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Dirección diferencial

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Este documento habla sobre el funcionamiento de la dirección diferencial y las partes que lo componen

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Dirección diferencial

  1. 1. DIRECCIÓN DIFERENCIAL Ing. Luis Humberto Bolivar UTP
  2. 2. DIRECCIÓN DIFERENCIAL • El propósito de la dirección diferencial es equilibrar la distribución de potencia a las ruedas de mando. • La dirección diferencial divide igualmente la potencia entre los dos ejes cuando la máquina se desplaza en línea recta. Cuando se requiere hacer un giro, un motor de dirección hace que una cadena aumente la velocidad y la otra disminuya su velocidad en cantidad igual. La velocidad de la máquina no cambia.
  3. 3. EL DIAGRAMA DE LA SIG. FIGURA MUESTRA LA RELACIÓN ENTRE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN DIFERENCIAL • El sistema de dirección diferencial consta de la dirección, el mando y el juego de planetarios compensadores. • Hay dos entradas de potencia, una salida de velocidad y dirección de la transmisión y una entrada de dirección del motor de dirección. • El motor de dirección es parte del sistema hidráulico del bucle cerrado y no gira, a menos que se estén usando los controles de dirección. • Todos los engranajes centrales están conectados al eje central. Los tres engranajes centrales se impulsan a la misma velocidad. La corona del juego de planetarios compensadores está siempre fija y empernada a la caja de frenos derecha. El semieje izquierdo está estriado al portador del juego de planetarios de dirección. El semieje derecho está estriado al portador del juego de planetarios compensadores.
  4. 4. DESPLAZAMIENTO EN LÍNEA RECTA • La entrada de potencia de la transmisión pasa a través del conjunto de piñón y corona. El eje de la corona está estriado al portador de mando. El portador de mando divide la potencia entre la corona de mando y el engranaje central de mando. Esta potencia se transmite a través de los engranajes planetarios. • La potencia que fluye a través de la corona de mando es de velocidad baja y par alto. La corona de mando está acoplada directamente al portador de la dirección, la cual está acoplada al eje exterior izquierdo. • La potencia del engranaje central es de velocidad alta y par bajo, y se transmite, a través del eje central, al engranaje central compensador. • Los engranajes planetarios compensadores se mueven alrededor de la corona fija e impulsan el portador a velocidad más baja y par más alto que el engranaje central. El portador compensador se conecta al eje exterior derecho.
  5. 5. • Las relaciones de engranaje están diseñadas de modo que el eje izquierdo y el derecho giren a la misma velocidad y par si no hay otras entradas presentes, y la máquina se desplace en línea recta. Cuando las entradas de dirección no están presentes, la corona del juego de planetarios de la dirección está fija.
  6. 6. • Con el piñón de dirección y el engranaje cónico (4) en la posición de hold, la potencia proveniente de la transmisión va a través del piñón (1) hacia el engranaje cónico (2). • El engranaje cónico (2) envía potencia a través del eje del engranaje cónico y los carriers (11) y (12) hacia el satélite (14) y el engranaje solar (13). La potencia fluye en dos direcciones. • La potencia va a través de los engranajes planetarios hacia el satélite (14) y el resto de la potencia va a través de los engranajes planetarios hacia el engranaje solar. • El satélite (14) envía potencia a través del carrier (15) hacia el eje externo del lado izquierdo (9). • El engranaje solar (13) envía su potencia a través del semieje central (10) hacia el engranaje solar (7). El engranaje solar (7) junto con los engranajes planetarios, el carrier (6) y el satélite estacionario (5) multiplican la potencia y la envían al eje externo del lado derecho (8).
