Sistema Hidraulico de Implemento de Operacion Piloto
Sistema Hidraulico de Implemento de Operacion Piloto
Sistema Hidraulico de Implemento de Operacion Piloto
UNIDAD 4
Sistema Hidráulico del Implemento
de Operación Piloto
Introducción
Los componentes del sistema de esta unidad sen identifican por los
colores gris oscuro, gris y amarillo. El color amarillo indica las
piezas en movimiento de los componentes en los diagramas
ortográficos.
Objetivos
Al terminar esta unidad, el estudiante podrá:
Introducción
El sistema hidráulico del implemento de operación piloto se usa en
diferentes equipos de construcción móviles. Las ilustraciones
presentadas en esta lección corresponden al equipo Cargador de
Ruedas 928G Caterpillar.
Los estudiantes identificarán los componentes hidráulicos básicos
usados en el sistema hidráulico del implemento de operación piloto,
describirán las funciones de los diferentes componentes y trazarán el
flujo de aceite hidráulico a través de los sistemas.
Objetivos
Al terminar esta lección, el estudiante podrá:
1. Describir los principios de hidráulica aplicados a la
operación del sistema hidráulico del implemento de
operación piloto.
2. Trazar el flujo de aceite y describir la función de los
componentes del sistema del implemento hidráulico de
operación piloto.
3. Identificar los símbolos ISO básicos del sistema del
implemento hidráulico de operación piloto.
Unidad 4 4-1-2 Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos
Lección 1
VÁLVULA DE
BAJAR EL CUCHARÓN
VÁLVULA
REDUCTORA
DE PRESIÓN
A LA
DIRECCIÓN
VÁLVULA
DE ALIVIO
PRINCIPAL
DE LA
DIRECCIÓN
MÚLTIPLE
VÁLVULA DE VÁLVULA DE
VÁLVULA LEVANTAMIENTO
AUXILIAR INCLINACIÓN
VÁLVULA DE
CORTE
PILOTO
VÁLVULA
PILOTO
VÁLVULA
REDUCTORA
DE PRESIÓN
AL
A LA TANQUE
DIRECCIÓN VÁLVULA
DE ALIVIO
PRINCIPAL
DE LA
DIRECCIÓN
MÚLTIPLE
VÁLVULA DE
VÁLVULA VÁLVULA DE LEVANTAMIENTO
AUXILIAR INCLINACIÓN
VÁLVULA DE
CORTE
PILOTO
VÁLVULA
PILOTO
AL
VÁLVULA TANQUE
REDUCTORA
DE PRESIÓN
A LA
DIRECCIÓN VÁLVULA
DE ALIVIO
PRINCIPAL
MÚLTIPLE
VÁLVULA
DE CORTE
PILOTO
VÁLVULA
PILOTO
PLANCHA PIVOTE
VÁSTAGO SUPERIOR
(Amortiguado) VÁSTAGO SUPERIOR
(Inclinable)
CONJUNTO DE BOBINA
(Desconexión de inclinación
hacia atrás del cucharón)
ACEITE PILOTO
AL
TANQUE
ACEITE PILOTO
DE LA VÁLVULA A LA VÁLVULA
DE CONTROL PRINCIPAL DE CONTROL PRINCIPAL
RESORTE
CENTRADO
INFERIOR
RESORTE
DE RESORTE DEL
DOSIFICACIÓN VÁSTAGO DE
AL DOSIFICACIÓN
AL
TANQUE TANQUE
ORIFICIO
VÁSTAGO DE
DOSIFICACIÓN
DE LA DE LA
BOMBA BOMBA
DE LA VÁLVULA A LA VÁLVULA
DE CONTROL DE CONTROL
PRINCIPAL PRINCIPAL
Resorte de dosificación
El trabajo del vástago de dosificación es permitir la relación entre el
movimiento del carrete de la válvula de control y el movimiento de la
palanca de la válvula piloto. El vástago de dosificación y el resorte de
dosificación funcionan como una válvula reductora de presión y
controlan la presión de aceite en el carrete de la válvula de control
principal.
