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Mdulo 4 DireccinVersin Imprimible

Curso de Mantencin de Camiones Komatsu 930E - 830E

2Mdulo 4 Direccin


1. Objetivos

Describir los componentes del sistema de direccin, y explicar el principio de funcionamiento, los procedimientos de operacin, mantencin, y las normas de seguridad relacionadas con el sistema.

2. Descripcin General

El sistema de direccin del camin es un sistema hidrulico con acumuladores de nitrgeno operado por una vlvula medidora (Orbitrol), que de acuerdo a la accin de operador, girando el volante, determina el giro de las ruedas.

La vlvula Orbitrol regula el flujo de aceite desde la vlvula amplificadora de flujo hacia los cilindros de direccin, lo que determina la velocidad de giro y la direccin de las ruedas.

El sistema cuenta con todas las alarmas de seguridad que indican al operador las fallas que se producen y le entrega potencia de emergencia en caso de prdida de efectividad del sistema.

3. Componentes

3.1 Cilindro de Direccin

Es un cilindro de doble efecto accionado por el aceite del sistema hidrulico, que proviene del amplificador de flujo, el cual recibe la seal de la unidad de control de la direccin de acuerdo a los movimientos que el operador realiza sobre el volante de la direccin.

Conexiones Mecnicas del CilindroEl extremo del cilindro est conectado a la parte delantera del chasis al lado que le corresponda. En este extremo el sistema de fijacin del cilindro es con un pasador dispuesto en forma horizontal y con una rtula.

El otro extremo del vstago se conecta al brazo del eje por un sistema de pasador dispuesto en forma vertical y con una rtula.

3.2 Mltiple (Repartidor / Manifold)Este mltiple est encargado de dirigir los flujos hacia y desde los cilindros de direccin para que stos acten de forma alternada cada vez que se requiera direccionar el camin. Est conectado directamente a su vez a la vlvula amplificadora de flujo (caudal). Posee adems dos conectores rpidos para verificacin de la presin de direccin.

3.3 Acumuladores de la DireccinLos dos acumuladores de direccin son del tipo bolsa con una capacidad de 62 litros cada uno. Los acumuladores se cargan a 1400 psi con nitrgeno seco puro usando la vlvula de carga ubicada en el extremo superior. El aceite que entra a los acumuladores comprime el nitrgeno ubicado en la bolsa. La presin del nitrgeno aumenta directamente con la presin del circuito de la direccin.

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Cuando la presin del circuito de la direccin alcanza 3025 psi (930E-3), la vlvula de descarga descargar la bomba. Los acumuladores contendrn una cantidad de aceite bajo presin y son mantenidos por las vlvulas de retencin en el mltiple de sangra, disponibles para la direccin del camin. Cuando la presin del sistema desciende a 2750 psi (930E-3), la salida de la bomba volver a cargar para rellenar los acumuladores y aumentar la presin del sistema de la direccin. Los acumuladores tambin proporcionan aceite para ser utilizado, por un perodo limitado de tiempo (en caso de emergencia), en caso que la bomba no est operativa.

Nota:Los funcionamientos de los sistemas en ambos modelos de camin son similares sin embargo las regulaciones de las presiones de carga y descarga son distintas.

Camin 830E: 3200 a 3500 psiCamin 930E-3: 2750 a 3025 psi

3.4 Amplificador de Flujo (Vlvula amplificadora de caudal Flow amplifier)El amplificador de flujo est ubicado en el riel izquierdo del chasis delante de los acumuladores y se usa en el circuito de la direccin para proporcionar el gran volumen de aceite requerido para los cilindros de la direccin.

El amplificador de flujo utiliza el flujo proveniente de la unidad de control de la direccin para determinar una cantidad proporcional del flujo a ser enviado desde el mltiple de sangra a los cilindros de la direccin.

Aqu se regula la presin mxima de direccin. Presin de Aplicacin Mxima.

3.5 Mltiple de Sangra (purga) (Mltiple de Purga Bleeddown manifold)Esta ubicado en el lado izquierdo del chasis por el lado exterior (930E-3). El mltiple de sangra permite guiar los flujos dependiendo del requerimiento y una vez cortado el interruptor de partida se descargar el sistema previniendo potenciales peligros con aceite a presin.

