TransmisionesHidrostaticas

8/3/2019 TransmisionesHidrostaticas

1/18

Transmisiones Hidrostticas

Transmisiones mecnicas

Para entender cmo funcionan las transmisiones hidrostticas es conveniente ver antes cmo

funcionan las transmisiones mecnicas. La figura 1 muestra los componentes de un auto con

traccin trasera. Asumimos que usa una transmisin con 4 marchas. Funcionalmente, una

transmisin mecnica puede verse como una caja negra con engranajes adentro, una entrada y una

salida. El acoplamiento entre dos engranajes da una relacin determinada de velocidad en el eje de

salida con respecto a la velocidad en el eje de entrada. El motor puede entregar par hasta cierto

mximo. Si la carga da un par por encima de ese lmite, el motor se ahoga. La relacin de

engranajes se selecciona para ajustar el par demandado por la carga con el par disponible en el

motor. En el primer engranaje, se logra el mximo de torque pero la velocidad es muy baja. En el

cuarto engranaje el par es muy bajo pero la velocidad es muy alta. La potencia es el producto de lafuerza y la velocidad. Una transmisin no cambia la potencia, slo la relacin entre fuerza y

velocidad.

Figura 1. Elementos bsicos de un auto de traccin trasera.

El embrague desconecta el eje de salida del motor para que los engranajes en la transmisin puedan

ser desplazados a otra relacin. Con un embrague manual, el operador acciona manualmente el

embrague y tambin cambia manualmente la transmisin a una nueva relacin.


2/18

Una transmisin automtica tiene una serie de relaciones de cambio fijas. Dependiendo del diseo

de la transmisin, estas relaciones de cambio tienen un nico embrague o una serie de embragues.

Cuando un embrague determinado (o relacin de embragues) es activado, el cambio

correspondiente se conecta. Los embragues son activados en la secuencia apropiada para moverse

subiendo los cambios progresivamente. Cuando un embrague se activa, el anterior se desactiva. La

potencia puede ser transmitida por un par de engranajes o por varios a la vez, en cualquier

momento.

Figura 2. Relacin de desempeo para una caja de transmisin con 4 cambios.

Segn aumenta la velocidad del motor, el torque que se puede entregar tambin aumente. La curva

tpica se muestra en la figura 3. Cambiar del primer al segundo engrane produce una curva de

potencia como la mostrada en la figura 4. En este ejemplo, el cambio se hace cuando el vehculo

alcanza 2,1 mph. En este cambio, la salida de potencia es 72 HP. La lnea de potencia potencial

marca un nivel de 89 HP. El rea sombreada se denomina agujero de potencia. Si la caja decambios tiene suficientes engranajes, los agujeros de potencia se minimizan y la lnea de potencia

real se aproxima bastante a la potencial.


3/18

Figura 3. Curva tpica de par-velocidad para un motor diesel.

Figura 4. Salida de potencia cuando un vehculo cambia de primera a segunda marcha.


4/18

Figura 5. Engranajes adicionales reducen los agujeros de potencia mejorando el desempeo del

vehculo.

El precio de una transmisin automtica crece al aumentar el nmero de engranajes y embragues.

Es deseable usar tan pocas marchas como sea posible para obtener una curva de potencia aceptable.

Un convertidor de torque se instala entre el motor y la caja de cambios para reducir el nmero de

marchas necesarias. Los convertidores de torque tienen la capacidad de transmitir cientos de HP.

Convertidores de torque

Un convertidor de torque es un componente de una transmisin hidrodinmica que tiene tres o ms

rotores que absorben la potencia del motor primario y ajustan automticamente la velocidad de

salida para acoplarse a la demanda de la carga. El eje de entrada est conectado a un rotor axial que

le imparte momento al fluido que llena el convertidor. Este fluido impacta en la turbina, hacindola

girar. La turbina mueve el eje de salida, alimentando la transmisin. Es como mover un molino de

viento usando un ventilador.

Hay una tendencia a pensar en el convertidor de torque como una combinacin de una bomba y un

motor hidrulicos. En nuestro contexto, se considera a las mquinas hidrulicas como dispositivos

de alta presin y bajo caudal; pero el convertidor de torque trabaja con baja presin y elevado

caudal. Ambos dispositivos pueden hacer el mismo trabajo (recurdese que Potencia = Caudal x

Presin) pero lo hacen de formas distintas.


