presentacion hidroestatica

1. TRANSMISIONES HIDROSTATICAS
2014
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1- Motor eléctrico 2- Bomba hidráulica 3- Motor hidráulico

2. INTRODUCCION
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Las transmisiones hidrostáticas aprovechan un líquido a presión para transmitir
la fuerza del motor a las ruedas motrices de la máquina.
La potencia mecánica del motor se transforma en potencia hidráulica por
medio de una combinación de bomba y motor hidráulico. A su vez, esta
potencia hidráulica se reconvierte en potencia mecánica para accionar las
ruedas motrices.
La transmisión hidrostática realiza las funciones del embrague y de la caja de
cambio de velocidades de una transmisión mecánica. El tren de engranajes de
salida se puede simplificar al máximo, gracias a que la transmisión hidrostática
permite obtener una gama continua de velocidades y pares motores, así como
la inversión del sentido de giro.
https://www.youtube.com/watch?v=GDTJwwzXjD8

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4. FUNCIONAMIENTO
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Se emplean dos tipos fundamentales de transmisiones hidráulicas, que son los
siguientes:
• Hidrodinámicas
• Hidrostáticas
Las TRANSMISIONES HIDRODINÁMICAS (Fig.) emplean líquidos a gran velocidad,
pero a presiones relativamente bajas. Pueden describirse esquemáticamente
diciendo que constan de una bomba que manda un chorro líquido sobre una
rueda de turbina a la que se hace girar de esta manera.
Este tipo de transmisión hidráulica es la que es emplea en los convertidores de
par.

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Las TRANSMISIONES HIDROSTÁTICAS (Fig.) emplean líquidos a grandes presiones
y a poca velocidad. Es el propio líquido el que se encarga de transmitir la fuerza
desde la bomba al motor hidráulico, tal como se ha indicado en la figura. El
líquido que circula por las tuberías (indicado en color rojo) se considera que está
en reposo o que tiene presión estática. Son los aumentos de presión del liquido
que no es compresible - Los que transmiten la fuerza.
Este tipo de transmisiones hidráulicas son las que vamos a describir.

6. TEORIA DE LAS TRANSMISIONES
HIDROSTÁTICAS
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Es preciso conocer dos principios de hidráulica para comprender
el funcionamiento de una transmisión hidrostática:
• El de que los líquidos no tienen forma propia y
• El de que los líquidos no son compresibles

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LOS LIQUIDOS NO TIENEN FORMA
PROPIA
Por eso adquieren siempre la forma del recipiente que los condene (Fig. ). Gracias a ellos el
aceite del sistema hidráulico puede circular en todas las direcciones y pasar por cualquier
orificio o canalización.

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LOS LIQUIDOS NO SON
COMPRESIBLES.
Llénese una botella de agua (Fig.), taponándola herméticamente, sin que quede
cámara de aire alguna. Si se intenta introducir con fuerza el tapón para comprimir el
líquido, la botella se rompe.

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En la Fig. se ha ilustrado la manera en que se aprovechan las dos propiedades de los
líquidos citadas, en una transmisión hidrostática.
Dos cilindros, cada uno con su émbolo, se conectan entre si por medio de una tubería.
Los cilindros y la tubería se llenan de aceite.
Al aplicar una fuerza sobre el émbolo de la izquierda en el sentido que indica la flecha
de la figura, el aceite, por no ser compresible, obliga a salir el émbolo opuesto con la
misma fuerza.
En la transmisión hidrostática se emplean varios pistones con la misma función. Los
encargados de transformar la fuerza mecánica en fuerza hidráulica constituyen la
bomba hidráulica, mientras que los encargados de reconvertir la fuerza hidráulica, en
fuerza mecánica, constituyen el motor hidráulico.
Los pistones se disponen en un bloque de cilindros que gira alrededor de un eje. Como
veremos más adelante, estos pistones realizan también un movimiento alternante en
sentido paralelo al eje.

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En la Fig. se ha representado un pistón que hace de bomba, conectado con otro, que
hace de motor. El movimiento alternante del pistón se obtiene por medio de una placa
oscilante.
Sobre la que se apoya.
El ángulo de las placas oscilantes (Fig.) se puede variar, con lo que se alarga o acorta la
carrera del pistón y, con ella, el caudal de aceite movido. También se puede invertir el
sentido en que se hace trabajar al aceite.
Este tipo de bomba o motor hidráulicos de pistones accionados por una placa
oscilante, son unidades de caudal variable cuando se puede variar el ángulo de la placa
oscilante. Cuando la placa oscilante es fija, la unidad es de caudal constante.

