## TEMA T14: Funcionament d’equips hidràulics del vaixell
### 1. Principis fonamentals
Els sistemes hidràulics utilitzen un fluid (normalment oli) gairebé incompressible per transmetre energia. El seu avantatge principal a bord és la gran **densitat de potència**: amb components relativament compactes es poden obtenir forces i parells molt elevats i controlables.
**Llei de Pascal**: la pressió aplicada a un fluid en equilibri es transmet igualment en totes direccions. Això permet multiplicar forces: una pressió P aplicada a una superfície A genera una força F = P·A.
**Conversió d’energia**:
1. Energia mecànica (motor elèctric o dièsel)
2. → energia hidràulica (pressió + cabal) a la bomba
3. → energia mecànica útil (força o parell) a cilindres i motors
### 2. Components i el seu funcionament
#### 2.1. Bombes hidràuliques
La bomba **no crea pressió** per si sola: crea **cabal**. La pressió apareix quan el cabal troba resistència (càrrega).
* **Bombes d’engranatges**: simples i robustes; adequades per mitjana pressió.
* **Bombes de paletes**: funcionament suau; poden ser de cabal variable.
* **Bombes de pistons (axials/radials)**: alta eficiència i pressions elevades; molt comunes en govern, grues i CPP. Les de cabal variable permeten control fi de velocitat sense grans pèrdues.
Transformen pressió i cabal en parell i velocitat. En cabrestants i molinets són habituals motors de **baixa velocitat i alt parell (LSHT)**, sovint de pistons radials.
#### 2.3. Cilindres
* **Simple efecte**: impulsa en una direcció; retorn per gravetat/molla.
* **Doble efecte**: control en ambdós sentits.
* **Diferencial**: velocitat diferent en extensió/retracció per diferència d’àrees.
#### 2.4. Vàlvules de control
* **Direcccionals**: determinen el sentit del moviment (P→A/B i retorn a T).
* **Pressió**:
* Relief (alleujament): protegeix davant sobrepressions desviant cabal a dipòsit.
* Reductores: mantenen pressió constant en circuits secundaris.
* Seqüència: obren a una pressió per encadenar moviments.
* **Cabal**:
* Estranguladors i reguladors: control de velocitat.
* Vàlvules proporcionals/servo: control continu i precís (més exigents en netedat del fluid).
#### 2.5. Acumuladors
Emmagatzemen energia hidràulica comprimint gas (nitrogen) separat del fluid. Funcions:
* absorbir cops d’ariet i pics de pressió,
* proporcionar energia en emergència (p. ex. govern),
* compensar fuites i estabilitzar pressió.
#### 2.6. Dipòsit, filtració i refredament
El dipòsit permet decantar aire i contaminants i donar volum. La filtració (retorn, pressió i “offline”) i el refredament (intercanviador oli-aigua) mantenen el fluid dins rangs de netedat i temperatura.
### 3. Tipus de circuits i control
* **Circuit obert**: la bomba aspira de dipòsit i el retorn torna a dipòsit. Comú en equips de coberta.
* **Circuit tancat**: el retorn de l’actuador torna a la succió de la bomba; més eficient i amb millor control; habitual en aplicacions de propulsió i transmissió.
**Control de velocitat**:
* en bombes de cabal variable: variant l’angle del plat oscil·lant;
* en cabal fix: amb vàlvules reguladores (menys eficient perquè dissipa energia en calor).
### 4. Equips hidràulics típics a bord
#### 4.1. Servo-timó (govern)
És un dels sistemes més crítics. Típicament incorpora **redundància** (dues unitats motobomba) i circuits que garanteixen maniobrabilitat.
Funcionament general:
1. Ordre del pont (timoner/autopilot).
2. Control actua sobre bomba de pistons de cabal variable.
3. El cabal i el sentit del flux alimenten cilindres (rams) que mouen la canya/tiller.
4. Sistema de realimentació (feedback) informa de posició i la bomba torna a cabal zero quan s’assoleix l’angle.
Elements de seguretat: relief, alarmes de nivell i temperatura, acumuladors, i bloquejos.
#### 4.2. Grues de càrrega
Integren motors i cilindres per giro, elevació i ploma. S’utilitzen vàlvules de **contrabalanç** per impedir caigudes incontrolades i vàlvules proporcionals per maniobra suau.
#### 4.3. Molinet d’àncora i cabrestants
Motors LSHT aporten parell elevat a baixa velocitat. Control habitual amb distribuïdores i, en equips moderns, vàlvules proporcionals. Proteccions: relief i frens mecànics/hidràulics.
#### 4.4. Tapes d’escotilla i rampes
Cilindres de gran carrera i capacitat, amb sistemes de bloqueig per mantenir posició en cas de pèrdua de pressió. Sovint hi ha seqüències d’obertura/tancament.
#### 4.5. Hèlix de pas variable (CPP)
Un sistema hidràulic (sovint circuit tancat o unitat dedicada) acciona un servo-cilindre dins l’eix que modifica l’angle de les pales. Permet variar empenta i invertir marxa sense canviar RPM del motor principal.
### 5. Paràmetres de funcionament i valors orientatius
* **Pressions** (orientatives):
* baixa: 15–50 bar (control auxiliar),
* mitjana: 150–210 bar (equips de coberta mitjans),
* alta: 250–350 bar (govern, CPP, grues grans).
* **Temperatura d’oli**:
* ideal: 40–60 °C,
* evitar >70–80 °C continu per degradació d’oli i juntes.
* **Cabal**: molt variable (de pocs L/min en control fins a centenars en govern/grues).
Un control sistemàtic d’aquests paràmetres, juntament amb filtració i manteniment planificat, és la base de la fiabilitat.
Estudia este tema con OPOSGRATIS
Has leído el desarrollo del tema. Para consolidar tu aprendizaje, estudia las flashcards asociadas con repetición espaciada (algoritmo SM-2), realiza simulacros de examen, y practica el supuesto práctico. Todo gratis y sin registro previo.