5/18

Figura 6A. Esquema de un convertidor de torque.

Figura 6B. Convertidor de torque y su ubicacin en el tren de potencia.

Si el convertidor de torque tiene slo dos partes (rotor y turbina) se denomina acoplamiento fluido.

El par de salida equivale al par de entrada menos las prdidas. Cuando el requerimiento de la carga

excede el lmite del acoplamiento fluido, el eje de salida se para y no se entrega energa. El motor

contina entregando potencia al acoplamiento. El deslizamiento entre el rotor y la turbina genera

calentamiento del fluido e incluso con un buen enfriamiento esta situacin no puede prolongarse sin

generar daos.

Un convertidor de torque se disea con un componente ms que el acoplamiento fluido: el estator.Este componente permite la amplificacin del par.

Tt = Tl + Ts

Tt = par de la turbina (salida)

Tl = par del rotor (entrada)

Ts = par del estator

La amplificacin del torque es una caracterstica importante, sobre todo para vehculos pesados que

arrancan bajo carga. La figura 7 muestra el par disponible en el motor en el rango de 1200 a 2400rpm. El par de salida en el convertidor se muestra de 0 a 2700 rpm en el mismo rango. El elevado

par a 0 rpm es posible gracias a la amplificacin en el convertidor. Es extremadamente importante


6/18

para el arranque del vehculo y es el principal beneficio que aporta el convertidor de torque.

Figura 7. Par disponible en el motor contra salida de par en el convertidor.

Las cuatro ventajas que aporta el convertidor de torque son:

1. Provee proteccin al motor contra parada por sobrecarga.

2. Reduce la transmisin de impactos de la carga al motor.

3. Aumenta el torque mximo disponible a velocidad cero.

4. Ensancha el rango de potencia para cada engranaje, de forma que se necesitan menos

cambios.

La principal desventaja es una cada en la eficiencia. Ningn acoplamiento fluido puede compararse

al contacto metal-metal de una transmisin directa. En muchos diseos de convertidores de torque,

esa desventaja se supera mediante una opcin de trabado. Esto permite trabar el eje de entrada con

el de salida para dar una conexin directa entre el motor y la transmisin.

Cambio de marchas en una transmisin automtica

En la figura 8, el desempeo de una transmisin directa con 6 marchas se compara con una

transmisin automtica (con convertidor de torque) con 3 marchas. Ntese que el convertidor de

torque ensancha las bandas de potencia para relacin de engranajes haciendo que la lnea de

potencia sea tan suave como la lograda con 6 cambios manuales. Sin embargo, la lnea de potencia

de la transmisin automtica cae por debajo de la lnea de la transmisin directa. Hay un costo eneficiencia a pagar.


7/18

Figura 8. Comparacin del poder de empuje de una transmisin directa con 6 cambios y unatransmisin automtica/convertidor de torque, con 3 cambios.

La activacin de los embragues en la transmisin automtica se hace mediante vlvulas de

solenoide que llevan fluido presurizado hacia el actuador del embrague. Las presiones tpicas de

actuacin rondan los 500 psi. Las transmisiones automticas en los vehculos actuales,

principalmente en maquinaria pesada, tienen complejas secuencias para la activacin de los

cambios.

Una caracterstica de seguridad se incluye en las vlvulas para prevenir que el motor sea embalado

por cargas a altas velocidad. Otras caractersticas incluyen la deteccin de errores del operario,

desconociendo la orden manual y realizando el cambio de marchas de una forma ms apropiada

para prevenir los daos al motor o la transmisin. El uso de la hidrulica para implementar estos

controles es una aplicacin muy importante de la disciplina.

Un ingeniero debe comprender las caractersticas de las transmisiones manuales, las transmisiones

automticas y las transmisiones hidrostticas para poder reconocer cul es la ms apropiada a su

aplicacin.


