HYDRAULIC SYSTEM ATA 29.

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1 HYDRAULIC SYSTEM ATA 29

2 HYDRAULIC Tiene muchas ventajas como fuente de poder para la operación de varias unidades pesadas del avión: controles de vuelo; trenes de aterrizaje y todo lo que ello conlleva; puerta de carga, si la hay, y escalas, si el aeroplano cuenta con ellas. Sus mayores ventajas: liviano, fácil instalación, inspección sencilla y mínimos requerimientos de mantenimiento. Si no es por la fricción, por lo demás inherente a todo flujo, su eficiencia es prácticamente del 100%. Cada sistema tiene un pequeño número de componentes y algún tipo de liquido. El liquido se caracteriza principalmente: por ser incompresible y su fluidez.

3 HYDRAULIC VISCOSIDAD: una de las propiedades más importante de los líquidos, es la resistencia interna al flujo. Aumenta con la disminución de la temperatura. Para un sistema dado el líquido debe tener la suficiente viscosidad para lograr un buen sellado en las bomba, válvulas y pistones, pero al mismo tiempo su fluidez se debe mantener con las altas temperaturas de operación. Líquido muy delgado, mucha fluidez, producirá desgaste en las partes movibles. La viscosidad esta expresada en SSU (second, saybolt universal) , es el tiempo que le toma a un líquido llenar un recipiente de 60cc pasando por un orificio calibrado a una temperatura dada.

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5 HYDRAULIC ESTABILIDAD QUIMICA: propiedad del líquido para resistir por largos períodos la oxidación y la degradación. Todos tienden a sufrir cambios químicos desfavorables bajo condiciones severas de operación. Los líquidos se echan a perder cuando son expuesto al aire, agua, sal u otras impurezas. ES LA RAZÓN DE EXTREMAR LA LIMPIEZA QUE DEBE ACOMPAÑAR CUALQUIER TRABAJO EN EL SISTEMA HIDRAULICO. Al estar contaminado toma un color obscuro, es más viscoso y se forman ácidos. PUNTO DE INFLAMACIÓN (FLASH POINT): temperatura a la cual un líquido genera vapor suficiente para inflamarse momentáneamente (FLASH) en presencia de una llama. Los líquidos hidráulicos poseen un punto alto de inflamación.

6 HYDRAULIC PUNTO DE INCENDIO (FIRE POINT): temperatura a la que un fluido produce gases en cantidad suficiente para que en presencia de una chispa o llama se encienda y continúe ardiendo. Los fluidos hidráulicos tienen este punto muy alto. TIPOS DE FLUIDOS HIDRAULICOS: Como regla general: NUNCA POR NINGUN MOTIVO SE DEBEN MEZCLAR. Si hay mezcla, por error, el sistema se debe drenar y lavar de inmediato y revisar sellos según AMM. Al no llevar a cabo lo anterior los sellos colapsan contaminando todo el sistema.

7 HYDRAULICS BASE VEGETAL, es una combinación de aceite de ricino y
alcohol, teñido de azul, olor a alcohol, usa sellos de goma natural y es inflamable. Cumple con la norma: MIL - H Prácticamente ya no se utiliza BASE MINERAL, es un derivado del petróleo, olor penetrante, teñido de rojo, es inflamable, usa sellos de goma sintética (neopreno o BUNA – N), cumple con la norma: MIL- H

8 HYDRAULICS BASE ESTER FOSFATO, de color morado (purple) claro, usa sellos de goma de butilo, prácticamente no se inflama, trabaja a bajas temperaturas, poco corrosivo si se limpia con agua de inmediato, no tiene designación militar, cada compañía ha creado su propia norma: BMS 3-11 (BOEING) ó NSA (AIRBUS). El material de los sellos es de goma de butilo o elastómero de etileno/propileno o teflón. éster: resultado de la combinación de ácido/alcohol con la eliminación del agua. Es incoloro, neutro a los reactivos, olor muy agradable y más ligero que el agua. fosfato: sal, de la combinación de ácido fosfórico/base. SKYDROL/HYJET son unas de las marcas más conocidas del mercado. Skydrol LD-4, 500B-4 ó skydrol-5.