Est equipado con una vlvula solenoide de sangra, 2 vlvulas de descarga, 1 interruptor de baja presin de direccin y 1 vlvula de retencin piloteada. Tambin est equipado con portales para conexiones auxiliares de suministro y retorno de fuente exterior. El mltiple recibe el aceite desde el filtro de alta presin. El aceite que ingresa al mltiple se dirige al acumulador de direccin, al circuito de frenos y al amplificador de flujo. El aceite se suministra a la vlvula de control y cilindros de direccin va amplificador de flujo.

Las vlvulas de descarga, solenoide de sangra del acumulador e interruptor de presin de direccin estn ajustados en fbrica y no son reparables.

Cada vez que el motor diesel se detiene colocando el interruptor principal del motor en la posicin Off, el solenoide de sangra se energiza descargando toda la presin de direccin incluyendo el acumulador al tanque hidrulico. La presin de freno, sin embargo, no se descarga debido a vlvulas de retencin internas en el mltiple de frenos.

Despus de 90 segundos el solenoide se desenergizar para cerrar el retorno al tanque. Con este tiempo todo el aceite del acumulador debera haber retornado al tanque (como una medida de comprobacin de que se ha descargado, intente girar el volante del camin: ste no debiera girar).

Al momento del arranque del motor diesel, el sistema de direccin ser cargado incluyendo el circuito de frenos.

Si la presin de direccin baja a un valor predeterminado o menor, se encender la luz y sonar una alarma. Esto est controlado por un interruptor de presin ubicado en el mltiple de sangra.

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Alarmas de baja presin de direccinCamin 830E: 2300 psiCamin 930E-3: 2300 psi

3.5.1 Operacin del Mltiple de SangraEl mltiple de sangra recibe aceite de la bomba de direccin/freno, a travs del filtro de alta presin y dirige el aceite hacia los acumuladores, circuito de frenos, amplificador de flujo y a la bomba hidrulica del sistema de lubricacin automtica (930E-3). El suministro de aceite para la unidad de control de la direccin y los cilindros de la direccin es suministrado por medio del amplificador de flujo. El mltiple tambin proporciona control del circuito de elevacin cuando se levanta la tolva. Las vlvulas de alivio, el solenoide de sangra del acumulador, y el solenoide de lmite tolva arriba vienen preajustadas de fbrica y no pueden ser reconstruidos por separado.

3.5.2 Arranque del Motor Diesel y Carga del SistemaUna vez que el motor diesel arranca, el aceite ingresa a la vlvula de sangra, pasa por la vlvula de retencin y va al acumulador de direccin. El aceite tambin fluye al circuito de direccin y de frenos a travs de la vlvula de retencin, procediendo a cargar el sistema.

3.5.3 Flujo del Aceite durante la OperacinCuando se opera la direccin, el aceite fluye desde el acumulador pasando por la vlvula de retencin hacia el sistema de control de la direccin. Tambin el aceite presiona para abrir la vlvula de doble retencin y permitir que el aceite de retorno se dirija al portal de salida.

3.5.4 Flujo de suministro externoLas lumbreras en el mltiple de purga permiten al personal de servicio conectar un suministro hidrulico externo que permita la operacin de los sistemas de freno de servicio y direccin del camin en caso que la bomba de direccin/frenos, motor, etc. no estn operativos. El suministro externo se conecta a la lumbrera 24 (ver Figura), y el retorno se conecta a la lumbrera 25. Esta funcin slo se debe usar en caso de emergencia para permitir que el camin vuelva al taller para servicio o para sacar el camin del camino.

3.6 Tanque HidrulicoEl fluido hidrulico para el sistema es suministrado por un tanque de aceite hidrulico que est ubicado al costado izquierdo del bastidor, delante de las ruedas traseras del camin. La capacidad del tanque es aprox. de 947 lts. (930E-3)

3.6.1 Operacin de los Componentes del tanque HidrulicoTapa de llenado: es una tapa atornillada y sellada que debe ser retirada para rellenar el tanque y debe ser instalada y apretada una vez rellenado el tanque.ADVERTENCIA: Cuando usted necesite rellenar el tanque hidrulico verifique que los acumuladores de direccin estn descargados y a la vez descargue los acumuladores de frenos. De esta manera usted tendr todo el aceite devuelto al tanque; luego proceda a rellenar el nivel faltante.

