor a 2000 rpm CON LA TRANSMISIÓN EN NEUTRO. 3. Lea la presión de entrada “IN” y la de salida “out” y registre cada una de ellas. 4. Reste la presión de salida “out” de la presión de entrada “in”. La diferencia será el descenso de la presión causado por la restricción en el refrigerante. Compare estas cifras con las especificaciones del fabricante. Ejemplo de los diferentes métodos de cálculo de los descensos del fabricante. 1. 40 PSI (2.8) entrada “in” del refrigerante -20 PSI - (1.4) “out” salida del refrigerante 20 PSI (1.4) descenso del refrigerante. 2. 45 PSI (3.15) salida del convertidor - 5 PSI - (0.35) conducto de unión 40 PSI (2.8) entrada del refrigerante -20 PSI - (1.40) salida del refrigerante. 20 PSI (1.40) descenso en el refrigerante. 3. 40 PSI (2.80) entrada del refrigerante -15 PSI - (1.00) presión del lubricante 25 PSI (1.8) descenso y 1 conducto del refrigerante. -5 PSI - (.35) descenso para el conducto 20 PSI (1.45) descenso en el refrigerante. RPM Y VELOCIDADES STALL DEL MOTOR: Las velocidades stall se miden para determinar las condiciones del motor. Los caballos de fuerza se hacen corresponder cuidadosamente con los requerimientos del tren de engranaje y del sistema hidráulica. Cuando un operador reclama, se debe determinar si el problema se localiza en el motor, en el tren de engranajes, o en el sistema hidráulico. Las velocidades en stall están catalogadas por el fabricante especialmente para cada máquina. Es importante anotar que algunas velocidades en stall se miden sólo con el convertidor cargando al motor. Para medir las velocidades en stall en el equipo que no está acoplado al sistema hidráulico principal para dar carga del motor: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Verifique todos los niveles de fluidos y llénelos si fuera necesario. Instale un tacómetro de prueba en el motor. Coloque todos los implementos y/o accesorio en el suelo. Ponga topes a la rueda. Ponga el freno de estacionamiento. Ubique las palancas de control de la transmisión en la velocidad más alta de marcha delantera. Nota: Si la máquina está equipada con desembragador, no desengrane la transmisión cuando pruebe las velocidades en stall.

82

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

7. Acelere el motor hasta aproximadamente ¾ de la potencia del acelerador hasta que la temperatura del convertidor alcance 180°F, 8. Cuando la temperatura del convertidor acelere entonces a fondo y lea los RPM en stall en el tacómetro. 9. Compare las RPM en stall con las especificaciones del fabricante. Para medir las revoluciones, en stall en el equipo que usa la bomba hidráulica principal además del convertidor para cargar la máquina: 1. Verifique todos los niveles de fluido y llénelos si fuera necesario. 2. Instale un tacómetro de prueba en el motor. 3. Instale un medidor hidráulico de 3000 lb/pulg2 en el orificio del medidor de la válvula hidráulica principal. 4. Coloque todos los implementos y/o accesorios en el suelo. 5. Ponga topes a las ruedas. 6. Ponga el freno de estacionamiento. 7. Ubique las palancas de control de la transmisión en la velocidad más alta de marcha delantera.

Nota: Si la máquina está equipada con desembragador, no desengrane la transmisión cuando pruebe las velocidades en stall.

8. Caliente el fluido hidráulico a 150 °F. 9. Acelere el motor a aproximadamente ¾ de la potencia del acelerador, hasta que la temperatura del convertidor alcance 180°F. 10. Acelere a fondo. 11. Accione la válvula hidráulica principal de alivio (jale) 12. Lea las RPM en stall en el tacómetro y la presión de alivio en el medidor hidráulico. 13. Compare las RPM en stall en el tacómetro y la presión de alivio con las especificaciones enumeradas en el manual correspondiente de la máquina. Nota: la presión principal de alivio debe ser correcta para medir las RPM mínima correctas. Si la presión de alivio es alta, las RPM mínima serán bajas, debido a que el motor se carga más. Si la presión de desahogo es baja, las RPM mínima serán altas. ADVERTENCIA: las velocidades mínimas con el acelerador a fondo por un período excesivo de tiempo sobrecalentarán el convertidor.