9 HYDRAULICS BASE POLYALFAOLEFINO, derivado del petróleo con un nivel mejorado de resistencia al fuego con respecto al MIL-H-5606, pero se ponía muy viscoso a bajas temperaturas(M40F). Se rige por la norma MIL-H Todos los líquidos hidráulicos son corrosivos, daña la piel al estar en contacto con él, al caer en los ojos produce una irritación muy dolorosa en ambos casos lavar con abundante agua corriente y en el caso de los ojos si la molestia persiste acudir al dispensario. Los gases son irritantes buco/ faríngeos.

10 HYDRAULIC CONTAMINATION
Si permitimos que el líquido se contamine en el sistema habrán problemas muy graves: desde una simple falla hasta la destrucción de un componente. Las hay abrasivas: arenilla, salpicaduras de soldadura, virutas de máquinas y todo tipo de óxidos (orín, moho, etc.). Y las no abrasivas: oxidación del líquido, partículas de sellos rotos y/o de otros componentes orgánicos. Los filtros protegen adecuadamente al sistema hidráulico durante toda su operación normal. Los filtros, por lo tanto se deben inspeccionar y cambiar regularmente. La mejor arma que tiene el técnico contra la contaminación del líquido es: LIMPIEZA y seguir las directivas que da el respectivo AMM.

11 FILTERS Se usan para limpiar el liquido hidráulico, impidiendo que el sistema se contamine. El liquido mantiene en suspensión pequeñas partículas que vienen del desgaste normal de bombas, válvulas y otros componentes. Tales partículas pueden dañar unidades o partes del sistema si no se eliminan. Debido a que las tolerancias del sistema son muy pequeñas la confiabilidad y la eficiencia dependerán en gran medida de una correcta filtración. Los filtros van ubicados en los módulos de presión y retorno, en el estanque y en cualquier lugar que sea necesario para salvaguardar al sistema contra las impurezas.

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13 FILTERS La mayoría de los filtros son del tipo en línea que esta compuesto de tres partes: cabeza, recipiente y elemento filtrador. Los elementos filtradores son: micrónico (papel), de metal poroso o de tipo magnético. Mantenimiento de filtros: lavar recipiente y eliminar elemento (micronicos) o lavar recipiente y elemento. Esto ultimo de acuerdo AMM. Los elementos micronicos, deben ser cambiados de acuerdo a algún sistema de mantenimiento. Los otros tipos de filtros tienen la posibilidad de re usarlos después de un lavado, cuyo procedimiento esta en el AMM.

14 FILTERS sigue su trayectoria.
Filtro micrónico de papel especialmente tratado que cuando se remueve se desecha. Filtra partículas hasta de 10 micras. Si el filtro se tapa actúa la válvula de desviación y relevo y el liquido sin filtrar sigue su trayectoria.

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16 BASIC HYDRAULIC SYSTEM
Consta de un estanque, que guarda el liquido, rellena el sistema, tiene la capacidad para la expansión térmica del fluido y la posibilidad de drenar el aire usando una válvula de sangría. La bomba, para crear el flujo necesario para la operación del sistema. Puede ser manual, operada por el motor del avión o movida por un motor eléctrico. Selectora, válvula que dirige el flujo del liquido. Su operación puede ser manual o eléctrica. Unidad actuadora, transforma la energía en forma de presión de fluido en fuerza mecánica, o acción, para ejecutar un trabajo. Usado para impartir un movimiento linear a un mecanismo o a un objeto movible. En la actualidad existen dos o tres sistemas: uno movido por los motores del avión, otro por motores eléctricos y un sistema de emergencia, que es actuado por un motor eléctrico o por una turbina de aire (RAT) o una bomba movida por aire (ADP).