8/18

Configuraciones bsicas

La funcin primaria de cualquier transmisin hidrosttica (THS) es aceptar potencia rotativa de un

motor primario (usualmente de combustin interna), que tiene caractersticas de operacin

especficas, y transmitir esa energa a una carga que tiene diferentes caractersticas de operacin. En

el proceso, la THS debe regular velocidad, torque, potencia y (en algunos casos) sentido de

rotacin. Dependiendo de su configuracin, la THS puede mover una carga a plena velocidad en

una direccin o en la opuesta, con infinitas variaciones de velocidad entre ambos mximos, todas

con el motor primario trabajando a velocidad constante.

Figura 9. Por lo general, una transmisin hidrosttica consiste en una bomba de desplazamiento variable y

un motor de desplazamiento fijo, conectados a travs de tuberas metlicas, mangueras plsticas o ambas.Al montar un tanque (y usualmente un intercambiador de calor y un sistema de filtrado) entre la bomba y elmotor, se forma una transmisin hidrulica de circuito abierto.

El principio de operacin de las THS es simple: una bomba, conectada a un motor primario, genera

flujo para mover un motor hidrulico, que est conectado a la carga. Si el desplazamiento de la

bomba. Si el desplazamiento de la bomba y del motor son fijos, la THS acta solamente como una

caja de engranajes para transmitir potencia del motor primario a la carga. Sin embargo, la inmensa

mayora de las THS usan una bomba de desplazamiento variable, motor de desplazamiento variable,o ambas cosas; de tal manera que velocidad, par o potencia puede regularse.

Las THS ofrecen ventajas importantes sobre otras formas de transmisin. Dependiendo de la

configuracin, la THS:

Transmite alta potencia en un tamao compacto.

Brinda baja inercia.

Opera eficientemente en un amplio rango de relaciones par-velocidad.

Mantiene una velocidad controlada, incluso en reversa, sin importar la carga; dependiendo

de los lmites de diseo. Mantiene una velocidad pre-establecida ante cambios de direccin o cargas de frenado.


9/18

Transmite potencia del motor primario a mltiples destinos, incluso si la posicin y la

orientacin de esos destinos cambia.

Puede permanecer parada a carga plena con una baja prdida de potencia.

No patina a velocidad cero.

Tiene mejor tiempo de respuesta que las transmisiones mecnicas o electromecnicas de

potencia comparable.

Permite frenado dinmico.

Se usan dos tipos de construccin para las THS: integral o no-integral. Las construccin no-integral

es por lejos la ms comn, porque la potencia puede transmitirse a una o ms cargas en reas a las

que de otra forma sera difcil acceder. En esta tcnica, la bomba se acopla al motor primario, el

motor hidrulico a la carga, y ambos se conectan entre s mediante mangueras o caeras de acero.

En la figura 9 se muestra una construccin integral estndar. En la figura 10 se muestra una

construccin integral compacta, que puede incorporar superficies y ejes para el montaje.

Figura 10. Una THS compacta encierra bomba, controles, tuberas y todos los componentes auxiliares enuna sola unidad compacta. La unidad mostrada en la figura recibe potencia a travs de una correa V ytransmite potencia a la carga a travs de su eje de salida. Las THS compactas estn disponibles en una granvariedad de configuraciones, muchas de ellas acoplables directamente a un motor.

Cualquiera sea la tarea, la THS debe ser diseada para un acople ptimo entre el motor y la carga.

Esto le permite al motor operar a la velocidad ms eficiente y la THS hace los ajustes a las

condiciones de operacin. Mientras mejor sea el acoplamiento de las caractersticas de entrada y de

salida, ms eficiente ser el sistema. Todo sistema de potencia debera disearse para mantener un

equilibrio entre eficiencia y productividad. Una mquina diseada para alta eficiencia tiene una

respuesta lenta, lo que roba productividad. En cambio, una mquina diseada para alta

productividad es poco eficiente porque debe mantenerse una gran cantidad de energa disponible en

todo momento para responder a cambios en la demanda.

Cuatro tipos de THS

La configuracin de una THS determina sus caractersticas. La figura 11 resume las configuracionesy el desempeo de cada una.


10/18

Figura 11. Las transmisiones hidrulicas funcionales resumidas de acuerdo a los tipos de bombas y motoresinvolucrados. (A) Motor y bomba, ambos de desplazamiento fijo. (B) Bomba de desplazamiento variable y

motor de desplazamiento fijo. (C) Bomba de desplazamiento fijo y motor de desplazamiento variable. (D)

Bomba y motor, ambos de desplazamiento variable.