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En la Figura se ha representado una bomba hidráulica de caudal variable que acciona un
motor hidráulico de cilindrada constante.
https://www.youtube.com/watch?v=tZybjZXPjnM

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Al girar el bloque de cilindros, los pistones apoyados
sobre la placa oscilante realizan un movimiento
alternante de entrada y salida en el cilindro respectivo,
que les hace bombear el aceite. Cuanto más inclinada
está la placa oscilante, mayor es la carrera de cada pistón
y mayor es también el volumen y la presión del aceite
que manda la bomba.
La placa oscilante del motor tiene una inclinación fija, por
lo que la carrera de sus pistones es siempre la misma. De
esta manera, la velocidad de giro no varía más que
cuando varía la presión del aceite que acciona el motor.

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Lo que debe recordarse ahora es que la bomba
manda un determinado caudal de aceite a una
determinada presión que hacen que el motor
gire a una determinada velocidad. Si aumenta el
caudal de aceite, aumenta la presión y la
velocidad del motor: si se reduce el caudal de
aceite, baja la presión y la velocidad del motor.

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La bomba hidráulica es accionada por el motor de la máquina,
girando a la velocidad elegida por el conductor. Bombea un caudal
constante de aceite a alta presión.
El motor hidráulico está acoplado a las ruedas motrices de la
máquina y es el que determina la velocidad con que avanza.

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Tres son los factores que condicionan el
funcionamiento de una transmisión
hidrostática:
• El caudal de aceite - que determina la velocidad
• La dirección en que circula el aceite - determina el sentido de
giro
• La presión del aceite - determina la potencia transmitida

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Cada uno de estos factores se puede variar de un modo continuo,
lo que permite obtener una gama infinita de velocidades y pares
motores con la transmisión hidrostática.

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La combinación de bomba y motor hidráulico constituye el
corazón de la transmisión hidrostática. Sin embargo el sistema
hidráulico completo (fig. 8) incluye también un deposito para el
aceite, un filtro para eliminar las impurezas y un radiador para
disipar el exceso de calor.

28. conjunto transmisión – caja de engranajes – diferencial
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Sin embargo, el motor y la bomba forman parte de un circuito
hidráulico cerrado (fig. 9); la tubería de retorno del motor va a la
entrada de la bomba, en lugar de ir al deposito. El aceite del deposito
lo toma una bomba de carga, que no tiene más función que
suministrar el aceite para el circuito principal.

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TIPOS DE TRANSMISIONES
HIDROSTÁTICA
El caudal es la cantidad de líquido que entrega una bomba (o
consume un motor) en la unidad de tiempo. Depende
directamente de la potencia entregada por el motor de explosión.
(La potencia se obtiene multiplicando el par motor por el número
de revoluciones por minuto.)

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Como ya se ha dicho, las bombas y los motores hidráulicos pueden ser
de caudal fijo o variable,:
La bomba y el motor hidráulicos se pueden combinar de las cuatro
maneras siguientes:
1) Bomba de caudal fijo accionando un motor de caudal fijo.
2) Bomba de caudal variable accionando un motor de caudal fijo.
3) Bomba de caudal fijo accionando un motor de caudal variable.
4) Bomba de caudal variable accionando un motor de caudal variable.

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Veamos como se comporta cada una
de estas combinaciones (Fíg. 9).
El circuito N°. 1 da una potencia y un par motor constantes en el eje de salida,
mientras se mantiene constante la velocidad de eje de entrada. Si varía la
velocidad de entrada, varia también la potencia y la velocidad, pero el par
motor sigue siendo el mismo. Por ser el motor y la bomba de caudal fijo, esta
combinación se comporta como un tren de engranajes; transmite la fuerza sin
alterar la velocidad ni la potencia, entre el motor y la carga.

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Por ser variable el caudal de la bomba en el circuito N°2, la velocidad
de salida se puede variar, permaneciendo constante el par motor
para una presión dada. Con esta combinación se puede variar la
velocidad, sin que varíe el par motor.

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En la combinación N°3 se puede variar la velocidad variando la
cilindrada del motor hidráulico. Al reducir la cilindrada aumenta
la velocidad pero se reduce también el par motor. Cuando está
bien equilibrada, esta combinación permite mantener constante
la potencia de salida a distintas velocidades.

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La combinación N°4 permite mantener constante el par motor y
la potencia de salida (que resulta de multiplicar el par motor por
la velocidad). Es la más flexible de todas las combinaciones, pero
también la más difícil de controlar.

