El sistema de dirección hidráulica, también conocido como dirección asistida, a menudo resulta ser un desafío al momento de diagnosticar fallas. A primera vista, parece ser un sistema complejo, con una variedad de componentes y válvulas desconcertantes. Sin embargo, su funcionamiento es sorprendentemente simple.
En esta guía, desglosaremos las partes del sistema, su funcionamiento y cómo diagnosticar posibles fallas. Prepárate para convertirte en un maestro Jedi de la hidráulica. ¡Comencemos este viaje y que la fuerza hidráulica te acompañe!
Componentes del sistema de dirección hidráulico
Lo primero, para comprender como funciona el sistema, debes conocer todos los componentes del sistema de dirección. A continuación te detallaré todos los componentes para que entiendas como se relacionan.
| 1) Cilindros de dirección | 6) Tanque Hidráulico |
| 2) Válvula de distribuidora | 7) Bomba de dirección |
| 3) Acumuladores de dirección | 8) Filtro de dirección |
| 4) Válvula amplificadora | 9) Mando de bombas |
| 5) Bloque distribuidor de aceite (bleeddown) | 10) Respiraderos del tanque hidráulico |
Un momento, ¿en la imagen de arriba no falta algo importante?
Sí, falta el timón o volante, y unido al timón está la válvula de control de la dirección.
Ahora en la siguiente imagen encontrarás la distribución de los principales componentes del sistema de dirección hidráulico de un camión Komatsu, pero tranquilo, este sistema también se aplica para camiones Caterpillar, cargadores frontales, y todas las maquinas con dirección asistida.
Llego el momento de conocer como funciona los diversos componentes del sistema de dirección:
Tanque de dirección
Todo joven padawan sabe que el tanque almacena el aceite del sistema, pero también debes saber que cumple las siguientes funciones:
- Disipa el calor del aceite
- Ayuda a separar las burbujas del aceite
Bomba de dirección
La bomba que se utiliza en el sistema de dirección es del tipo pistón o bomba de caudal variable. Esta bomba se caracteriza por tener un plato que varia su ángulo de inclinación, así puede variar el flujo que envía dependiendo del requerimiento del sistema.
Ahora, ¿Cómo la bomba sabe cuanto caudal necesita el sistema de dirección? Es muy simple, unido a la bomba se encuentra la válvula de descarga o también conocida válvula reguladora de flujo.
La válvula de descarga recibe una señal piloto hidráulica o una señal eléctrica, cuando el sistema alcanza una presión determinada o no se esta usando la dirección, la válvula de descarga le dice a la bomba, ya puedes descansar, y la bomba coloca el plato en Angulo mínimo.
Cuando el sistema requiere flujo, la válvula de descarga recibe la señal y le dice a la bomba «máximo caudal» y la bomba angula al máximo el plato.
Filtro de dirección
Es un filtro tipo cartucho, metálico y atrapa partículas de hasta 6 micras.
Bloque distribuidor de aceite (bleeddown)
El bloque distribuidor recibe el aceite filtrado y los distribuye a los siguientes componentes:
- Los acumuladores de dirección
- La válvula amplificadora de flujo
Dentro del bloque también se encuentra la válvula de alivio del sistema.
Acumuladores de dirección
¿Has escuchado hablar de la dirección secundaria o dirección de emergencia? Imagina que la bomba falla o peor aun, se rompió una manguera, y ya no hay caudal para mover la dirección, sería una pesadilla ir a toda velocidad y quedarte sin dirección. Afortunadamente, los acumuladores de dirección vienen al rescate, entregan el caudal necesario para situaciones de emergencia y se pueda maniobrar la dirección del equipo.
Los acumuladores también reducen las fluctuaciones de la presión y flujo en el sistema.
Válvula amplificadora de flujo
La válvula amplificadora de flujo trabaja estrechamente con la válvula de control de la dirección que está unida al volante o timón
La válvula amplificadora de flujo envía una señal piloto de baja presión a la válvula de control de dirección y este flujo de aceite se queda estancado hasta que se mueve el timón, entonces regresa una señal piloto indicándole a la válvula ampliadora de flujo en que sentido se va a mover la dirección, derecho o izquierda y la válvula amplificadora envía todo el caudal hacia los cilindros de dirección
Válvula de control de la dirección
La válvula de control de dirección envía una señal piloto dependiendo en que sentido se gire la dirección, esta señal piloto de aceite ingresa a la válvula amplificadora que direcciona el aceite hacia los cilindros de dirección.