La forma ms simple de transmisin hidrosttica usa una bomba de desplazamiento fijo moviendo

un motor de desplazamiento fijo, como en la figura 11A. Aunque esta configuracin es barata, sus

aplicaciones son muy limitadas, porque otras formas de transmisin de potencia son ms eficientes.

Dado que la bomba tiene desplazamiento fijo, debe seleccionarse para mover el motor a mxima

velocidad a plena carga. Cuando no se necesita la mxima velocidad, el aceite es desviado (by-pass)

de la salida de la bomba a la vlvula de alivio. Hacer eso consume energa en forma de calor.

Usando una bomba de desplazamiento variable en vez de una fija, se crea una transmisin de par

constante, figura 11B. El par de salida es constante a cualquier velocidad porque el par depende

solamente de la presin del fluido y del desplazamiento del motor. Aumentar o disminuir eldesplazamiento de la bomba aumenta o disminuye la velocidad del motor mientras el par permanece

invariable. La potencia, por lo tanto, aumenta con el desplazamiento de la bomba.


11/18

Usando un motor de desplazamiento variable con una bomba de desplazamiento fijo produce una

transmisin de potencia constante, figura 11C. Si el caudal del motor es constante y el

desplazamiento del motor es ajustado para mantener constante el producto de la velocidad y el par,

entonces la potencia entregada es constante. Disminuir el desplazamiento del motor aumenta la

velocidad pero disminuye el par, una combinacin que mantiene la potencia fija.

La configuracin ms verstil es la de bomba de desplazamiento variable con motor de

desplazamiento variable, figura 11D. Tericamente, esta combinacin produce infinitos cocientes depar y velocidad a potencia. Con el motor a desplazamiento mximo, variar la salida de la bomba

afecta la velocidad y la potencia mientras el par permanece constante. Reducir el desplazamiento

del motor con la bomba a desplazamiento mximo aumenta la velocidad del motor, el par

disminuye segn aumenta la velocidad, y la potencia permanece constante.

Las curvas en la figura 11D muestran dos rangos de ajuste. En el rango 1, el desplazamiento del

motor est fijado al mximo mientras que la bomba se hace variar de cero al mximo. El par se

mantiene constante mientras el desplazamiento vara, pero la potencia y la velocidad se

incrementan.

El rango 2 empieza cuando la bomba alcanza el desplazamiento mximo, que se mantiene mientras

el desplazamiento del motor se reduce. A travs de este rango, el par disminuye mientras la

velocidad aumenta, pero la potencia permanece constante. Tericamente, la velocidad del motor

podra aumentarse hasta el infinito, pero desde un punto de vista prctico est limitada por la

dinmica del sistema.

Ejemplo de aplicacin #1

Supngase que una carga de 3.116 lb-in de par debe moverse a 1000 rpm con una THS de

desplazamiento fijo. El requerimiento de potencia se determina por:

P = (T X N) / 63,024

donde:

P es la potencia en hp

T es el par en lb-in

N es la velocidad en rpm.

Entonces:

P = (3,116 X 1,000) / 63,024 = 50

Si elegimos una bomba de 2000 psi (basndonos en la experiencia para proveer una buena

combinacin de tamao, peso, desempeo y costo) y 50 hp, calculamos entonces el caudal que debe

proporcionar:

q = (1,714 X P)/ p

donde:

q es el caudal en gpm

p es la presin en psi

Entonces:


12/18

q = (1,714)(50) / 2000 = 43 gpm

Seleccionamos un motor hidrulico con un desplazamiento de 10 in3/rev, para entregar 3.116 lb-in

de par a 2000 psi, aproximadamente 43 gpm a 1000 rpm. La figura 11A muestra las caractersticas

potencia/par/velocidad de bomba y motor, asumiendo que la bomba opera a velocidad constante.

El caudal de la bomba es mximo a esta velocidad de operacin, y la bomba intenta entregar elmximo de aceite al motor de desplazamiento fijo. La inercia de la carga hace imposible una

aceleracin instantnea a mxima velocidad, as que parte del aceite escapa por la vlvula de alivio.