  7. 7. GIRO A LA IZQUIERDA DE AVANCE • Durante un giro, el sistema de dirección diferencial usa la potencia de un motor hidráulico para aumentar la velocidad de una cadena y disminuir la de la otra la misma cantidad. La diferencia de velocidad resultante hace girar el tractor. Los controles de dirección determinan la velocidad y el sentido del motor de dirección. Cuando el motor de la dirección se impulsa más rápido, el radio de giro es menor. Durante un giro, la transmisión suministra la mayor parte de la potencia al sistema. El motor de dirección hace girar la corona de la dirección. El motor de la dirección está acoplado a la corona por un juego de piñón y una corona
  8. 8. • Giro a la izquierda • Cuando el motor de la dirección hace que la corona gire en sentido contrario del portador, la corona se opone a la velocidad del portador. Esto baja la velocidad del eje izquierdo. Los engranajes planetarios se mueven alrededor de la corona a velocidad más alta. Los engranajes planetarios transmiten más velocidad al engranaje central, y el engranaje central aumenta su velocidad. El lado derecho aumenta la velocidad. • Giro a la derecha • Cuando el motor de la dirección hace que la corona y el portador giren en el mismo sentido, la corona añade la velocidad al portador. • El eje izquierdo girará más rápido. La corona y el portador giran juntos, y los engranajes planetarios no giran en sus propios ejes. Esto hace que el engranaje central y el eje de salida del diferencial derecho reduzcan la velocidad.
  9. 9. CONTRAROTACIÓN
  10. 10. • En la operación de contrarrotación, se usan los controles de la dirección, y la máquina está en NEUTRAL. El motor de la dirección es únicamente de entrada. La potencia de la corona se transmite al portador y al engranaje central. • La condiciones del terreno tienen que ser las mismas en ambas Cadenas. La contrarrotación se usa muy rara vez en la operación de las máquinas actuales, pero permite aumentar la maniobrabilidad en Condiciones de espacio libre limitado, no productivas.
  11. 11. DIRECCIÓN DIFERENCIAL • La figura muestra la relación entre los componentes actuales. • Pueden verse los tres planetarios y la conexión del juego de componentes. Los engranajes planetarios se muestran en amarillo.
  12. 12. SISTEMA DE DIRECCIÓN DIFERENCIAL
  13. 13. • El tren de fuerza mecánico impulsa el piñón y la corona de la transmisión. • Un motor hidráulico, que es parte del sistema hidráulico de bucles cerrado, impulsa el piñón de la dirección y la corona. • La bomba de la dirección es bidireccional e impulsa el motor de dirección. El aceite sale del motor de dirección y regresa a la entrada de la bomba de dirección. • En el motor hay una válvula de compensación. La válvula de compensación tiene válvulas compensadoras y de alivio para manejar las crestas de presión y las sobre velocidades. • Cuando la palanca se mueve en la cabina, se envía una señal para cambiar el ángulo de la placa basculante de la bomba. Esto cambia la salida de la bomba, la velocidad y/o la dirección del motor. • Para el desplazamiento en línea recta, se bloquea el aceite de las tuberías al motor de dirección. El aceite bloqueado hace posible que el motor sostenga fija la corona.
  14. 14. VÁLVULA DE COMPENSACIÓN Y MOTOR DE DIRECCIÓN CON DESPLAZAMIENTO EN LÍNEA RECTA Cuando la máquina se desplaza en línea recta, el carrete de control de la válvula de control de dirección bloquea el aceite del circuito de la dirección. El carrete de compensación permanece centrado y traba hidráulicamente el motor. La línea de mando transmite la fuerza a la corona de dirección. La línea de mando intenta accionar el motor de dirección. Las fuerzas externas crean crestas de presión en un lado del bucle entre el motor y la válvula de compensación (el lado del motor que detecta las crestas de presión depende del sentido de desplazamiento de la máquina).
  15. 15. • Cuando las crestas de presión son altas, en el bucle afectado se abre la válvula de alivio de dos vías. La porción de descarga de la válvula (área grande) hace que el aceite de presión alta abra el disco (área pequeña) de la válvula de alivio opuesta. La válvula de alivio de dos vías transmite parte del aceite de presión alta al lado de presión baja del bucle. Esto descarga la cresta de presión.