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20 RESERVOIRS En general los estanques mas usados son los en línea, por que esta conectado con otros componentes del sistema usando cañerías o mangueras. Para medir la cantidad pueden usar una varilla medidora, indicador de lectura directa o indicador en el lugar de carguío y en cabina de mando. Son presurizados, desde el compresor del motor(40/46 PSI) o conectados a la atmosfera en ambos casos para entregar el liquido en forma positiva a las bombas e impedir la formación de espuma evitando la cavitación. Algunos tienen deflectores y aletas para evitar la formación de vórtices u oleajes debido a los movimientos del liquido que pueden generar espuma y aire que van a entrar a la bomba haciéndola cavitar.

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25 PUMPS Bomba manual de doble acción usada actualmente en el carguío de liquido, ubicada en compartimiento que hay para ese fin en el avión. Algunos la usan como bomba de emergencia en caso de falla de la bomba principal.

26 PUMPS BOMBAS MOVIDAS POR MOTOR
De entrega o volumen constante: independiente de la velocidad con que se mueve entrega siempre igual cantidad de líquido en cada revolución de la bomba, independiente de la demanda de presión. En un sistema en el cual se debe mantener una presión constante de operación, caso de la aviación, hay que instalar un regulador de ella. Se muestran varios tipos de estas bombas y se explicará la de engranajes. Las más utilizadas en la actualidad son las de pistones.

27 PUMPS ENGRANAJE (GEAR): consta de dos engranajes uno movido por el motor (driving gear) y el otro engranaje (driven gear) movido por el anterior. Ambos engranajes están acoplados entre si e instalados dentro de la carcaza de la bomba con una mínima separación tanto entre ellos como con respecto a la carcaza. Posee dos orificios uno de entrada (in) conectado al estanque y otro de salida (out) que lleva el flujo hacia el sistema. Al girar los engranajes con los sentidos mostrados se aprecia que cada diente del engranaje de la izquierda coge una cierta cantidad de liquido desde la entrada, lo comprime y lo lanza al sistema al pasar por la salida. SIEMPRE LA MISMA CANTIDAD POR CADA DIENTE, NO IMPORTAN LAS RPM.

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33 PUMPS BOMBA DE DESPLAZAMIENTO VARIABLE: en su interior lleva un cilindro que porta un número impar de pistones y que va montado en un balancín (yoke) o plato inclinado. Todos ellos movidos por un eje conectado a la caja de accesorios del motor. Le bomba se une a la caja mencionada anteriormente usando una abrazadera de rápida conexión/desconexión (QAD). En el diagrama se ven los pistones A y B. el A desplazado a la izquierda succionando fluido. El pistón B esta entregando un flujo. Todos y cada uno de los pistones cumplirá ambas funciones. Este flujo va a generar en el sistema una presión, que en el caso particular de la aviación es de 3000psi.

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36 PUMPS BOMBA DE DESPLAZAMIENTO VARIABLE
Al alcanzar las 3000psi la válvula compensadora permite la operación del pistón actuador el que coloca al plato inclinado casi perpendicular a los pistones. En esta posición los pistones quedan sin recorrido horizontal y solo levantaran un flujo que sirve para mantener la lubricación y refrigeración de la bomba. Esta situación se mantendrá hasta que ocurra un gasto y nuevamente se reinicia el ciclo. En caso de emergencia se puede cortar el flujo de salida de la bomba al actuar un switch en la cabina de mando que energizara la válvula de despresurización sita en la bomba. Una vez energizada permite el paso de las 3000psi a la válvula de corte de flujo (blocking valve) cerrando la salida del líquido.

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39 PRESSURE REGULATION La presión será controlada para poder ejecutar las operaciones asignadas. El control se efectúa usando una válvula de relevo (relief valve), un regulador de presión y un indicador (gage). VÁLVULA DE RELEVO: se usa para limitar la presión ejercida por el líquido en un circuito cerrado. Si la presión excede los valores de operación cabe la posibilidad de falla de componentes del sistema o rotura de cañerías y/o mangueras. La válvula de relevo es un sistema de seguridad. Mientras la presión esta dentro de parámetros la válvula permanece cerrada, por efecto de un resorte que mantiene una bola asentada en un manguito.