VELOCIDADES STALL BAJAS: Lo siguiente podría provocar velocidades en stall bajas. 1. Purificadores de aire atorado. 2. La transmisión del acelerador no funciona apropiadamente; en todas sus carreras. 3. Grandes alturas. 4. Filtro de combustibles sucios. 5. Obstrucción o PTX sucio. 6. Inyectores o toberas defectuosos.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

83

Manual del Estudiante

7. Incorrecta graduación del combustible 8. Compresión baja. En general, cuando la velocidad en stall es baja, existe un problema en el motor que debe ser corregido antes de efectuarse revisiones posteriores en la transmisión y el circuito del convertidor o en el circuito hidráulico. VELOCIDAD EN STALL ALTA: Si el problema es la velocidad en stall alta, la causa puede ser: 1. Embrague que patina. 2. Convertidor cavitante. En general, cuando la velocidad mínima es alta, existe un problema en el convertidor y el circuito de transmisión, y será necesario localizar la avería en el sistema. No es difícil solucionar los problemas, sólo es necesario un poco de buen sentido que empiece con las frases: “REVISE PRIMERO LO MAS OBVIO”. “LAS PIEZAS RELACIONADAS DEBERAN TENER REVISIONES RELACIONADAS” Ahora, continuemos con el último paso. La máquina después de una reparación general. Luego de haber efectuado una reparación general en la máquina, el convertidor de torsión, la transmisión, el enfriador del aceite, el filtro y los sistemas hidráulicos de transmisión deben ser limpiadas cuidadosamente. Esto se puede ejecutar de varias formas y con buen grado de juicio, según el método empleado.

Dar siempre sevicio a la máquina después de una reparación general.

Los siguientes son los pasos mínimos a tomarse: • Drene el sistema completamente. • Desconecte o limpie todas las mangueras hidráulicas. Donde sea posible, deberán quitarse las mangueras de la máquina para su limpieza.

Reemplace los elementos del filtro de aceite. Limpie a fondo la cubierta del filtro.

84

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

El recipiente del enfriador de aceite debe limpiarse cuidadosamente. El recipiente se limpia con descargas de aceite y aire comprimido, hasta que toda partícula extraña haya salido. La limpieza en la dirección del flujo de aceite no limpiaría adecuadamente el recipiente. Si fuera necesario, el ensamblaje del enfriador y/o radiador debe extraerse de la máquina para limpiarlo utilizando aceite o aire comprimido, y limpiador vaporizador para tal propósito. NO USE COMPUESTOS LIMPIADORES PARA PROPOSITOS DE LIMPIEZA. Retire la cubierta de drenaje del fondo y el tapón del convertidor de torsión e inspeccione el interior del cárter del convertidor, los engranajes, etc. Si se nota la presencia de considerable material extraño, será necesario quitar el convertidor, desmontarlo y limpiarlo completamente. Esto acarreará mayor trabajo, sin embargo el costo de ésta labor es menor comparado con el costo de las dificultades resultantes de la presencia de tal material extraño en el sistema Vuelva a montar todas las piezas, y use solamente el tipo recomendado de aceite en la sección de lubricación del manual correspondiente

Llene el sistema a través de la abertura de alimentación hasta que el fluido llegue a la marca inferior de la varilla medidora de la transmisión.