Mirillas de nivel: el tanque tiene 2 mirillas, una mirilla superior para controlar el nivel mximo y una mirilla inferior para controlar el nivel mnimo.

Filtros respiradores (respiraderos): permiten el ingreso de la presin atmosfrica filtrada cuando el nivel del aceite baja por uso del sistema y la descarga de aire cuando el aceite vuelve al tanque. Son de 10 micrones.

Vlvulas de drenaje inferior: se usa para drenar el aceite del tanque.

Filtros Strainer o de malla: estos elementos se encuentran ubicados dentro del tanque de aceite y tienen como funcin retener las partculas mayores en la succin de las bombas

Vlvula de Corte (Llaves de paso): son las encargadas de interrumpir el flujo desde el tanque hidrulico hacia las bombas en caso de una intervencin en stas o cambio del conjunto. Despus de una intervencin al sistema hidrulico revise siempre las llaves de paso abiertas, de lo contrario perjudicar las bombas hidrulicas.

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3.7 Bomba de Direccin/FrenosLa bomba de direccin y frenos es del tipo de pistones compensado a presin. Es la encargada de suministrar el aceite filtrado al mltiple de sangra y ste a su vez a los diferentes sistemas del camin.

El eje de la bomba est conectado en toma constante a la bomba de levante, y ambas reciben las rpm directas del motor diesel. Estos movimientos son transmitidos al conjunto de pistones y mediante la inclinacin del plato, regular el caudal de salida de la bomba.

3.7.1 Operacin de la Bomba (Oilgear PVK 140)

Posicin NeutroEl pistn de control mantiene centrado el plato de empuje. El ngulo de plato de empuje es 0 y la superficie del plato es paralela a la cara del cilindro. Por lo tanto, no hay movimiento en los pistones, los que rotan alrededor del plato de empuje no produciendo desplazamiento de aceite en los cilindros.

1. Pistn de control2. Caja ranurada3. Pistn de bombeo4. Bloque de sujecin (Plato de Empuje)

Posicin IntermediaEl pistn de control se ha desplazado desde la posicin

cero grado hacia la posicin intermedia, dando al plato de empuje un ngulo que hace que los pistones se desplacen hacia delante y hacia atrs produciendo un desplazamiento de aceite proporcional a su carrera.

Posicin MximaEl pistn de control se ha movido a su mxima posicin. Con esto la carrera de los pistones tambin llega a su mximo desplazamiento, producindose la mayor entrega de caudal de aceite.

NOTA:Cuando la bomba de direccin y freno viene reparada y probada en un banco de prueba, nunca regule el ajustador de carrera de la bomba.

Operacin de Bomba con Compensador y Vlvula de Descarga (930E-3)Al poner en funcionamiento el motor diesel, la bomba gira. El resorte mantiene al plato de la bomba en la posicin de inclinacin y mxima entrega de caudal para la cual est regulada. El aceite impulsado por la bomba, sale por el portal (A) y se dirige al portal (B) de entrada al mltiple de sangra, pasa por las vlvulas de retencin (1A y 1B) e inicia la carga de los acumuladores de direccin por los portales (ACC1) y (ACC2) y al circuito de frenos por el portal (BRAKE).

Por el portal (APU) del mltiple va una seal hacia el portal de entrada (AAC) en la vlvula de descarga de 3.025 psi en la bomba, que acta contra el resorte de la vlvula, la cual permanece cerrada al tanque.

Otra conexin de aceite de la bomba, pasa por el restrictor de 0,062 seal que se siente a ambos lados del carrete regulador. Desde el lado del resorte (derecho) del carrete de control de la bomba el aceite va a la vlvula de descarga, por un lado acta contra el resorte y por otro lado, se bloquea el paso en la vlvula. Otra seal va a la vlvula compensadora actuando contra el resorte y por otro lado se bloquea en la misma vlvula.

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En la medida que la presin aumenta en los acumuladores, la seal del portal (APU), comienza a actuar sobre la vlvula de descarga sin lograr abrirla. La presin de aceite est ingresando al carrete por el portal (1), saliendo por el portal (4) y se dirige hacia el pistn sobre el resorte del plato de la bomba comenzando a enderezarlo en la medida que la presin aumenta, regulando el caudal de la bomba.