La figura 11A muestra tambin la prdida de potencia durante la aceleracin. Cuando el motor

aumenta su velocidad, transmite ms del caudal de la bomba y sale menos aceite por la vlvula de

alivio. A la velocidad de diseo, todo el aceite de la bomba pasa a travs del motor.

El par es constante porque la presin del sistema crece hasta el seteo de la vlvula de alivio

inmediatamente despus de la conmutacin de la vlvula de control. La potencia perdida por la

vlvula de alivio es la diferencia entre la potencia constante entregada por la bomba y la potencia

variable entregada por el motor. El rea bajo la curva representa el potencia desperdiciada cuando la

transmisin arranca o para. Tambin muestra la baja eficiencia del motor para cualquier velocidadde operacin por debajo de la mxima. Una transmisin de desplazamiento fijo no se recomienda

para aplicaciones con frecuentes arranques y paradas o cuando un par menor al mximo ocurre con

frecuencia.

Cociente par/velocidad

Figura 12. La velocidad crtica (dada en el punto A) en una THS de potencia constante es la velocidad msbaja a la que se puede transmitir la mxima potencia constante.

Tericamente, la potencia mxima que una transmisin hidrosttica puede transmitir es una funcin

del caudal y de la presin. Sin embargo, en transmisiones de potencia constante con velocidades desalida variables, la potencia terica dividida por el cociente par/velocidad determina la potencia real

de salida. La potencia constante ms alta que puede transmitirse est determinada por la velocidad


13/18

de salida ms baja a la que esa potencia constante puede transmitirse.

Por ejemplo, si la velocidad mnima representada por el punto A en la curva de potencia de la figura

12 es la mitad de la velocidad mxima, el cociente de par a velocidad es 2:1. La potencia mxima

que puede transmitirse es la mitad del mximo terico. En el punto B, correspondiente a la

velocidad de de salida A, la curva de par se reduce a medida que la velocidad aumenta. A la

velocidad de salida mxima, cae al punto C.

A velocidades de salida inferiores a la mitad del mximo, el par permanece constante a su valor

mximo, pero la potencia se reduce proporcionalmente a la velocidad. La velocidad en el punto A es

la velocidad crtica y se determina por el comportamiento dinmico de los componentes de la THS.

Por debajo de la velocidad crtica, la potencia decrece linealmente (a par constante) hasta cero rpm.

Por encima de la velocidad crtica, el par decrece cuando la velocidad aumenta, lo que brinda

potencia constante.

Construyendo una THS cerrada

Las descripciones de transmisiones hidrostticas de circuito cerrado en la figura 11 se concentran

nicamente en consideraciones paramtricas. Funciones adicionales deben proveerse para lograruna THS real.

Figura 13. Progreso en el desarrollo de los circuitos THS de potencia constante; desde un arreglo simple debomba y motor hasta un equipo integral con accesorios bsicos.

Componentes del lado de la bomba Considrese, por ejemplo, una THS de par constante -del

tipo usado comnmente- con una bomba de desplazamiento variable servocontrolada que mueve un

motor de desplazamiento fijo, figura 13A. Dado que esto es una THS de circuito cerrado, el caudal

de deslizamiento (prdidas de caudal a travs de sellos y por flujos invertidos) se acumula en las

carcazas de bomba y motor, debiendo eliminarse mediante una lnea de drenaje, figura 13B. Laslneas de drenaje combinadas fluyen a un tanque a travs de un intercambiador de calor.

Uno de los componentes ms importantes de una THS es la bomba de carga. Habitualmente es una


14/18

pequea bomba de desplazamiento fijo, integrada al paquete de la bomba, pero tambin puede ser

independiente, montada en un bastidor con las bombas a las que sirve, figura 15. Cualquiera sea la

combinacin, la bomba de carga desarrolla las siguientes funciones:

1. Recupera el fluido que se fuga en la bomba y en el motor, reponindolo en la entrada de la

bomba. Es esencial mantener esas fugas para que el sistema est lubricado. Sin embargo, si

no se repusieran las prdidas la bomba pronto cavitara.

2. Provee un caudal para refrigeracin a travs de las carcazas de la bomba y el motor. Cuando

se escapa aceite del circuito principal a la carcaza, la friccin genera calor. Este aceite debe

pasarse a travs de un enfriador para eliminar el calor.