Cuando el vástago de dosificación se mueve hacia abajo, el aceite
piloto fluye a través del orificio, pasa por el centro del vástago de
dosificación y sale por el carrete de la válvula de control principal. El
aceite piloto se bloquea en el carrete de la válvula de control
principal y produce un aumento de la presión piloto. El aumento de la
presión acciona el resorte del carrete de la válvula de control
principal y mueve el carrete de la válvula de control principal. El
carrete de la válvula de control principal envía el aceite del sistema
principal al cilindro.
El aumento de presión también actúa contra el extremo inferior del
vástago de dosificación. Cuando el aumento de presión sobrepasa la
fuerza aplicada, el vástago de dosificación se mueve hacia arriba y
comprime el resorte de dosificación. El movimiento restringe el flujo
de aceite piloto a través del orificio del vástago de dosificación. La
restricción del flujo de aceite controla la presión en el carrete de la
válvula de control principal. Por tanto, el resorte de dosificación
ajusta la presión en el carrete de la válvula de control principal en
proporción al movimiento de la palanca de la válvula piloto.
Unidad 4 4-1-8 Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos
Lección 1
INCLINACIÓN DESCARGA
ENTRADA CARRETE DE
CONDUCTO CONTROL
PILOTO PRINCIPAL
VÁLVULA DE
ALIVIO DE TUBERÍA
Y COMPENSADORA VÁLVULA SALIDA
DE RETENCIÓN
VÁLVULA SALIDA
DE RETENCIÓN
VÁLVULA DE COMBINACIÓN
RESORTE RESORTE DE
TORNILLO DE LA VÁLVULA LA VÁLVULA
DE AJUSTE PILOTO PRINCIPAL VÁLVULA PRINCIPAL
ORIFICIO
VÁLVULA DE COMBINACIÓN
VÁLVULA DE ALIVIO EN LÍNEA “ABIERTA”
VÁLVULA DESCARGA DE LA
COMPENSADORA VÁLVULA COMPENSADORA
VÁLVULA DE COMBINACIÓN
VÁLVULA COMPENSADORA “ABIERTA”
ÁREA
EFECTIVA
RESORTE DE ÁREA
VÁLVULA PRINCIPAL EFECTIVA
Posición COMPENSADA
La figura 4.1.11 muestra la válvula de alivio y de compensación de la
tubería de combinación en posición COMPENSADA. La presión del
tanque ejerce acción continua en el área efectiva de la válvula de
combinación. Cuando la presión de aceite en el cilindro, en la tubería
de conexión y en la cámara del resorte de la válvula de alivio es
menor en 13,78 kPa (2 lb/pulg2) respecto de la presión de aceite del
tanque, la presión del tanque mueve a la izquierda la válvula de
compensación y la válvula principal contra el resorte de la válvula
principal. El aceite del tanque fluye del conducto recién abierto a la
tubería de conexión y al cilindro.
Unidad 4 4-1-13 Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos
Lección 1
VÁLVULA
REDUCTORA
DE PRESIÓN
A LA
DIRECCIÓN
VÁLVULA
DE LA DE ALIVIO
DIRECCIÓN PRINCIPAL
MÚLTIPLE
VÁLVULA
DE CORTE
PILOTO
VÁLVULA
PILOTO
Fig. 4.1.14
VÁLVULA
REDUCTORA
DE PRESIÓN
A LA
DIRECCIÓN
VÁLVULA
DE ALIVIO
PRINCIPAL
DE LA
DIRECCIÓN
MÚLTIPLE
VÁLVULA
DE CORTE
PILOTO
VÁLVULA
PILOTO
Fig. 4.1.15
VÁLVULA
REDUCTORA
DE PRESIÓN
A LA
DIRECCIÓN
VÁLVULA
DE
ALIVIO
DE LA PRINCIPAL
DIRECCIÓN
MÚLTIPLE
VÁLVULA DE
VÁLVULA DE
INCLINAR
VÁLVULA LEVANTAR/
ATRÁ S/
AUXILIAR BAJAR
