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SISTEMA HIDRÁULICO 1

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES

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SISTEMAHIDRÁULICO

Prof. Antonio Corrales



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Introducción

Aplicaciones del Sistema Hidráulico

Elementos básicos del sistema

• Tipos de sistemas hidráulicos

• Fluidos hidráulicos

• Elementos de la sección de Potencia.

• Elementos de la sección Actuadora.

Instalación y Operación del Sistema Hidraúlico.

Diseño. Requisitos y normas

Pruebas



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INTRODUCCIÓN

Bibliografía

FAR / JAR / CS - 25.

“Conocimientos del Avión”. Antonio Esteban Oñate.

“Manual de Mantenimiento C295/CN235”. EADS-CASA.

“Manual de Operaciones C295/CN235”. EADS-CASA.

“Airbus 340 Maintenance Course”. Airbus Co.

“Fluid Power with Applications”. Esposito.

“Aircraft Hydraulic Systems”. Krieger.

“Design of Hydraulic Control Systems”. E. Lewis & H. Stern.

Pilot´s Handbook of Aeronautical Knowledge. FAA.



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INTRODUCCIÓN

Sistema de Transporte de Potencia.

Principio de Pascal: “La presión ejercida en un punto sobre un líquido

en equilibrio se transmite integramente en todas direcciones”

Potencia Hidráulica:

)( HPóWatiosQpt

dSpW ⋅=⋅⋅

=

Presiones de trabajo 3000 psi (211 Kg/cm2)

Antecedentes Históricos

¡¡¡¡¡¡ A380 => 5000 psi (352 Kg/cm2) !!!!!



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APLICACIONES DEL SISTEMA HIDRÁULICO

Mandos de Vuelo

Alerones

Timón de profundidad

Estabilizador horizontal

Timón de dirección

Dispositivos de B.A/S

Frenos aerodinámicos

Inversores de Empuje

Tren de Aterrizaje

Extensión/Retracción

Control de dirección

Frenos

Puertas y Escaleras

Puertas de Cabina

Puertas de Bodega

Rampas y Portalones

Escaleras



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA

Depósito

BombaActuador

Válvula selectora



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Depósito

BombaActuador

Válvula selectora

Válvula de alivio



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Depósito

BombaActuador

Válvula selectora

Válvula de alivio

Regulador de presión

Válvula antirretorno



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Depósito

BombaActuador

Válvula selectora

Válvula de alivio

Regulador de presión

Válvula antirretorno Acumulador



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• TIPOS DE SISTEMAS HIDRÁULICOS

Según su sección de potencia:

Sistemas Abiertos

Sistemas Cerrados

Según su sección Actuadora:

Sistemas de control manual

Sistemas de control automático

Otras denominaciones, según características propias:

Sistemas hidráulicos secuenciales

Sistemas compactos



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Esquema de Sistema Abierto



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Esquema de Sistema Abierto



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Esquema de Sistema Cerrado



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• FLUIDOS HIDRÁULICOS

MISIÓN

1. Transmitir potencia 2. Lubricar partes móviles

3. Sellar juntas y holguras 4. Evacuar calor

PROPIEDADES REQUERIDAS

Baja compresibilidad Buena lubricidad

Estabilidad físico-química Difícil de contaminar

Compatible con materiales No forme espuma

Baja presión de vapor Baja volatilidad

Incombustible No Toxico

Facil de adquirir



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• FLUIDOS HIDRÁULICOS

TIPOS DE FLUIDOS HIDRÁULICOS

Soluciones Agua-Glicol

Emulsión de agua en aceite

De origen Mineral (MIL-H-5606)

Sintéticos (Skydrol 500B, Chevron Hyjet W,…)



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Bombas hidráulicas

Válvulas

Fusibles

Depósitos

Acumuladores

Tuberías y filtros

• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA



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Las bombas hidráulicas son las encargadas de generar la presión

necesaria que, transmitida a través del líquido hidráulico, mueve los

elementos requeridos (actuadores, motores hidráulicos).

La energía necesaria para impulsar las bombas hidráulicas se

obtiene a partir de:

Motores eléctricos

Motor del avión

Turbina de aire RAT (Ram Air Turbine)

• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. BOMBAS



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. BOMBAS

Ram Air Turbine

Mástil

Bomba Hidráulica

Hélice

Mecanismo de extensión



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Centrífugas

Axiales

Mixtas

Dinámicas




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Centrífugas

Axiales

Mixtas

Dinámicas

Volumétricas

Desplazamiento fijo

Desplazamiento Variable

Engranajes

Paletas

Pistones

Otras

Paletas

Pistones




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Bomba de engranajes• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. BOMBAS



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Bomba de paletas




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Bomba de Pistones• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. BOMBAS



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. BOMBAS

Bomba de Pistones



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Función

Control Direccional

Control de presión

SelectorasAntirretornoLanzadera

De alivioReductoraDe descargaDe contrapresiónDe secuenciaDe prioridad

MecánicoElectro-válvulasServo-válvulas

Accionamiento

• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. VÁLVULAS



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Válvulas Selectoras

De corredera

Radiales




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Válvulas Antirretorno

Normales

Restrictoras

Con linea piloto




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Válvula de lanzadera




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Válvulas de alivio




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Válvula Reductora

o Regulador




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Válvula de descarga

Válvula de contrapresión

Válvula de secuencia




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Válvula de Prioridad




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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. FUSIBLES

