Sistemas Hidráulicos Automotrices: Principios, Componentes y Funcionamiento Detallado

Principio de Funcionamiento de Sistemas Hidráulicos

El elemento básico de un sistema hidráulico lo forma el conjunto cilindro-pistón, que puede desempeñar dos funciones principales: la de generador de presión y la de receptor de presión.

Cuando una fuerza actúa sobre una superficie, genera una presión; y, a la inversa, cuando una presión actúa sobre una superficie, genera una fuerza. Es fundamental comprender que:

• Cuanto menor es la superficie de aplicación, mayor es la presión generada.
• Cuanto mayor es la superficie sobre la que se ejerce la presión, mayor es la fuerza generada.

La presión sirve para transmitir una acción mecánica entre el generador y el receptor. La presión del líquido, generada por la acción de la fuerza, permite crear una fuerza superior en el receptor.

Componentes Clave de un Sistema Hidráulico

Los sistemas hidráulicos están compuestos por diversos elementos que trabajan en conjunto para su correcto funcionamiento. Los principales son:

• Cilindro
• Esferas
• Amortiguadores
• Corrector de altura
• Válvula anticaída
• Mando de alturas

El Depósito

El depósito es un componente esencial con múltiples funciones:

• Almacena el líquido necesario para un buen funcionamiento de los órganos del sistema.
• Recoge el líquido que retorna de la bomba cuando esta se encuentra desconectada del circuito.
• Recoge los retornos de utilización para almacenarlos y luego reutilizarlos.
• Purifica el líquido mediante la decantación de las impurezas que pueda contener.
• Refrigera el líquido.
• Permite el reposo del líquido espumoso.
• Visualiza el nivel de líquido.

Bomba de Alta Presión

Es una bomba mecánica arrastrada por el motor mediante una correa. Su funcionamiento consiste en aspirar el líquido hidráulico contenido en el depósito para enviarlo a presión a los elementos necesarios del circuito.

Conjunto Disyuntor

Su funcionamiento se basa en dos fases bien diferenciadas:

Fase de Conjunción:

Ocurre cuando la bomba de alta presión, arrastrada por el motor, alcanza una presión capaz de vencer al muelle de conjunción (aproximadamente 145 bares). Esta fase permite el abastecimiento de los circuitos de suspensión y frenos.

Fase de Disyunción:

Se produce cuando en el circuito de abastecimiento de suspensión y frenos existe una presión capaz de vencer al muelle de disyunción (aproximadamente 170 bares). En este punto, se permite la salida de líquido hacia el depósito.

El Acumulador Principal

Es un depósito que almacena líquido a presión y lo libera en función de las necesidades del circuito. Está formado por una esfera de chapa embutida en dos partes: una membrana deformable de caucho flexible. Una parte se llena de nitrógeno a presión y la otra, unida a la salida, recibe el líquido a presión.

Válvula de Seguridad

Está formada por un pistón con su correspondiente muelle tarado e incorpora una maneta cortada que detecta la falta de presión de líquido. Interviene para suministrar prioritariamente la presión necesaria a los órganos que deben permitir la parada urgente del vehículo, es decir, los frenos. Si hay un fallo hidráulico en el circuito, la válvula concede preferencia a la alimentación de los órganos que garantizan la seguridad de los pasajeros en el vehículo.

La Esfera

Es similar a un acumulador principal, pero con la incorporación de un amortiguador. El gas que contiene es nitrógeno, el cual actúa como elemento elástico de la suspensión. El líquido asegura la unión entre el gas y los órganos suspendidos del vehículo y las ruedas. El líquido circula a la vez por la esfera y por el cilindro. En funcionamiento, pueden ocurrir dos situaciones:

1. Ante una elevación firme, el líquido que contiene el cilindro es desplazado hacia la esfera y el gas se comprime.
2. Con un bache, una parte del líquido contenido en la esfera pasa por el cilindro para compensar la expansión del gas.

El Cilindro

Se trata de un cilindro de asistencia que permite el desplazamiento de la rueda y el reglaje de la altura. Hay dos tipos principales de disposición:

1. El cilindro se une a la rueda siguiendo sus movimientos verticales y el pistón, por su parte, a través del vástago, se une a la carrocería. Esta disposición es más utilizada en el tren delantero.
2. El cilindro es soportado por la carrocería y el pistón sigue los movimientos del brazo de suspensión a través de una biela. Este tipo se emplea en el tren trasero.

Corrector de Altura

Su funcionamiento está en función de la carga impuesta al vehículo. El corrector de altura permite la entrada y evacuación de un determinado volumen de líquido para mantener una altura constante sobre el suelo. Realiza la función de una válvula autoniveladora.

Amortiguación de Doble Efecto

La amortiguación se obtiene frenando el paso del líquido entre el cilindro y la esfera, o viceversa, a través de un sistema de válvulas deformables de laminillas que obturan los orificios de paso del líquido. El orificio central calibrado, perforado en el cuerpo del amortiguador, permite el paso directo del líquido del circuito a la esfera o viceversa. Tienen por objetivo disminuir el efecto del amortiguador en movimientos débiles.