DESCARGA
VÁLVULA
DE CORTE
PILOTO
CONTROL CONTROL CONTROL DE
AUXILIAR DE INCLINAR LEVANTAR/
BAJAR
ATRÁS/DESCARGA
Fig. 4.1.16
VÁLVULA
REDUCTORA
DE PRESIÓN
A LA
DIRECCIÓN
VÁLVULA
DE
ALIVIO
PRINCIPAL
DE LA
DIRECCIÓN
MÚLTIPLE
VÁLVULA DE
INCLINAR VÁLVULA DE
VÁLVULA ATRÁS/
AUXILIAR LEVANTAR/
DESCARGA BAJAR
VÁLVULA
DE CORTE
PILOTO
CONTROL CONTROL
DE INCLINAR CONTROL DE
AUXILIAR AJ AR
LEVANTAR
/ B
ATRÁS/DESCARGA
Fig. 4.1.17
VÁLVULA DE
SISTEMA HIDRÁULICO DEL IMPLEMENTO DEL 928G BAJAR
LIBRE
VÁLVULA
REDUCTORA
DE PRESIÓN
A LA
DIRECCIÓN
VÁLVULA
DE
ALIVIO
DE LA PRINCIPAL
DIRECCIÓN
MÚLTIPLE
VÁLVULA DE
INCLINAR VÁLVULA DE
VÁLVULA LEVANTAR/
ATRÁS/
AUXILIAR BAJAR
DESCARGAR
VÁLVULA
DE CORTE
PILOTO
CONTROL CONTROL DE
CONTROL LEVANTAR/
AUXILIAR DE INCLINAR
BAJAR
ATRÁS/DESCARGAR
Fig. 4.1.18
LEVANTAMIENTO
VÁLVULA DE BAJAR
VÁLVULA DE
EL CUCHARÓN
INCLINACIÓN
VÁLVULA DE
AUXILIAR
VÁLVULA
VÁLVULA
PILOTO
PRINCIPAL
DE ALIVIO
VÁLVULA
DE CORTE
VÁLVULA
PILOTO
MÚLTIPLE
DIRECCIÓN
REDUCTORA
DE PRESIÓN
DE LA
VÁLVULA
DIRECCIÓN
A LA
Unidad 4 -1- Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos-
Copia del Estudiante - Examen 4.1.1.
LEVANTAMIENTO
VÁLVULA DE
VÁLVULA DE BAJAR
EL CUCHARÓN
INCLINACIÓN
VÁLVULA DE
AUXILIAR
VÁLVULA
VÁLVULA
PILOTO
PRINCIPAL
DE ALIVIO
VÁLVULA
DE CORTE
VÁLVULA
PILOTO
MÚLTIPLE
DIRECCIÓN
REDUCTORA
DE PRESIÓN
VÁLVULA
DE LA
DIRECCIÓN
A LA
Glosario -1- Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos
GLOSARIO
Acumulador – Recipiente que almacena fluidos a presión como fuente de potencia hidráulica. También se usa como
absorbedor de choque.
Accionador - Dispositivo que convierte la potencia hidráulica en fuerza mecánica y movimiento. (por ejemplo, motores y
cilindros hidráulicos).
Glosario
Acoplamiento – Dispositivo que conecta dos mangueras o tuberías, o conecta las mangueras a los receptáculos de la
válvula.
Amortiguador – Dispositivo montado algunas veces dentro del extremo del cilindro, que restringe el flujo de salida y hace
que el pistón baje lentamente.
Bomba – Dispositivo que convierte la fuerza mecánica en potencia de fluido hidráulico. Los diseños básicos de bombas son
las de engranajes, de paletas y de pistones.
Bomba de caudal fijo – Bomba en la que no varía la salida por ciclo.
Bomba de caudal variable – Bomba en la que puede variar la salida por ciclo.
Cilindro de acción simple – Cilindro en el que la fuerza del fluido se aplica para mover elementos en una sola
dirección.
Circuito – Serie de componentes conectados unos a otros por tuberías o conductos. Generalmente, hace parte de un
“sistema”.
Circuito regenerador – Circuito en el que el fluido a presión, descargado de un componente, retorna al sistema para
disminuir los requerimientos de entrada de flujo. Se usa con frecuencia para acelerar la acción de un cilindro al dirigir el
aceite descargado del extremo del vástago al extremo del pistón.
Conducto – Tubería cuyo diámetro externo es estándar en rosca.
Controlador – Microprocesador que controla las funciones de la válvula electrohidráulica.