Nota: si no tuviera varilla medidora, o si ésta no está a la mano, se dispone de tapones probadores del nivel de aceite. Retire el tapón revisor inferior y llene hasta que el aceite fluya del orificio inferior del aceite. Ponga el tapón de alimentación y de nivelación.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

85

Manual del Estudiante

Ponga a funcionar el motor por dos minutos de 500 a 600 RPM para preparar al convertidor de presión y las tuberías hidráulicas. Vuelva a verificar el nivel del fluido en el sistema con el motor funcionando en marcha en mínimo de 500 a 600 RPM. Añada la cantidad necesaria para llenar el nivel del fluido hasta marca baja del nivel de la varilla o hasta que el aceite salga libremente del orificio del tapón de verificación del aceite. Instale el tapón o varilla verificadora. Vuelva a controlar con aceite caliente de 180°F a 200°F. Llene el nivel de aceite hasta la marca completa de la varilla, o hasta que salga libremente del tapón superior nivelador de aceite. Finalmente, vuelva a verificar todos los tapones de drenaje, tuberías, conexiones, etc., de posibles fugas y ajustes donde fuera necesario.

86

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

7

TRANSMISIÓN HIDROSTÁTICA

7.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN HIDROSTÁTICO. 1. Hidrodinámica que estudia los sistemas donde se utiliza la velocidad del fluido hidráulico para accionamiento. 2. Hidrostática que estudia los sistemas donde se utiliza la presión del fluido hidráulico para accionamiento. Un ejemplo de “Transmisión Hidrodinámica” es el convertidor de torque donde se utiliza la velocidad de circulación del aceite para el accionamiento. Una transmisión hidrostática está constituida por una bomba hidráulica y un motor hidráulico. Existen dos tipos de circuitos hidráulicos: a. Circuito abierto, en que una bomba hidráulica alimenta un actuador hidráulico (puede ser cilindro o motor) y el retorno del actuador se hace hacia el tanque hidráulico (Fig. 1).

Figura 1

b. Circuito cerrado, en que una bomba hidráulica alimenta un motor hidráulico y el retorno se hace hacia la alimentación de la bomba. En la transmisión hidrostática se usa el “Circuito Cerrado”. (Fig. 2).

Figura 2

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

87

Manual del Estudiante

11 12

10

9

3

4

5

6

7

1 8 2

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Bomba hidrostática Motor hidrostático Reservorio (Tanque) Válvula de cierre Filtro hidráulico Manguera de Succión.

7. Línea de retorno. 8. Línea de alta presión. 9. Enfriador. 10. Válvula By-Pass 11. Línea de retorno. 12. Respiradero y tapón de llenado

La bomba hidráulica utilizada es normalmente la bomba de pistones axiales que a través del cambio de su desplazamiento, permite tener neutro (desplazamiento cero) y permite a su vez, la variación de caudal durante el funcionamiento. El motor más común, es el motor de pistones axiales que puede ser de desplazamiento fijo o variable. La bomba de pistones axiales de desplazamiento variable está constituida por un conjunto tambor, pistones (Fig. 3) que, gira con el eje de la bomba, y una placa de mando de recorrido de los pistones.

88

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Figura 3

Figura 4

Los pistones se pueden mover libremente dentro del tambor en la dirección axial (Fig. 4). La placa de mando de los pistones (plato Basculante), que no gira con el eje de la bomba (Fig. 5), determina el recorrido del pistón.

Figura 5

Cuando la placa (plato Basculante) está inclinada como en la Fig. 6, en la parte superior el pistón está en su posición más hacia fuera del tambor, gracias al plato retractor que permite jalar a los pistones. Figura 6a

Figura 6

Figura 6a

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

89

Manual del Estudiante

Al girar el conjunto tambor-pistón, la cabeza del pistón se desliza en la placa de mando (plato basculante) y el pistón va avanzando hacia dentro del tambor (Fig. 7) reduciendo la cámara dentro del tambor. Al alcanzar su posición inferior (Fig. 8), el pistón está en su posición más hacia dentro del tambor; este recorrido del pistón hacia dentro del tambor origina el caudal.

Figura 7

Figura 8

Como existen varios pistones en el conjunto (Fig. 9), los pistones que están moviéndose desde su posición superior a la inferior, están generando caudal. Si el eje gira al revés con la placa de mando de los pistones, en la misma posición cuando el pistón está ubicado en la posición inferior, está más hacia dentro del tambor y la cámara en el tambor es mínima (Fig. 10).