Si la presin del sistema alcanza a 3.050 psi la seal (APU), ser capaz de mover la vlvula de descarga conectando sta al tanque. La prdida de presin que se produce en el lado del resorte del carrete de control (lado derecho), hace que la mayor presin del lado izquierdo mueva el carrete hacia la derecha, bloqueando la presin sobre el pistn del resorte. Es este momento el plato permanecer sin inclinacin y el caudal de la bomba ser tericamente cero.Cuando la presin del sistema disminuya a 2.750 psi la presin del lado derecho del carrete tambin baja, permitiendo que la mayor presin del lado izquierdo siga moviendo el carrete de control de la bomba hacia la derecha, conectando el portal (4) con el (3) que est conectado al tanque. Esto produce una cada de presin en el pistn que mantena al plato sin inclinacin y a la bomba sin caudal, haciendo que el resorte nuevamente haga que el plato de la bomba se incline y se inicie un nuevo proceso de carga. La vlvula compensadora trabaja como vlvula de seguridad del sistema y protege a ste contra presiones superiores a 3.325 psi en caso de que el sistema de control fallara.

3.8 Filtro del Circuito de la Direccin/FrenosEl filtro del circuito de la direccin est ubicado en el lado interior del tanque de combustible. El filtro proporciona una proteccin de filtrado secundario para el aceite hidrulico, que fluye a la vlvula del mltiple de sangra para los sistemas de freno y direccin. Debemos recordar que el primer filtrado se realiza dentro del tanque hidrulico (filtros strainer), los cuales deben ser reemplazados en cada intervencin mayor del sistema hidrulico.

3.8.1 Operacin del filtro de DireccinLa caja del filtro posee un sistema by-pass que permite el paso del aceite sin filtrar si el sistema se encuentra obstruido. Si esto sucede cuando la presin diferencial entre la admisin y la salida del filtro alcanza un valor de 35 5 psi el sistema alarmar. El interruptor no es ajustable y slo se cambia como un conjunto.

3.9 Vlvula de Control de DireccinLa vlvula de control de direccin est conectada directamente a la columna de direccin, en el frente de la cabina del operador.

3.9.1 Operacin de Vlvula de Control de Direccin (Orbitrol)La vlvula de direccin incorpora un medidor rotatorio que asegura el volumen suministrado a los cilindros de direccin que es proporcional a la rotacin del volante de direccin. La operacin de la vlvula de control de la direccin es, por tanto, accionada en forma manual e hidrulica, proporcionando al operador un sistema de direccin de potencia. La vlvula de control de la direccin es automticamente retornada mediante resortes a su punto cerrado o neutro cuando las ruedas detienen su movimiento.

4. Operacin del Sistema de Direccin 4.1 Direccin no est siendo accionadaEl aceite a alta presin desde la bomba de direccin y de los acumuladores de la direccin est disponible a travs del mltiple de purga de la direccin hacia la lumbrera HP en el conjunto del amplificador de flujo.

Al entrar a la vlvula prioritaria, pasa ms all del carrete hacia la vlvula amplificadora cerrada y tambin sale de la lumbrera P a travs de una manguera hacia la lumbrera P en la unidad de control de la direccin. En la unidad de control de direccin, se dirige a un rea cerrada en el control.

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A medida que la presin aumenta en estas dos reas, el aceite pasa a travs de orificios en el extremo de la vlvula prioritaria y acumula presin en el extremo de la vlvula y en la lumbrera PP. Cuando la presin alcanza aproximadamente 500 psi , el carrete se mueve comprimiendo su resorte y cierra el suministro de aceite a travs del rea A originando una alta presin en PP, pero slo de 500 psi en el carrete del amplificador y la unidad de control de la direccin.

4.2 Direccin Accionada hacia la izquierdaCuando el operador gira el volante de la direccin hacia la izquierda, la unidad de control de la direccin se abre para permitir que el aceite entre a la lumbrera P para pasar a la seccin del gerotor de la unidad de control para girar el rotor. El aceite en el otro extremo del gerotor fluye a travs de otros pasos dentro de la vlvula de la unidad de control y hacia fuera de la lumbrera L de la unidad de control de la direccin. Este aceite entra a la lumbrera L del conjunto del amplificador de flujo y se dirige a un rea cerrada B en la vlvula direccional.