Corrimiento – Movimiento de un cilindro o de un motor causado por el juego interno de sus piezas, que se transmite a los
componentes del sistema hidráulico.
Depósito – Recipiente para mantener un suministro de fluido de trabajo de un sistema hidráulico.
Diagrama de símbolos – Representación abreviada en dibujos de los componentes del sistema hidráulico.
Glosario -2- Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos
Energía potencial – Energía de presión. Es la energía estática del aceite en reposo, presurizada y lista para efectuar un
trabajo, por ejemplo, el aceite en un acumulador cargado.
Expansión térmica – Expansión del volumen de un fluido por razón del calor.
Filtro de aceite – Dispositivo que elimina sólidos de un fluido.
Flujómetro – Dispositivo de medida de la velocidad de flujo, del flujo total o de ambos.
Fricción – Resistencia al flujo de un fluido en un sistema hidráulico. (Pérdida de energía, en términos de rendimiento de
potencia).
Fuerza – Acción de aplicar presión a un cuerpo. En un cilindro hidráulico es el producto de la presión en el fluido
multiplicado por el área efectiva del pistón del cilindro. Se expresa en libras o en toneladas.
Gas inerte – Gas no explosivo.
Grupo de válvulas – Serie de válvulas de control en un grupo de válvulas con planchas terminales comunes y entrada y
salida de aceites comunes.
Hidráulica – Ciencia de la Ingeniería que estudia la presión y el flujo de los líquidos. (En este manual, el interés principal
se centra en el uso del aceite hidráulico para producir trabajo en planos lineales y rotatorios).
Hidrodinámica – Ciencia de la Ingeniería que estudia la energía de la presión y el flujo de los líquidos.
Hidrostática – Ciencia de la Ingeniería que estudia la energía de los líquidos en reposo. (Los sistemas vistos en este manual
funcionan con base en el principio hidrostático).
Impulsos – Fluctuaciones pequeñas sucesivas de presión de un circuito.
Intercambiador de calor – Dispositivo que transfiere el calor de un fluido a otro, a través de una pared conductora. (Ver
"enfriador de aceite").
Manguera – Tubería flexible.
Motor hidráulico – Dispositivo para convertir la energía de un fluido en fuerza mecánica y movimiento, generalmente
movimiento rotatorio. Los diseños básicos incluyen unidades de engranajes, de paletas y de pistones.
Múltiple – Conductor de fluido que suministra algunos orificios.
Orificio – Conducto con restricción en un circuito hidráulico. Generalmente, orificio pequeño perforado que se usa para
limitar el flujo o para producir una presión diferencial en un circuito. Extremo abierto de un conducto de fluido. Puede estar
dentro o en la superficie del componente.
Par – Esfuerzo de giro de un motor hidráulico o de un cilindro rotatorio. Se mide, generalmente, en unidades de pulgada-
libras (pulg-lb), o pie-libras (pie-lb) o Newton metro (N M).
Pistón – Pieza cilíndrica que se mueve en un cilindro y transmite o recibe movimiento para realizar un trabajo.
Potencia de fluido – Energía transmitida y controlada que produce un fluido presurizado.
Glosario -3- Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos
Presión – Fuerza de un fluido por unidad de área. Generalmente, se expresa en unidades de libra por pulgada cuadrada
(lb/pulg2), kilopascales (kPa) o bar (bar).
Presión de retorno – Presión encontrada en el lado de retorno de un sistema.
Presión de apertura de la válvula – Presión a la que una válvula de alivio, etc., comienza a abrirse para permitir que
el fluido pase.
Presión diferencial – Diferencia de presión entre dos puntos cualesquiera de un sistema o componente. (También se
llama "caída de presión").
Presión de flujo pleno – Presión a la que una válvula se abre completamente para permitir el paso de todo el flujo.
Presión nominal – Presión de operación recomendada por el fabricante para un componente o sistema.
Presión de cresta – Cambios de presión producidos en un circuito por una columna de aceite acelerada rápidamente.
La “cresta” incluye el período de esos cambios, de alta a baja.
Presión del sistema – Presión que alcanza la resistencia total de un sistema. Incluye todo el trabajo útil y las pérdidas
del sistema.