Figura 9

Figura 10

Al girar hacia arriba el pistón es jalado por el plato retractor y se desliza en la placa de mando (plato basculante) de los pistones y se mueve hacia afuera del tambor (Fig. 11) aumentando la cámara dentro del tambor.

Figura 11

90

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Figura 12

Tren de Potencia I

Al alcanzar su posición superior, el pistón está más hacia fuera del tambor (Fig. 12). El recorrido del pistón hacia afuera del tambor origina la succión de la bomba. Como existen varios pistones en movimiento al mismo tiempo, todos los pistones en su movimiento ascendente contribuyen a la succión (Fig. 13). Se puede ver que durante la mitad de una revolución del conjunto, el pistón tiene recorrido hacia dentro del tambor, y durante la otra mitad del recorrido, hacia fuera del tambor. Los pistones en movimiento hacia dentro del tambor generan caudal, y los de movi¬miento hacia fuera originan succión (Fig. 14).

Figura 13

Figura 14

Como los pistones son independientes, es necesario un disposi¬tivo para juntar el caudal originando por cada uno de los pistones (Fig.15).

Figura 15

Este dispositivo está construido en la tapa de la bomba (Fig. 16). Una mitad de la tapa funciona como múltiple de salida de caudal, y la otra mitad como múltiple de succión de la bomba. A parte de esto pueden llevar un plato válvula. Fig 16 a

Figura 16

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

91

Manual del Estudiante

El recorrido de los pistones depende del ángulo de inclinación de la placa de mando de los pistones (plato basculante). Al disminuir el ángulo de inclina¬ción de la placa de mando (plato basculante) (Fig. 17 y Fig. 18), disminuye el recorrido de los pistones y el caudal de la bomba. Al alcanzar la posición de inclinación cero (placa perpendicular al eje de la bomba) (Fig. 19), los pistones no tienen recorrido axial y la bomba no suministra caudal.

Figura 17

Figura 18

Figura 19

La placa de mando de los pistones (plato basculante) no gira con el conjunto tambor pistones (Fig. 20), y cambia su ángulo de inclinación moviéndose apoyada en dos rodamientos (Fig. 21).

Figura 20

Figura 21

Los pistones se deslizan en la placa de mando durante su movimiento de rotación (Fig. 22). Para reducir la fricción entre la cabeza del pistón y la placa de mando, se usa una rótula en la cabeza del pistón (Fig. 23).

Figura 22

Figura 23

La rótula se adapta correctamente al ángulo de inclinación de la placa de mando (plato basculante)de los pistones (plato basculante) (Fig. 24).

92

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Internamente en el pistón existe un conducto de aceite que lubrica la superficie de contacto de la cabeza del pistón con la placa de mando (Fig. 25).

Figura 25

Figura 24

Las áreas críticas de fricción son las cabezas del pistón contra la placa de mando, y el tambor contra la tapa de la bomba (Fig. 26). En la extremidad del tambor existe una placa de bronce que es la superficie de desgaste (plato válvula). Esta placa y las cabezas de los pistones son las partes que sufren desgaste más rápido.

Figura 26

Una bomba de desplazamiento variable tiene la posibilidad de suministrar caudal a través de cada una de sus salidas, dependiendo de la inclinación de la placa de mando (Fig. 27).

Figura 27

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

93

Manual del Estudiante

Si la placa de mando se inclina hacia un lado, el caudal sale por una de las salidas y la succión se hace por la otra (Fig. 28). Pero a] inclinar la placa hacia el otro lado hay una inversión en la circulación del aceite (Fig. 29). La salida por donde salía el aceite es ahora la succión y la salida donde era la succión es ahora la salida. Figura 28

Figura 29

Si tenemos una bomba de pistones de desplazamiento variable conectada a un motor en circuito cerrado (Fig. 30), y si la placa de mando de los pistones de la bomba se inclina hacia un lado (Fig. 31), el aceite circula en una dirección accionando el motor.