3. Tambin provee fluido presurizado requerido por mecanismo de control del desplazamiento

variable.

Figura 14. Transmisin hidrosttica de circuito cerrado con circuito de la bomba de carga.


15/18


16/18

Componentes del lado del motor Una THS tpica tambin necesita vlvulas de alivio cruzadas

(D y E), figura 13D. Estas usualmente son integradas en el paquete del motor. Se instalan dos

vlvulas de alivio cruzadas para prevenir presiones excesivas en cualquier de las lneas de

alimentacin debido a una carga de impacto, un golpe de ariete proveniente del motor, una carga

embalada o condiciones similares. Estas vlvulas limitan la presin en las lneas de suministro de

presin al desviar fluido a alta presin hacia el lado de baja presin. Cumplen con la misma funcin

que las vlvulas de alivio del sistema en un circuito abierto. Sin embargo, se ubican del lado delmotor porque es donde se originan las sobrepresiones en las THS cerradas.

Adems de las vlvulas de alivio cruzadas, se incluye la vlvula de corredera F. Dicha vlvula es

conmutada por fluido a alta presin, que conecta la lnea de baja presin con la vlvula de alivio de

baja presin G. La vlvula G desva el exceso de caudal de la bomba de carga a la carcaza del motor

y entonces a travs de la lnea de drenaje hasta la carcaza de la bomba. El fluido regresa entonces al

tanque de la bomba de carga a travs del intercambiador de calor.

Control de la cavitacin

La rigidez de una THS depende de la compresibilidad del fluido y de la compatibilidad de los

componentes del sistema, como tuberas y mangueras. La influencia de estos componentes puede

compararse con el efecto de un acumulador de resorte conectado a la lnea de suministro mediante

un acople T; bajo cargas fuertes, el acumulador experimenta una compresin sustancial y hay ms

fluido en el acumulador. Dicho volumen adicional debe ser suministrado por la bomba de carga.

El factor crtico es el grado de crecimiento de la presin del sistema. Si la presin aumenta muy

rpidamente en el lado de suministro (llamado caudal de compresibilidad), puede exceder la

capacidad de la bomba de carga y entonces la bomba principal comienza a cavitar. Quizs los

circuitos alimentados por bombas de desplazamiento variable con controles automticos sean los

que ms peligros presentan. Cuando un sistema as comienza a cavitar, la presin cae o desaparece

completamente. Los controles automticos intentan responder, resultando en un sistema inestable.

Matemticamente, el crecimiento de la presin puede expresarse por:

dp/dt=BeQcp / V

donde:

Be es el coeficiente de compresibilidad del sistema, en psi

Ves el volumen de fluido del lado de presin, en in.3

Qcp es la salida de la bomba de carga en in.3/sec.

Ejemplo de aplicacin #2Asmase que la THS de la figura 13 est conectada a 2 pies de tubera de acero de 1-1/2 de

dimetro interno. Despreciando los volmenes de bomba y motor, V es aproximadamente 30 in3.

Para aceite en tuberas de acero, Be es 200.000 psi. Asumiendo que la bomba de carga entrega 6

gpm (28 in3/s), entonces el crecimiento de la presin es:

dp/dt= (200,000 X 28)/ 30= 190,000 psi/s

Ahora considrese el efecto de usar 20 pies de manguera de 1-1/2 de DI, trenzada con 3 alambres.

El fabricante de la manguera debera proveer el coeficiente de expansin volumtrica en

in3/1000 psi (pulgadas cbicas cada mil libras-pulgada cuadrada)

para calcular el coeficiente de compresibilidad efectivo. Asmase para este ejemplo que


17/18

Be = 84.000 psi.

Entonces:

dp/dt= (84,000 X 28) / 294.5 = 7986 psi/s

Aumentar la salida de la bomba de carga sera la manera ms efectiva de prevenir la tendencia de tal

sistema a cavitar. Alternativamente, si los cambios en la carga externa no son continuos, puede

aadirse un acumulador al circuito. De hecho, algunos fabricantes de THS proveen un puerto para

conectar un acumulador al circuito de carga.