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El sentido de giro del eje de salida se puede invertir siempre
que la bomba o el motor sean de caudal variable, invirtiendo
el ángulo de inclinación de la placa oscilante (Fig. 10).
Cuando la placa oscilante se deja en posición vertical, la
bomba o el motor no trabajan.
Para obtener la marcha hacia delante, se inclina la placa
oscilante y el aceite es bombeado como indican las flechas del
dibujo superior Para invertir el sentido de la marcha, la placa
oscilante se inclina hacia el lado opuesto y entonces la bomba
hace circular el aceite en sentido opuesto también.
A continuación vamos a ver como trabaja el conjunto.
INVERSION DEL GIRO

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44. Fin.
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Vamos a ver ahora como trabaja una transmisión
hidrostática practica.
Tomamos como ejemplo una bomba de pistones
axiales (fig. 11) con un motor hidráulico (fig. 12).
Este tipo de bomba y motor son los más empleados
en las transmisiones hidrostática de hoy en día.
https://www.youtube.com/watch?v=U_FuvOteAeo
FUNCIONAMIENTO DE LAS TRANSMISIONES
HIDROSTÁTICA

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La bomba es de caudal variable, mientras que el motor es de
caudal fijo.
Veamos ahora como trabaja el sistema completo en punto
muerto, marcha hacia delante y marcha atrás.

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Cuando la palanca de mando de la velocidad esta en punto
muerto, el aceite libre llega desde el deposito, a través del filtro,
a la bomba de carga. Esta ultima bomba ( que es de engranajes y
tiene por objeto alimentar la bomba principal), bombea el
aceite, que entra en la caja de la bomba principal después de
pasar por la válvula limitadora de presión.
PUNTO MUERTO

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Este aceite circula por la caja de la bomba principal y retorna al deposito
después de pasar por el radiador, que lo refrigera.
En el circuito hidráulico que comprende el bloque de cilindros de la bomba y
del motor, con sus tuberías de conexión, el aceite esta bloqueado ( indicado
en la figura por el color verde) merced de las válvulas de retención (A) y (B) de
la tapa de la bomba principal.
Cuando la palanca de mando esta en punto muerto, la placa oscilante de la
bomba esta también en punto muerto y los pistones no se mueven, por lo
que no hay bombeo de aceite.
El bloque de cilindros de la bomba principal, accionado por el motor de
explosión de la maquina, gira en el sentido en que lo hacen las manecillas del
reloj, mirando a su eje de accionamiento.
Por no bombear aceite, el bloque del cilindro del motor esta parado, y no se
mueve el eje de salida.
La válvula tensadora de la correa hidrostática provee para que el aceite a
presión ayude al resorte para mantener la tensión correcta de la correa.

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Al llevar la palanca de mando hacia adelante, se corre hacia adelante el
émbolo de distribución de la válvula de mando. Se da así paso al aceite a
presión hasta el servo - cilindro inferior, que inclina la placa oscilante
(conectada al vástago de su émbolo) hacia adelante. El aceite del servo -
cilindro inferior es obligado a salir y a retomar a la caja de la bomba pasando
por otra canalización de la válvula de mando. Cuando la placa oscilante
alcanza la posición inclinada que se le ha querido dar con la palanca de
mando, el émbolo de la válvula de mando retorna a punto muerto, (tal como
se muestra en la Fig. 14), quedando el aceite bloqueado en los circuitos de
ambos servo - cilindros, con lo que la placa oscilante se mantiene en la misma
posición inclinada mientras el operador de la máquina no actúa de nuevo la
palanca de mando.
MARCHA ADELANTE

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Cuando se lleva la palanca de mando hacia atrás, el émbolo de distribución de
la válvula de mando se corre hacia atrás y deja pasar el aceite a presión hacia
el servo - cilindro superior, que inclina la placa oscilante en la forma que
puede verse en la figura correspondiente.
Cuando la placa oscilante alcanza la inclinación que ha querido darle el
operador con la palanca de mando, el émbolo de distribución de la válvula de
mando retorna a punto muerto (tal como se muestra en la Fig. 15). Al hacerlo
bloquea el aceite en los circuitos de los servo - cilindros, impidiendo de esta
manera que pueda variar la inclinación de la placa oscilante. Esta se mantiene
en la misma posición mientras no se actúa de nuevo la palanca de mando.
MARCHA ATRAS

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MANDO FINAL HIDROSTÁTICA
En algunas máquinas se acopla cada palier a un conjunto formado
por una bomba directamente acoplado de un motor hidráulico.