Figura 30

Figura 31

Pero al inclinar la placa de mando de los pistones hacia el otro lado, la circulación del aceite (Fig. 32), se hace en la dirección contraria al anterior y el motor gira en la otra dirección. El motor de pistones, puede tener desplazamiento variable o desplazamiento fijo (Fig. 33).

Figura 32

Figura 33

El aceite al entrar en la cámara del tambor, ejerce una presión en el pistón que se transmite a la placa de mando de los pistones (Fig. 34).

94

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Figura 34

Debido al ángulo entre el eje del pistón y la placa de mando (Fig. 35), de los pistones, una parte de la fuerza originada por la presión del aceite actúa perpendicularmente contra la placa, y la otra parte actúa en forma tangencial, originando un torque en relación al eje del motor y provoca la rotación del eje (Fig. 36) La cantidad de fuerza tangencial aplicada a la placa depende del ángulo de inclinación de la placa (Fig. 37).

Figura 37

Figura 36

Figura 35

Si el ángulo de inclinación de la placa es nulo (placa perpendicu¬lar al eje) y pistones, toda la fuerza originada por la presión de aceite se anula contra la placa, y el eje del motor no gira. Si la inclinación es muy pequeña la componente tangencial de la fuerza es pequeña y el torque de salida en el eje del motor es bajo. Al aumentar el ángulo de inclinación de la placa, aumenta la componente tangencial de la fuerza, y aumenta el torque de salida en el eje del motor, pero al mismo tiempo aumenta el desplazamiento del motor. La fuerza originada en el pistón provoca la rotación del conjunto tambor-pistón y la cabeza del pistón se desliza en la placa de mando de los pistones (plato basculante) (Fig. 38). El funcionamiento del motor de pistones axiales es similar al de la bomba de pistones axiales. En una mitad de la tapa del motor, el múltiple recibe aceite con presión de la bomba y acciona los pistones, y en la otra mitad está el múltiple que recibe el aceite que retorna a la bomba (Fig. 39).

Figura 38

Figura 39

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

95

Manual del Estudiante

Al cambiar la dirección de circulación del aceite en el circuito, cambia la dirección de rotación del eje del motor. La velocidad de rotación del motor depende del caudal que alimenta el motor y de su desplazamiento. El desplazamiento depende del ángulo de inclinación de la placa de mando de los pistones (Fig. 40), que en el motor de desplazamiento variable se puede modificar en operación. Como se ha visto en un circuito cerrado, el aceite circula entre la bomba y el motor (Fig. 41).

Figura 40

Figura 41

Si la bomba de desplazamiento variable está con su placa de mando de los pistones en la posición de inclinación nula, el eje de la bomba puede girar y la bomba no suministra caudal. Los pistones no tienen recorrido axial. El motor está detenido y su eje no puede girar (Fig. 42). Al girar el eje del motor origina un caudal que no puede circular a través de la bomba porque los pistones de la bomba no tienen recorrido axial. El eje del motor no gira y actúa como un freno. Al inclinar la placa de mando de los pistones de la bomba hacia un lado (Fig. 43), el recorrido de los pistones de la bomba origina un caudal que circula hacia el motor y acciona el motor.

Figura 42

Figura 43

Al inclinar la placa de mando de los pistones de la bomba hacia el otro lado (Fig. 44), el caudal de la bomba circula en la dirección inversa de la anterior, y el motor gira en la dirección inversa, si el circuito cerrado funciona sin fugas internas de los componentes, no sería necesario un tanque hidráulico (Fig. 45).

Figura 44

96

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Figura 45

Tren de Potencia I

Pero la bomba y motores de pistones tienen fugas internas que pasan a la carcaza. Este aceite tiene que ser drenado para evitar acumulación dentro de la carcaza (Fig. 46), con un aumento de presión, dañaría los sellos del eje. Entonces, el caudal que circula en el retorno del motor a la bomba es menor que el caudal que circula entre la bomba y el motor. Para reponer el aceite de las fugas, se utiliza una bomba de engranaje de bajo caudal que se llama bomba de carga (Fig. 47).