Si la THS es de baja rigidez y est equipada con controles automticos, la THS debera arrancarse

con un desplazamiento nulo. Adems, la aceleracin del mecanismo de desplazamiento debiera

limitarse para prevenir arranques inestables (corcoveos), que pueden generar picos de presin

excesiva. Algunos fabricantes de THS proveen orificios de amortiguacin en el circuito para este

propsito.

La discusin demuestra el multifactico papel que cumple la bomba de carga del sistema en una

THS de circuito cerrado. De aqu que la rigidez del sistema y el control de la velocidad de aumento

de presin sean las consideraciones bsicas para determinar la entrega de la bomba de carga, mucho

ms que los caudales de deslizamiento en bomba y motor principales.

Circuito cerrado o lazo cerrado?

Hay cuatro configuraciones bsicas para las THS: dos de circuito abierto y dos de circuito cerrado.

La denominacin se refiere a cmo estn conectadas las lneas hidrulicas al sistema. En un circuito

abierto, el fluido es tomado por la bomba desde un tanque, se dirige al motor, y entonces vuelve al

tanque despus de pasar por el motor hidrulico. En un circuito cerrado, el camino del fluido escontinuo; fluye directamente desde el puerto de descarga de la bomba hasta la entrada del motor,

luego de la descarga del motor a la entrada de la bomba.

Los dos tipos de circuito pueden ser adems de lazo abierto o de lazo cerrado, lo que se refiere al

control de la THS. Un sistema de lazo cerrado no tiene forma de auto-controlarse para ajustar

presin, velocidad o par. Cualquier ajuste de las variables de control se realiza manualmente, por el

operario. Los sistemas de lazo cerrado, por el contrario, incluyen dispositivos de retroalimentacin

que proveen comunicacin entre bomba y motor, de manera que la THS se ajusta automticamente

de acuerdo a las variaciones en las condiciones de operacin de la carga, el motor primario o

ambos.

Cambiando los desplazamientos

Los controles que cambian los desplazamientos en bomba y motor son el enlace entre el operario y

la THS. Proveen las funciones que permiten a la transmisin el desarrollo de las tareas especficas

para las que fue diseada. En muchos sistemas, un nico control le permite al operario arrancar,

parar, invertir o ajustar la velocidad de marcha.

El desplazamiento puede variarse manualmente, por pilotaje hidrulico, o por seales elctricas. El

tamao de la bomba y del motor, su proximidad al operario, y los requerimientos de respuesta y

precisin de la aplicacin son los factores que determinan el tipo de control a usar.Palancas y manivelas conectadas directamente a los mecanismos de variacin del desplazamiento

pueden utilizarse para controlar pequeos equipos con bajos esfuerzos de conmutacin. La


18/18

respuesta tpica es lenta y adems el componente a variar debe estar cercano al operario. Estos

controles pueden manejarse a distancia con un cilindro para mover una palanca o un motor elctrico

para mover la manivela, pero la respuesta an sera lenta.

Los circuitos para pilotaje hidrulico, actuados directamente o por un solenoide, pueden variar

bombas y motores grandes a distancia. Dependiendo de las caractersticas del pilotaje, la respuesta

es mejor que con los controles manuales.

Muchas de las bombas incluidas en las THS modernas estn equipadas con servocontroles que

permiten buena velocidad y precisin en la respuesta con un mnimo de esfuerzo (y talento) por

parte del operario. La palanca de control puede ser enlazada mecnicamente al carrete del servo, o

puede enviar una seal elctrica a un servo electrohidrulico. Este sistema es lo bastante fuerte

como para variar las bombas ms grandes y tambin puede mantener la posicin seteada ante

esfuerzos transitorios en la THS.

Los controles ms sofisticados aaden dispositivos de retroalimentacin tales como transductores

de presin y tacmetros, cuyas seales forman un lazo cerrado con el control electrohidrulico del

desplazamiento de la bomba.

Bibliografa

Fluid Power Basics - Hydraulics & Pneumatics Magazine

http://www.hydraulicspneumatics.com

A primer on hydrostatic transmissions, R. T. Schneider - Hydraulics & Pneumatics Magazine,

1999

Fluid Power Circuits and Controls, John Cundiff, CRC Press, 2002.
http://www.hydraulicspneumatics.com/http://www.hydraulicspneumatics.com/

TransmisionesHidrostaticas

Documents

Transcript of TransmisionesHidrostaticas