57. Cada bomba se acopla con su motor hidráulico en ángulo recto.
Tanto la bomba como el motor hidráulico son de caudal variable,
lo que permite variar el par motor y la potencia aplicada en las
ruedas motrices.
El circuito hidráulico cerrado se establece dentro de la misma
caja que contiene el motor y la bomba, a través de unas
canalizaciones.
La bomba de carga se incorpora en la misma unidad, al igual que
las válvulas de descarga y las válvulas limitadoras de presión. La
bomba de carga es del tipo de paletas y de caudal fijo.
Las placas oscilantes se mandan por medio de un varillaje
articulado con una horquilla que hay por encima de la bomba y
otra que hay por encima del motor.
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58. FUNCIONAMIENTO
En la fig. 17 se ilustrado la circulación del aceite
desde el deposito hasta un mando final
hidrostática y el retorno de aquel al deposito.
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60. El aceite del deposito llega a la boca de entrada de la bomba de
carga. Desde la bomba de carga el aceite continúa a la válvula de
mando. Cuando esta válvula está en punto muerto, el aceite
continúa por ella a una tubería común, que recoge también el
aceite de la otra válvula de mando y lo retorna al filtro. Después
de atravesar el filtro y el radiador el aceite entra por la boca del
bloque de válvulas de cada mando final hidrostática.
El bloque de válvulas lleva canalizaciones comunes para el aceite,
para que este circule desde la bomba de pistones al motor de
pistones y pueda retornar a la bomba de pistones.
Se trata, por lo tanto, de un circuito hidráulico cerrado. Las fugas
de aceite que se producen se suplen con aceite enfriado que entra
por el bloque de válvulas
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61. Este aceite de relleno vence la fuerza de un muelle
ajustado para una presión de 70 kpa y llega al lado de
baja presión (entrada) de la bomba de pistones, a una
presión, superior a 70 kpa. El exceso de presión en la
canalización común abre una válvula ajustada a una
presión de 170 kpa, pasando el aceite a la caja del motor,
desde donde retorna al depósito. La válvula de descarga a
170 kpa consta de un cono aplicado sobre su asiento por
un muelle.
Cuando la presión es superior a la fuerza del muelle,
levanta el cono de su asiento.
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Para proteger a la unidad frente a las
elevaciones bruscas de la presión, se ha
dispuesto una válvula de descarga en la
canalización de salida de la bomba. Tanto la
válvula limitadora de la presión de carga
mínima, como las válvulas de descarga, son del
tipo de cartucho preajustado a la
correspondiente presión de trabajo.

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La válvula de descarga para los grandes aumentos
de presión actúa en el momento en que la presión
de salida sobre el extremo del cono interno vence la
fuerza del muelle piloto y levanta el cono interno de
su asiento (al sobrepasar los 31025 kpa). Al
levantarse el cono interno se reduce la presión en la
cámara del muelle, hasta que se levanta también de
su asiento el cono externo descargando el exceso
de presión. El cono interno se mantiene levantado
por su vástago hasta que la presión del sistema
vuelve a ser inferior a los 31025 Kpa.

64. 64
Comoquiera que cualquiera de las dos bocas de
la bomba de pistones puede ser la de entrada o
la de salida, se requieren dos válvulas
reguladoras de la presión de carga y dos válvulas
de descarga para proteger el sistema.
La bomba de cada mando final hidrostático es
accionada por el motor de explosión de la
máquina, mientras que cada motor hidráulico
acciona su palier.

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La máquina se conduce actuando independientemente
sobre las placas oscilantes de cada mando final. Para
tomar curvas suaves se puede acoplar un volante
mediante el correspondiente varillaje, pero para tomar
curvas muy cerradas o para poder invertir el sentido de
giro de una de las ruedas motrices, cada mando final
tiene que llevar una palanca de dirección.
Para invertir el sentido de giro de un palier se invierte la
inclinación de la placa oscilante de la bomba, con lo que
se invierte el sentido en que circula el aceite por el
circuito cerrado formado por bomba y motor hidráulicos.

66. VENTAJAS DE LAS TRANSMISIONES
HIDROSTÁTICAS
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• Margen continuo de velocidades y pares motores
• Mando simplificado por medio de una sola palanca
• Cambio de velocidad progresivo, sin escalones
• Cambio de velocidad en plena marcha
• Máximo par motor para arrancar
• Facilidad de acoplamiento de la fuerza - no requiere barras
de transmisión
• Gran capacidad en relación con la potencia
• No se necesitan embragues ni grandes trenes de engranajes
• Absorbe bien las sobrecargas instantáneas
• Requiere poco servicio y los gastos de mantenimiento son
reducidos

67. MANTENIMIENTO DE LAS
TRANSMISIONES HIDROSTÁTICAS
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Todo sistema hidráulico requiere poco servicio y atención,
porque el aceite lo lubrica y lo protege contra la sobrecarga.
Ahora bien, al igual que cualquier mecanismo, se tiene que
hacer trabajar correctamente.
En efecto, el sistema hidráulico se puede averiar por exceso de
velocidad, por exceso de calor, por exceso de presión o por
estar el aceite excesivamente contaminado.
La transmisión hidrostática debe conservarse siempre bien
limpia. Las impurezas tales como la suciedad, los hilos de
algodón y la broza provocan más averías que cualquier otra
cosa. Cuando se desconecta una tubería o se abra una boca,
se tapará siempre para que no pueda entrar suciedad por ella.
Igualmente, antes de hacer el remontaje se cuidará de que
todas las piezas estén escrupulosamente limpias.

68. 68
Fin