Dirección diferencial

DIRECCIÓN DIFERENCIAL

Ing. Luis Humberto Bolivar

UTP

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.

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.

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.

• 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.

• 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).

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

• 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.

CONTRAROTACIÓN

• 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.

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.

SISTEMA DE DIRECCIÓN DIFERENCIAL

• 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.

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).

• 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.

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.

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.

• 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.

COMO ES QUE LAS ACCIONES DELOPERADOR SOBRE LOS CONTROLESDE DIRECCIÓN EFECTÚAN LACONDUCCIÓN 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.

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.

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.

• 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