  16. 16. VÁLVULA DE COMPENSACIÓN Y MOTOR DE DIRECCIÓN CON GIRO A LA DERECHA • Durante un giro a la derecha, la válvula de control de dirección dirige velocidad del aceite a la válvula de compensación. El aceite entra a la válvula de compensación y llena la cámara derecha del vástago. • Al mismo tiempo el aceite entra a un conducto pequeño a la derecha de la entrada, fluye a través de un orificio y llena la cámara del resorte en el extremo derecho del vástago. • El aceite de la cámara central derecha del vástago abre la válvula de retención, fluye alrededor de la válvula de alivio de dos vías derecha y pasa al orificio de entrada del motor. A medida que el motor inicia el giro, el aceite de retorno del orificio de salida del motor fluye alrededor de la válvula de alivio de dos vías izquierda al vástago. • El aceite se bloquea temporalmente. Esto produce un aumento rápido de la presión de suministro. • Cuando la presión de suministro alcanza la cantidad específica, el vástago se desplaza a la izquierda y deja abiertos los pequeños orificios taladrados transversales de la derecha de la válvula de retención izquierda. Esto hace que el flujo de aceite desde el motor fluya al orificio de retorno en la válvula de control de dirección. • Las válvulas de alivio de dos vías operan cuando la sección de descarga de la válvula detecta la presión alta. A presión alta, la válvula de descarga se abre y permite que el aceite de presión de suministro alcance el disco del lado de retorno de la válvula de alivio de dos vías. Si ocurre una cresta de presión, la válvula de alivio de dos vías izquierda se abre y hace que la presión de suministro fluya directamente al lado de retorno del bucle.
  17. 17. VÁLVULA DE COMPENSACIÓN Y SOBREVELOCIDAD DEL MOTOR DE DIRECCIÓN • Ocasionalmente, en una condición, como realizar un giro mientras se opera en una pendiente cuesta abajo, la máquina trata de poner en sobrevelocidad el motor de dirección. La sobrevelocidad del motor produce cavitación y pérdida de la dirección. La válvula de compensación evita la sobrevelocidad del motor. Cuando comienza la sobrevelocidad, la presión de suministro disminuye rápidamente. La presión de la cámara del resorte al extremo derecho del vástago también disminuye. Cuando la presión del lado de suministro del bucle disminuye por debajo de cierta presión, el vástago se desplaza a la derecha y bloquea el flujo de aceite de retorno. Esto produce una contrapresión alta en el motor y limita su velocidad.
  18. 18. • Cuando la contrapresión excede una cantidad específica, se abre la válvula de alivio de dos vías izquierda y se envía aceite de retorno directamente al lado del suministro del motor para evitar la cavitación. • En condiciones severas de sobrevelocidad, la válvula de compensación de la válvula de control de dirección se abre y suministra aceite adicional al lado de suministro del bucle.
  19. 19. COMO ES QUE LAS ACCIONES DEL OPERADOR SOBRE LOS CONTROLES DE DIRECCIÓN EFECTÚAN LA CONDUCCIÓN DE LA MÁQUINA.  Sólo hay un control para girar la máquina. La manija es empujada hacia adelante para girar a la izquierda y se la jala hacia atrás para voltear a la derecha cuando la máquina está yendo hacia adelante.
  20. 20. NOTAS • La potencia de la transmisión fluye a través del engranaje de transferencia y del piñón, a la corona y al eje de ésta. • El eje de la corona está estriado al portador del juego de los planetarios de mando. • El portador de juego planetario de la dirección está estriado al eje de salida. El eje de salida está estriado al engranaje central del mando final. • Si hay una entrada de dirección, el motor de la dirección impulsa un piñón. El piñón de la dirección está conectado con una corona. La corona está empernada a la caja con estrías rectangulares delgadas. • Estas estrías se conectan con estrías en la parte inferior de la corona del juego planetario de la dirección.
  21. 21. NOTAS • Cuando el operador no está girando la máquina, el motor de dirección estará fijo. La corona del juego planetario de dirección estará fija. Las cadenas girarán con par y velocidad iguales. • Cuando hay una entrada de la dirección, la entrada del piñón de la dirección hará que la corona del planetario de la dirección gire. La relación entre los engranajes del juego planetario hace que una cadena aumente la velocidad y la otra la disminuya en igual cantidad. La dirección y la velocidad de la entrada del piñón de dirección determinan el sentido y la velocidad del giro. • Los engranajes centrales del juego planetario de mando y el de la dirección están conectados al eje interior. El eje interior transmite la potencia al juego planetario compensador ubicados en el lado derecho de la máquina.
  22. 22. • https://www.youtube.com/watch?v=3T9RZWH_CH8 • https://www.youtube.com/watch?v=pAmcsFiLZyE&t=4s • http://es.slideshare.net/jntnx/sistema-diferencial-de-direccin-de-equipo-tipo- orugas • https://www.youtube.com/watch?v=A5_iNL9q18Y • https://www.youtube.com/watch?v=dRSeXnWPMvc • https://www.youtube.com/watch?v=bP9YyKOJoYs

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