Figura 46

Figura 47

Para alimentar las dos líneas del circuito, con la misma bomba de carga, se utilizan dos válvulas de retención (Fig. 48). La válvula conectada a la línea de alta presión cierra, y la válvula conectada a la línea de retorno se abre dejando pasar el caudal de la bomba de carga para alimentar el circuito. Cuando la bomba de pistones está en neutro, el caudal de la bomba de carga no puede pasar en ninguna de las dos líneas del circuito. Para proteger la bomba de carga se utiliza una válvula de alivio (Fig. 49).

Figura 48

Figura 49

Al circular aceite en el circuito generando trabajo, y a través de las fugas, el aceite se calienta y necesita ser enfriado. En la línea de drenaje de la carcaza del motor y la bomba hacia el tanque, se usa un enfriador de aceite (Fig. 50).

Figura 50

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

97

Manual del Estudiante

En un vehículo equipado con una transmisión hidrostática constituida por una bomba de pistones de desplazamiento variable y un motor de pistones; cuando la bomba está en neutro (Fig. 51), el motor del vehículo funciona, pero la máquina no se mueve y el motor de pistones funciona como freno. Al inclinar la placa de mando de los pistones de la bomba hacia un lado, se origina una circulación de aceite que acciona el motor y mueve el vehículo (Fig. 52).

Figura 51

Figura 52

Al inclinar la placa de mando de los pistones de la bomba en la dirección contraria, la circulación del aceite se hace en sentido contra¬rio y el vehículo se desplaza en dirección contraria al anterior (Fig. 53). Al bajar una pendiente el peso del vehículo, la fuerza a la rotación del motor que va a actuar como bomba, y la posición de la placa de mando de los pistones de la bomba, determina el caudal que puede circular y así la velocidad del vehículo (Fig. 54).

Figura 53

Figura 54

La transmisión hidrostática básica está constituida por una bomba hidráulica de pistones axiales y un motor de pistones axiales (Fig. 55).

Figura 55

98

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Entre la carcaza del motor y la carcaza de la bomba existe una línea de drenaje de la carcaza de la bomba hacia el tanque (Fig. 56).

Figura 56

En la línea de drenaje hacia el tanque se instala un enfriador de aceite (Fig. 57). Para compensar las fugas internas del sistema, se instala una bomba de carga, las dos válvulas de retención y la válvula de alivio que regula la presión de carga cuando el circuito está en neutro. En la línea de succión de la bomba de carga se instala un filtro para protección del sistema. Como las bombas y motores de pistones axiales son muy sensibles a la contaminación, el filtro no tiene válvula by-pass.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

99

Manual del Estudiante

Se utiliza el aceite del circuito de la bomba de carga para accionar los pistones servo que controlan la posición de la placa de mando (plato basculante) de los pistones y de la bomba. Figura 58.

Figura 58

Para la protección del circuito, se instalan dos válvulas de alivio de alta presión (válvulas receptoras de puerto cruzado) en las dos líneas entre bomba y motor. Para mantener un flujo de aceite frío a través del motor y bomba, se instala una «Shuttle Valve” y una válvula de control de la presión de carga con el circuito en funcionamiento Esta válvula está regulada a una presión más baja (30 PSI) que la válvula de regulación de la presión de carga en neutro (Fig. 56), para asegurar que durante el funcionamiento del circuito, exista un flujo de aceite frío que pasa en el motor primero y después a la bomba. Para posibilitar el remolque de la máquina, se instala una válvula manual que permite al aceite circular en el circuito mientras la bomba está en neutro. Figura 59.

Figura 59

100

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Tren de Potencia I

Si el motor utilizado es de desplazamiento variable, se usa el aceite del circuito de carga para accionar los pistones servo demando, de la placa de mando de los pistones del motor. Figura 60.

Figura 60

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

101

Notas: ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––