En primer lugar, dado que ha adquirido un motor hidráulico, debe utilizarlo como motor. Las bombas y los motores tienen un diseño fundamentalmente diferente y no son totalmente intercambiables. En la práctica, sólo las bombas de engranajes pueden funcionar como motores hidráulicos, mientras que las bombas de pistón y de paletas son totalmente inadecuadas para aplicaciones de motor. Un motor es un motor y una bomba es una bomba. Para usar una analogía automotriz: nunca esperaríamos que el motor de arranque de un automóvil continúe funcionando como alternador después de que el motor haya arrancado.
Dos escenarios para utilizar motores hidráulicos como bombas:
Control de presión en sistemas de volante inercial Cuando un motor hidráulico impulsa un volante grande, cortar abruptamente el suministro de aceite al motor puede causar un pico de presión peligroso (teóricamente infinito) debido a la inercia del volante, lo que podría dañar los componentes. Este fenómeno es análogo a la fuerza contraelectromotriz (EMF) generada al desconectar componentes inductivos (p. ej., motores o válvulas de solenoide) en circuitos eléctricos: la energía almacenada crea voltajes extremadamente altos que pueden destruir componentes electrónicos sensibles si no se administran.
Otro ejemplo son los sistemas de accionamiento hidrostático (por ejemplo, en cortadoras de césped). Cuando la bomba deja de suministrar aceite, queremos que el equipo desacelere gradualmente en lugar de detenerse abruptamente. Aquí, el motor debe pasar al modo de bomba para absorber energía progresivamente, permitiendo una desaceleración suave.
Solución: Instale una válvula de seguridad en el sistema para limitar la presión máxima. El exceso de presión puede almacenarse en un acumulador o disiparse en forma de calor a través de una válvula de alivio.
Sistema de volante inercial
Sistemas de conmutación de múltiples fuentes de energía (casos raros) Un sistema de transmisión de camión que diseñé recientemente ejemplifica este escenario: tres fuentes de energía independientes impulsan el camión a través de una cadena de rodillos.
Fase 1: Un cilindro hidráulico pone el camión en movimiento.
Fase 2: Un servomotor eléctrico de precisión posiciona el camión para el mecanizado.
Fase 3: Un motor hidráulico reinicia el camión para reiniciar el ciclo. Aunque el motor hidráulico funciona durante <10% del tiempo total del ciclo, permanece conectado durante todo el proceso. Por lo tanto, actúa efectivamente como una bomba durante el 90% del tiempo.
Fenómeno de cavitación La cavitación ocurre típicamente cuando una bomba extrae aceite de un depósito con suministro insuficiente. La bomba intenta extraer aceite mediante vacío, pero debido a la incompresibilidad del aceite, las altas temperaturas localizadas lo vaporizan y crean burbujas. Estas burbujas colapsan violentamente en zonas de alta presión, provocando ondas de choque y dañando la bomba.
Causas de la cavitación:
Volumen de aceite insuficiente en el depósito.
Filtro de línea de succión obstruido
Filtro de succión bloqueado
Respiradero obstruido o faltante
Líneas de succión excesivamente largas
Diámetro de línea de succión insuficiente
Bomba instalada por encima del nivel de aceite del depósito (carece de capacidad autocebante)
Medidas Preventivas:
Inspeccione periódicamente los filtros, respiraderos y niveles de aceite (recomendado como parte de los programas de mantenimiento).
Asegúrese de que la entrada de la bomba tenga una carga de presión positiva (nivel de aceite del depósito por encima del puerto de succión de la bomba) durante el diseño y minimice la caída de presión en la línea de succión. La velocidad ideal de la línea de succión debe ser ≤1,5 m/s, con una caída de presión ≤6,9 kPa (determinar el diámetro de la tubería usando calculadoras de mangueras).
Nota especial: Incluso el uso a corto plazo de una bomba como motor requiere prevención de cavitación. Si las limitaciones de espacio requieren el uso de un motor como bomba, a menudo se requieren diámetros de tubería más grandes para compensar las pérdidas de presión en líneas de succión largas.
Preocupaciones por la eficiencia del motor Dado que los motores no están optimizados para el funcionamiento de la bomba, su eficiencia suele ser entre un 10 % y un 20 % inferior a los valores nominales (varía según la presión y el flujo). El funcionamiento ineficiente genera un exceso de calor, que requiere disipación a través de intercambiadores de calor de alta presión o líneas de retorno adicionales. Si un motor debe funcionar a largo plazo como bomba, es obligatorio un sistema de refrigeración dedicado.