A medida que la presin aumenta en esta rea, tambin ingresa al carrete a travs del orificio C hacia el rea del resorte en el extremo de la vlvula direccional. La presin entonces mueve el carrete comprimiendo los resortes en el extremo opuesto. Este movimiento permite que el aceite ingrese al rea B para pasar a travs de la vlvula direccional al rea D de la vlvula amplificadora a travsde los orificios E de la camisa hacia un paso entre la camisa E y la vlvula F a travs del orificio G en la camisa E, donde inicialmente es bloqueado por el cuerpo de la vlvula.

A medida que la presin se acumula en esta rea, el aceite tambin fluye desde el rea D alrededor de la parte externa de la camisa E alrededor del pasador H, a travs del orificio J para aumentar la presin en el extremo de la vlvula amplificadora y abre el orificio G slo lo suficiente como para permitir que el flujo de aceite proveniente de la unidad de control de la direccin pase al rea de control de la vlvula direccional.Al mismo tiempo, el movimiento de la camisa E abre los orificios cercanos al extremo del resorte para permitir que el aceite proveniente de la vlvula prioritaria fluya hacia el centro de la camisa E.

Este aceite ahora dentro de la camisa E empuja la vlvula F contra su resorte para hacer que el aceite ingrese a una serie de orificios K que estn en el mismo plano que el orificio G. El paso del aceite a travs de los orificios K, pasado el cuerpo de la vlvula, es medido por los orificios K que se abren en la misma proporcin que en el orificio G. El nmero de orificios K (7) en la camisa E determina la cantidad de aceite adicional que se agrega al aceite de la unidad de control de la direccin que pasa a travs del orificio G.

Este aceite combinado que va al rea central Q de la vlvula direccional pasa por fuera de la lumbrera CL del conjunto del amplificador de flujo y viaja hacia los cilindros de la direccin para dirigir las ruedas delanteras hacia la izquierda. A medida que los cilindros se mueven, el aceite es forzado a volver a los extremos opuestos, entra a la lumbrera CR del conjunto del amplificador de flujo, pasa a travs de la vlvula direccional hacia el rea M, pasa a travs de la vlvula de retencin de retorno N y sale por la lumbrera HT hacia el receptculo hidrulico.

En la unidad de control de la direccin, cuando el operador gir el volante de la direccin, tambin se entreg suministro de aceite desde la lumbrera P a travs de la vlvula de la unidad de control a la lumbrera LS. Este aceite entra al conjunto del amplificador de flujo a travs de su lumbrera LS y acumula presin en el rea del resorte de la vlvula prioritaria. Esta fuerza adicional en el extremo del resorte de la vlvula prioritaria hace que el rea A se abra y permite que el flujo y presin necesarios pasen a travs de la vlvula amplificadora para operar los cilindros de la direccin.

La vlvula del amplificador de flujo incluye una vlvula de alivio en el rea del resorte de la vlvula prioritaria que se utiliza para controlar la presin mxima de trabajo de la direccin a 2750 psi (19.0 MPa), aunque la presin del suministro a la lumbrera HP sea mayor. Cuando se obtienen 2750 psi (19.0 MPa), la vlvula de alivio evita que la presin LS aumente, permitiendo con esto que la vlvula prioritaria comprima el resorte lo suficiente como para cerrar el rea A con 2750 psi (19.0 MPa).

4.3 Direccin Accionada hacia la derechaSlo unas pocas diferencias se producen entre la direccin hacia la izquierda y la direccin hacia la derecha. Cuando el operador gira el volante de la direccin hacia la derecha, el aceite es suministrado hacia fuera por las lumbreras R y LS de la unidad de control de la direccin.

El aceite entra al conjunto del amplificador de flujo en la lumbrera R y cambia la vlvula direccional hacia la direccin opuesta. El aceite fluye a travs de la vlvula amplificadora exactamente del mismo modo. El aceite combinado proveniente de la vlvula amplificadora pasa a travs del rea central Q de la vlvula direccional hacia la lumbrera CR donde se dirige hacia los extremos opuestos de los cilindros de la direccin para girar las ruedas hacia la derecha.