Los fusibles hidráulicos

cortan el paso de fluido

hidráulico al detectar

fugas en la instalación:

-- Por caudal excesivo

-- Por caída de presión



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. DEPÓSITOSFunciones:

Almacenar el liquido hidráulico

Compensar perdidas por fugas

Actuar de regulador térmico

Permitir de desemulsión del líquido

Tipos:

No Presurizados

Presurizados (0.25 kg/cm2-4kg/cm2):

• Por efecto venturi

• Por aire a presión

• Por émbolo



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. ACUMULADOR

Funciones:

Prevenir ciclos de carga/descarga

en la bomba.

Amortiguar oscilaciones de presión

Fuente de potencia de emergencia

Permite la expansión térmica del

líquido.



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Tipos:

Fluidos no separados.

Fluidos separados:

• Pistón (Gas, Peso muerto,

muelle)

• Diafragma

• Bolsa elástica



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Acumuladores de pistón



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Acumuladores de diafragma



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN DE POTENCIA. TUBERÍAS Y FILTROS

Tuberías:

Rígidas (metálicas)

Flexibles (elastómero o caucho sintético)

Filtros:

De alimentación

De prealimentación

Micronic o de derivación

De presión

Contaminación del sistema hidráulico: Grados 0,I,II y III



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Cilindros y martinetes hidráulicos

• De efecto simple

• De efecto doble

• De vástago simple

• De vástago pasante

• De camisa móvil y vástago fijo

• De amortiguación interna

• De blocaje interno

Actuadores Electro-Hidráulicos (EHA y EBHA)

Motores y Turbinas hidráulicos

• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN ACTUADORA



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN ACTUADORA. CILINDROS Y MARTINETES

De efecto simple

De efecto doble

De vástago pasante



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De amortiguación interna



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ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA• ELEMENTOS DE LA SECCIÓN ACTUADORA. EHA y EBHA

Motor Eléctrico

Señal de ControlBomba

Acumulador

Motor Eléctrico

Señal de Control

Secundaria

Acumulador

Bomba

Servo-Válvula

Servo-Válvula

Acumulador

Señal de Control

Señal de Control Primaria

Bloque Hid.

Bloque Hid.

Bloque Hid.



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INSTALACIÓN Y OPERACIÓN DEL SISTEMA HIDRÁULICO

CASA 295



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CASA 295

Unidades Modular (Sistema compacto)

Depósito

Bombas



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CASA 295




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Airbus 340 INSTALACIÓN Y OPERACIÓN DEL SISTEMA HIDRÁULICO



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DISEÑO. REQUISITOS Y NORMAS

La normativa civil (FAR/JAR/CS-25) hace mención expresamente

al sistema hidráulico en la Subparte F, “Equipamiento”, Artículo

25.1435



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FAR/JAR/CS-25

Requisitos de proyecto:

• No deformación con Pmax, más carga estructural

• No rotura con 1.5*Pmax, más carga estructural.

• Instrumentación: Cantidad y Presión de líquido.

• Medios de aseguramiento de valores de Presión.

Requisitos de ensayo:

• No deformación antes de 1.5*Pmax .

• Posicionamiento (holguras durante el funcionamiento)

• Compatibilidad y funcionalidad con otros sistemas

Requisitos de protección contra incendios




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Potencia hidráulica requerida

Sistema abierto/cerrado

Metodología secuencial?

Tipo de fluido hidráulico

Selección de la/s bomba/s

Depósito (Presurizado?)

Tipo de actuadores

Número de circuitos hidráulicos


Análisis del circuito hidráulico

Sistema manual/automático

Sistemas compactos?

Selección de fuente de potencia

Válvulas (Tipo de accionamiento)

Acumulador (Dimensionado)

Sistema de control e indicación

Parámetros de diseño



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PRUEBAS

PRUEBAS DEL SISTEMA HIDRÁULICO

Limpieza (Flushing) de conductos previa a la instalación

de los elementos definitivos. ( Instalación general o en

subconjuntos)

Elementos:

Mula/Instalación Hidráulica externa

Manómetros

Simuladores/Bypass/Elementos de bloqueo

Análisis del fluidos



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PRUEBAS

Pruebas de estanqueidad bajo presiones de trabajo =>

3000/5000 psi (Instalación general o en subconjuntos)

Elementos:

Mula/Instalación Hidráulica externa

Manómetros

Elementos de bloqueo

Pruebas de los subsistemas asociados (clientes) al

sistema hidráulico por separado. (Instalación general o en

subconjuntos)



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PRUEBAS

Comprobación de presión de Acumuladores.

Elementos:

Instalación de Aire/N2(Manómetros,

regulador, válvulas,…)

Pruebas eléctricas, de control y de indicación.

Elementos:

Simuladores

Pruebas del sistema hidráulico de forma

autónoma. (Utilizando bombas de la aeronave)

Elementos:

Rodaje de Motores

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