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41 PRESSURE REGULATION VÁLVULA DE RELEVO: cuando la presión a la cual esta ajustada la relief se alcanza levanta el manguito (sleeve) y la bola, permitiendo que el exceso se vaya al estanque vía línea de retorno. En la mayoría de los casos esta ajustada para relevar la presión alrededor de la 3500psi.

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44 PRESSURE REGULATION REGULADOR DE PRESIÓN: utilizados en los sistemas hidráulicos que usan bombas de entrega constante para mantener la presión dentro del rango de operación y también permitir el trabajo, sin carga, de la bomba cuando se alcanza la presión de diseño y no hay gasto. La salida de la bomba antes de entrar al sistema debe pasar por este elemento. En la figura se ve que la presión de la bomba abrió la válvula check y hay flujo hacia el sistema (outlet), en la cara inferior del pistón hay presión, hacia arriba y sobre la bola de la válvula piloto también esta la presión de la bomba más el resorte. Cuando se va llegar a la presión regulada el pistón es empujado hacia arriba abriendo el paso a retorno, figura de la derecha, uniendo la entrada del regulador con retorno y quedando el sistema presurizado hasta que se haga un gasto.

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46 PRESSURE REGULATION INDICADOR DE PRESIÓN: usualmente ubicado en el panel del copiloto y con dos agujas para indicar la presión de los dos sistemas principales. La presión normal de trabajo es de 3000psi. El transmisor puede ser un tubo BOURDON el cual un extremo esta anclado a la estructura del transmisor y el otro extremo es movible, en este caso por la presión hidráulica, donde se instala el sistema de transmisión eléctrico que envía las señales al indicador. Otro sistema utiliza un transmisor en base a un diafragma que recibe presión hidráulica. El diafragma esta conectado o mueve un rotor. En ambos transmisores hay una abertura al ambiente que mantiene la presión atmosférica y drena la humedad,

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49 ACCUMULATORS Conformado por dos cámaras, separadas por un diafragma o pistón, una de las cuales tiene líquido hidráulico y la otra tiene aire seco o nitrógeno. El rol que cumple en el sistema: 1.- amortiguar los golpes de presión, provocados por el movimiento de las unidades y las bombas que tratan de mantener la presión del sistema. 2.- ayuda a la bomba, con su presión acumulada, cuando varias unidades hidráulicas operan al mismo tiempo. 3.- acumula presión para ser ocupada, en operaciones limitadas, cuando las bombas no funcionan.

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51 ACCUMULATORS 4.- entrega presión al sistema hidráulico para compensar las filtraciones internas menores o las externas(repararlas), que llevará a las bombas a ciclar ON/OFF por efecto del regulador de presión. Existen los esféricos o de bola y los de pistón: En los de bola se tiene el de diafragma hecho de dos semiesferas de metal y entre medio de ellas se instala el diafragma de goma sintética que separa ambas cámaras. La que se conecta al sistema de presión tiene un filtro para evitar contaminación y servir de tope al diafragma cuando se carga con gas y no hay líquido. La otra cámara tiene la válvula de carguío del gas.

52 ACUMULATORS El otro tipo de bola es conocido como de vejiga (bladder) trabaja exactamente igual que el de diafragma, varían solo en su construcción. Es una esfera metálica que en la parte superior trae el niple para conectarlo al sistema de presión y en su parte inferior hay una abertura, con hilo, por donde se instala el bladder o vejiga el cual llenara totalmente la bola. La tapa de la abertura lleva el seguro de la vejiga y monta la válvula de carguío del gas. En el extremo superior de la vejiga va un disco de metal que impedirá que el bladder pase hacia el lado de presión cuando se carga el gas. Pistón, cilindro de metal que tiene un pistón que lo divide en dos cámaras, una se conecta al líquido y la otra lleva la válvula de servicio de gas. Los sellos y el pasaje (drill) del pistón permiten tener lubricadas las paredes del cilindro .