El aceite de retorno se devuelve a travs de la lumbrera CL para ir hacia el tanque. El aceite en LS opera exactamente del mismo modo que en la direccin hacia la izquierda.

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4.4 Direccin no accionada con carga o choque en la ruedaCuando el operador no est girando el volante de la direccin, el suministro de la vlvula de la unidad de control de la direccin est cerrado. La vlvula direccional permanece centrada por medio de sus resortes y con esto cierra los pasos a las lumbreras CL y CR. Esto crea un bloqueo hidrulico de los cilindros de la direccin para evitar que se muevan.

Si los neumticos golpean una obstruccin que cause una carga de impacto grande que fuerce las ruedas hacia la izquierda, aumentar la presin en los extremos de los cilindros conectados a la lumbrera CR. La vlvula de alivio de impacto y succin dentro del conjunto del amplificador de flujo en la lumbrera CR se abrir a su ajuste prefijado (3100 psi (21.4 MPa) y permitir que el aceite se escape desde los extremos presurizados de los cilindros para evitar una presin mayor.

A medida que a los cilindros se les permite moverse, los otros extremos tendrn menos presin atmosfrica en la lumbrera CL. Esta baja presin permite que el aceite que est escapando a travs de la vlvula de alivio de la lumbrera CR fluya a travs de la parte de la vlvula de retencin de la vlvula de alivio de impacto y succin conectada a la lumbrera CL. El aceite fluye entonces hacia los extremos de baja presin de los cilindros para mantener los cilindros llenos de aceite y evitar la cavitacin. Una carga de impacto en la direccin opuesta simplemente invierte el procedimiento anterior. 4.5 Suministro externo al Sistema de Direccin y FrenosSi por alguna razn el suministro de la bomba de direccin se pierde el camin puede ser conectado a otro camin, usando las conexiones rpidas ubicadas en el mltiple de sangra.

Nota: Cuando tenga que asistir un camin con falla en la direccin y tenga necesidades de remolque, refirase al procedimiento en el cual estn descritas las conexiones y/o precauciones necesarias para realizar una operacin segura en el traslado de los camiones 830E y 930E.

5. Mantencin y Ajuste

NOTA: la revisin de presiones y modo de fallas del sistema de direccin se realiza conjuntamente con las revisiones del sistema de frenos.

Cada vez que el operador o algn mecnico detenga el motor diesel, debe comprobarse la descarga automtica del sistema de direccin la cual deber producirse dentro de 90 segundos.Las pautas de mantencin indican varios puntos de revisin del sistema de direccin los que se cumplen segn el perodo de mantencin.

6. Seguridad

Durante la operacin de los sistemas hidrulicos, el aceite se calienta a temperaturas que al contacto con la piel, producirn graves quemaduras. Antes de intervenir cualquier sistema hidrulico debe asegurarse que el aceite se ha enfriado lo suficiente.

Las fugas de aceite bajo presin pueden tener suficiente fuerza para penetrar al cuerpo de las personas, a travs de la piel, y podran producirse serios daos -incluso la muerte- si no se recibe un tratamiento inmediato.

Mientras descarga las presiones de un sistema hidrulico, use protectores faciales y anteojos de seguridad.

Durante la operacin de los sistemas hidrulicos, el tanque de aceite acumular presin. Antes de intervenir cualquier sistema hidrulico debe asegurarse que la presin en el tanque, y en general en los componentes del sistema, ha sido correctamente liberada. Es estrictamente necesario dejar la presin de los acumuladores hidrulicos con cero presin antes de intervenir sistemas, an cuando los acumuladores no correspondan necesariamente al sistema.

Cada vez que se intervenga o se retire e instalen componentes en un sistema hidrulico, utilice contenedores para recibir derrames y/o fugas.

Si durante el funcionamiento de un sistema hidrulico se observan prdidas de aceite detenga el equipo para investigar y solucionar el problema. Nunca intente eliminar prdidas con los equipos en funcionamiento, ya que podran colapsar mangueras, tubos o componentes provocando serios daos si se es alcanzado por el lquido.

Nunca debe operarse un camin con una alarma del sistema de direccin encendida o alarma sonora. Si una alarma funciona detenga el equipo en el menor tiempo posible y solicite revisin del sistema a los especialistas.

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