Punto de enturbiamiento – Temperatura más baja a la que un fluido fluye en condiciones específicas.
Purga – Proceso por el cual se elimina el aire de un sistema hidráulico.
Remoto – Función hidráulica, como un cilindro, separado de su fuente de suministro. Generalmente, se conecta a la fuente
con mangueras flexibles.
Restricción – Área de sección transversal reducida en una tubería o conducto, que produce normalmente una caída de
presión. (Ejemplos, tuberías estrechas o conductos taponados, o un orificio diseñado en un sistema).
Rejilla – Filtro de paso ancho.
Sistema – Una o más piezas conectadas una con otra. Generalmente, consta de dos o más “circuitos”.
Sistema de centro abierto – Sistema hidráulico en el que las válvulas de control están abiertas, para permitir un flujo de
aceite continuo, aun en posición neutral. En este sistema, la presión varía, pero el flujo permanece constante.
Sistema de centro cerrado – Sistema hidráulico en el que las válvulas de control están cerradas durante un flujo de aceite
bloqueado o neutral. En este sistema, el flujo varía, pero la presión permanece constante.
Sello anular – Sello estático o dinámico para superficies pulidas curvas o circulares.
Glosario -4- Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos
Válvula de alivio – Válvula que limita la presión en el sistema generalmente sacando el aceite en exceso.
Válvula de centro abierto – Válvula cuyos orificios de entrada y de salida están abiertos en una posición central, y
permiten un flujo continuo de aceite desde la bomba.
Válvula de centro cerrado – Válvula en la que los orificios de entrada y salida están cerrados en una posición neutral,
bloqueando el flujo de la bomba a través de la válvula.
Válvula de contrapunta – Diseño de válvula en el que se abre el elemento que asienta, para permitir un flujo libre en
un sentido y se cierra cuando el flujo se invierte.
Válvula de control de flujo – Válvula que controla el caudal de flujo. (También se conoce con el nombre de "válvula
de control de volumen").
Válvula de control de presión – Válvula cuya función principal es controlar la presión. (Incluye las válvulas de alivio,
las válvulas reductoras o de secuencia y las válvulas de descarga).
Válvula de control de volumen – Válvula que controla la velocidad del flujo. Entre otras, incluyen las válvulas de
control de flujo, las válvulas divisoras de flujo y los reguladores de derivación de flujo.
Válvula de control direccional – Válvula que envía el aceite a través de conductos seleccionados (generalmente un
diseño de válvula de carrete o rotatoria).
Válvula de lanzadera – Válvula de conexión que selecciona uno o más circuitos cuando varía el flujo o la presión en
esos circuitos.
Válvula de secuencia de presión – Válvula de control de presión que dirige el flujo en una secuencia predeterminada.
Válvula direccional de carrete – Válvula diseñada como un carrete, que se desliza en un cilindro, abriendo y cerrando
conductos.
Válvula direccional rotatoria – Válvula diseñada en forma cilíndrica. Cuando la válvula gira, abre o cierra conductos
perforados para enviar el aceite.
Válvula operada por piloto – Válvula accionada por una válvula piloto.
Glosario -5- Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos
Válvula reguladora de flujo por derivación – Válvula que regula el flujo a un circuito a volumen constante,
descargando el aceite en exceso.
Válvula selectora – Válvula que selecciona uno o más circuitos para enviar el aceite.
Válvulas de dos, tres, cuatro o seis funciones – Válvulas que tienen 2, 3, 4 ó 6 orificios para dirigir el flujo de aceite.
Válvulas reductoras de presión – Válvula de control de presión, que limitan la presión de salida.
Velocidad de flujo – Volumen de fluido que pasa por un punto en un tiempo determinado.
Velocidad – Distancia que un fluido viaja por unidad de tiempo. Generalmente, se expresa en metros por segundo o en pies
por segundo.
Venteo – Dispositivo de respiradero de aire en un tanque de fluido.
Viscosidad –Medida de la resistencia de un fluido a fluir.
Volumen – Cantidad de fluido por unidad de tiempo. Generalmente, se expresa en litros por minuto (l/min) o galones de los
Estados Unidos por minuto (gal EE.UU/min).
Glosario -6- Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos
ABREVIATURAS