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54 ACCUMULATORS CUIDADO: ANTES DE DESARMAR CUALQIUER ACUMULADOR ASEGURESE DE BOTAR TODA LA PRECARGA DEL GAS.

55 VALVES VÁLVULA DIRECCIONAL (check valve):cualquier sistema que opere con fluido su movimiento esta rígidamente controlado puesto que debe seguir un patrón bien definido. Uno de los controles más simple y efectivo lo cumple esta válvula, de las cuales hay una diversidad muy grande, que puede estar como una unidad con su P/N o ser parte integrante de una unidad. La figura es una check en la cual la presión (in) del sistema saca a la bola de su asiento y permite el paso del fluido; se corta la presión se cierra la válvula. Si hay un flujo reverso la bola es asentada por este, cerrando el paso hacia la entrada. En el cuerpo de la válvula se graba claramente el sentido de operación mediante una flecha.

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57 VALVES VÁLVULA DE DOS VIAS (two way or damp valve), es una check en el sentido normal de operación. Pero en el asiento de la bola hay una pequeña perforación que permite al líquido devolverse muy lentamente, controlando por ejemplo la razón de cierre de alguna válvula o hacer más lento el movimiento de una unidad. En el cuerpo de ella se graba el sentido normal de operación con línea completa y la operación reversa con línea quebrada.

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59 VALVES VÁLVULA DESCONECCION RAPIDA (line disconnect), utilizadas en los sistemas hidráulicos para remover e instalar las bombas con relativa rapidez, pero con una gran seguridad. Las válvulas están cargadas a resorte para mantener cerrado el paso cuando ellas están separadas. Al unirlas y atornillarlas, los pistones interiores que ellas poseen se empujan venciendo a los resortes y sacando a las poppets de su asiento abriendo, así el conducto o cañería. Es importante hacer notar que estas unidades son de tolerancias muy pequeñas, por lo tanto NO SE DEBEN TRATAR DE REPARARLAS. Si falla cámbiela.

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61 VALVES Hay una serie de otras válvulas :
Fusible (fuse), esta instalada en la línea hidráulica y en caso de una rotura de cañería después de ella, lo cual implica un aumento de flujo, se cierra bloqueando la cañería y evitando así la perdida total del líquido. Limitadora (limiting), limita el flujo (gpm) que va a la unidad. Prioridad (priority), debe esperar la presión de trabajo a la cual fue diseñada, para abrir. Corte (shutoff), cierra el paso del líquido al sistema. Se pone antes de la bomba. Opera eléctricamente. Despresurización (depressurizing), cierra la salida de la bomba y la deja en paso mínimo para su lubricación y refrigeración. Controlada eléctricamente y opera en forma hidráulica.

62 ACTUATING CYLINDER Transforma la energía en forma de presión en fuerza mecánica o en acción para ejecutar un trabajo. Se usa para dar movimiento linear a un objeto o mecanismo. Es un cilindro (cyl) de metal con uno o más orificios, utilizados para la entrada o salida del fluido de operación y para la salida del vástago (rod) del pistón, al que se amarra la unidad que necesita el movimiento. Dentro del cyl va el pistón con su vástago, el cual sale del cyl, formando una sola unidad. El pistón divide al cyl en dos cámaras. Entre el pistón y el cyl se instalan sellos, para mantener ambas cámaras aisladas; sellos hay entre el cyl y el vástago para impedir perdidas de fluido. Viene con sus anclajes de instalación. Existe una gran variedad, pero analizaremos dos de ellos: de un solo movimiento y el de doble acción.