Cilindros de dirección
Los cilindros de dirección transforman la energía hidráulica en mecánica y permiten el giro del vehículo, trabajando en conjunto con las válvulas crossorer
¿Qué son las válvulas crossover?
Son válvulas diseñadas para aliviar picos de presión en una de las cámaras del cilindro de dirección y permite el ingreso de aceite a la otra cámara.
Imagina que estas manejando relajado, escuchando tu música favorita y de la nada encuentras un desnivel en la pista y por poco pierdes el control de la dirección, pero eres muy hábil manejando y no paso nada, pero qué paso en los cilindros de dirección.
Al recibir el impacto, la presión se incrementa en un lado del cilindro, este exceso de presión se alivia por las válvulas crossover, cada cilindro de dirección cuenta con su propia válvula.
Diagrama de los componentes del sistema de dirección
En siguiente diagrama puedes ver el recorrido que hace el aceite por todo el sistema de dirección.
Llego el momento de que te enfrentes al plano hidráulico con todo lo aprendido y para eso veras como trabaja el sistema hidráulico de dirección cuando gira a la derecha.
primero tienes que recordar el codigo de colores
- Rojo: Aceite a alta presión
- Azul: Aceite de retorno al tanque
- Verde: Aceite de succión del tanque
El aceite es succionado por la bomba de dirección y es enviado al filtro donde se retiene las partículas contaminantes, el aceite ingresa al bloque bleeddown donde hay unas valvulas check que evitan que el aceite retorne a la bomba cuando esta regresa a ángulo mínimo.
El aceite carga los acumuladores de dirección y se dirige hacia la válvula amplificadora de flujo.
Cuando el conductor gira el timón a la derecha envía una señal piloto a la válvula amplificadora de flujo y el aceite que estaba atrapado ahora se dirige a los cilindros de dirección y se produce el giro de los neumáticos.
¿Cuáles son las presiones de trabajo de un sistema de dirección hidráulico?
Todo depende de la marca de la maquina, pero aquí te daré unas presiones referenciales, no te olvides de revisar el manual del fabricante.
- Presión de carga de la bomba (ángulo máximo): de 3000 0 3500 psi.
- Presión de stand by de la bomba (ángulo mínimo): de 0 a 500 psi.
- Presión de alivio del sistema: 4000 psi.
- Presión cut in (Activación): 3200 psi
- Presión cut out (corte)3500 psi
¿Qué es cut in y cut out?
Estoy seguro que recuerdas que la bomba solo en determinados momento se angula al máximo para enviar máximo caudal.
Cuando la bomba envía caudal carga los acumuladores a 3500 psi, una vez cargado los acumuladores un sensor de presión o una línea piloto desangula la bomba a ángulo minino, a esto se le denomina presión cut out.
Una vez que la bomba esta desangulada, no envía caudal al sistema y los acumuladores comienzan a liberar todo el aceite acumulado, a medida que se usa la dirección y por las fugas internas de las válvulas la presión de 3500 psi va cayendo hasta que llega a los 3200 psi, en ese momento el sensor detecta esta presión y envía una señal a la bomba para que se angule al máximo y vuelva a cargar los acumuladores.
En resumen la cut in es la señal que se envía a la bomba para angular al máximo la bomba y cargar los acumuladores y la cut out es la señal que se envía a la bomba para que se desangule.
Fallas comunes en el sistema de dirección hidráulico
Este punto ya eres todo un maestro, y es momento de poner a prueba todos lo que has aprendido.
Entre las fallas más comunes tenemos:
- Dirección dura: Las causas más probables es una baja presión del sistema, falla de la válvula amplificadora.
- No hay dirección: Aparte probables fallas anteriores, debes revisar la válvula de control de dirección.
- El sistema de dirección se recalienta: Es probable que a bomba de dirección este trabajando en todo momento, para lo cuan debes revisar la carga de los acumuladores, probablemente se hayan descargado.
Como has podido ver, el sistema de dirección es muy sencillo y fácil de entender, ahora ya eres todo un maestro del sistema de dirección hidráulica.