63 ACTUATING CYLINDER DE UN SOLO MOVIMIENTO
De las cámaras que poseen: una se llena con el líquido hidráulico y la otra llena de aire, un orificio para entre/salga aquel y un resorte, el cual tiende a dejar a la unidad en “neutro”. Al presurizarse el cilindro el líquido empuja al pistón contra el resorte y al mismo tiempo al aire, él escapará por el orificio permitiendo que todo el pistón se desplace moviendo lo que tiene que mover, El diámetro del orificio se hace para regular la velocidad de desplazamiento del pistón. Cuando la presión hidráulica se corta el resorte vuelve a su estado “neutro” , llenando la cámara de aire. La válvula selectora de tres vías controla la operación de este tipo de actuador,

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65 ACTUATING CYLINDER DOBLE ACCION
En vez de tener un resorte y un orificio como el anteriormente explicado, el cilindro tiene dos bocas para el líquido: que pueden ser presión/retorno. Su control se lleva a cabo utilizando una válvula de cuatro vías.

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67 DOUBLE ACTION ACTUATING CYLINDER
Al colocar la válvula selectora fuera de la posición neutra, se permite el paso de la presión a alguna de las caras del pistón y este será empujado para algún lado. El otro lado de la cara pistón empuja el líquido hacia retorno. Al cambiar la posición de la selectora se invierte la operación. Así se logra que el actuador, en este caso, se mueva de izquierda a derecha y viceversa. Si la selectora, mientras el actuador se esta moviendo, se lleva a neutro tanto la línea de presión como la de retorno quedan bloqueadas. Esta acción deja líquido atrapado dentro del cilindro trabando el movimiento del pistón y por ende la unidad que esta unida a él.

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71 SELECTOR VALVES Controlan la dirección del movimiento de una unidad actuadora. Entrega simultáneamente líquido a la boca de presión y de retorno. En las siguientes figuras se ve una válvula motorizada. En la primera la selectora esta en off todas las salidas bloqueadas solo la bomba operando enviando todo el flujo a retorno. En la segunda la válvula esta en on y el motor hidráulico funciona con un sentido de giro que en este caso particular es en contra de los punteros del reloj. En la última figura se selecciono la otra posición on, la válvula se readecuo, y el motor gira a favor de los punteros del reloj.

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75 HEAT EXGHANGER Son dos, uno para el sistema hidráulico movido por los motores del avión y el otro es para el actuado por motores eléctricos, están ubicados en cada uno de los estanques de combustible alares. Transfiere el calor del líquido hidráulico al combustible. Este líquido corresponde al de carcaza (case) de las bombas y es él que ya trabajó, por eso esta caliente, pasa por los filtros de carcaza, por el enfriador, por el módulo de retorno y estanque.

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77 ELECTRIC VALVES La de corte (shutoff), que se cierra operando algún switch de control. En este caso es por el de incendio (fire). Opera con 28VDC. En general hay dos y corresponden al sistema hidráulico principal. En que las bombas son movidas por los motores del avión. Como se ve en la primera figura la válvula (motor) esta abierta y lista para ser cerrada. Al mover el switch a fire, segunda figura, el contacto completa el circuito de cerrado y dicha válvula comienza a cerrar. En la tercera figura el motor alcanzo la posición cerrada y ambos contactos se mueven, hacia arriba, dejando listo el motor para la siguiente posición: abrir la válvula.

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80 ELECTRIC VALVES GROUND INTERCONNECT
Como se había explicado anteriormente existe un sistema hidráulico principal (motor) y uno no tanto, cuyas bombas operan movidas por motores eléctricos. En tierra para no tener que echar andar los motores, gasto de combustible, se opera el sistema “eléctrico” que operará su sistema hidráulico y al abrir esta válvula permite también operar el sistema principal. Como se puede apreciar en la figura la válvula tiene un switch de control abrir/cerrar, pero para que pueda abrir, el freno de estacionamiento (parking) debe estar colocado. Si este freno esta en off la válvula se cierra o no abre. En otro tipo de aviones tienen otro tipo de protección para que no se interconecten ambos sistemas cuando están funcionando las bombas de motor.

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83 Wing Tip Brake: detiene los slats en caso falla. Pwr. Trfr
Wing Tip Brake: detiene los slats en caso falla . Pwr. Trfr. Unit en kso de sistir 500Psi entr G&Y parte el PTU q son 2 units hyd.como la CSD

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