curso de familiarizacion en motores saa12v140-e3 komatsu

7/27/2019 Curso de Familiarizacion en Motores SAA12v140-E3 Komatsu

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Familiarización MotorKomatsu SAA12V140 E3

Instructor: Juan Carlos Cortes

Departamento Técnico

http://www.maquinariaspesadas.org/



Objetivos

Comprender las principales diferencias entre los distintos

sintemas de combustibles diseñados por Komatsu

Conocer las principales caracteristicas del motorConocer el programa de mantenciones

Desarrollar los diagramas de los sistemas de:

combustible, aceite, refrigerante, admision y escape

Conocer algunos procedimiento criticos de armadosComprender el funcionamientos de los distintos

dispositivos electronicos usados en el motor

Evaluar las competencias adquiridas




Introduccion

El 12V140E-3 es un motor de alto performance y altaeficiencia que mejora el consumo de fuel, mejora el colorde los gases de escape y mejora la respuesta de la

aceleración. Además las emisiones se regulan en base ala norma EPA (regulación para el 2006).

Este motor es un sucesor del convencional 12V140-1 queintroduce varios tipos de nuevas tecnologias conservandola configuracion de un V12, refrigerado por agua,inyeccion directa y 4 tiempos.

El motor tambien posee una mayor relacion decompresion que un motor convencional, para mejorar laeficiencia de la combustion y reducir el humo blancocuando el motor esta arrancando en climas frios.





Aplicaciones y especificaciones tecnicas

Number of cylinders 12

Bore × Stroke (mm) 140 x 165

Total displacement (lts) 30.5 {30,480}

Firing order R1-L1-R5-L5-R3-L3-R6-

L6-R2-L2-R4-L4





Especificaciones tecnicas del motor

Potencia de salida kW{HP}/rpm 671 {899}/2,000 (Gross)

Max. torque Nm{kgm}/rpm 3,825 {390}/1,400 (Gross)

Maxima RPM sin carga (High idle speed) rpm2,150 ± 50

Minima RPM sin carga (Low idle speed) rpm 620 +80/0

Relacion de consumos de fuel a potencia maxima

g/kW·h {g/HP·h} 210 {156.7}





SAA12V140E-3 (Left side view of engine)

Machine model: D475A-5E0





SAA12V140E-3 (Front view of engine)

Machine model: D475A-5E0





SAA12V140E-3 (Front side view of engine)

Machine model: HD785-7





Grupo Block





1. Cylinder block

2. Cylinder liner

3. Clevis seal4. O-ring

5. O-ring

6. Main bearing metal cap bolt

7. Main bearing metal cap8. Main bearing metal

9. Piston cooling nozzle

10. Thrust bearing metal





1. Piston (FCD piston)

2. Piston pin

3. Connecting rod bushing

4. Top ring

5. Second ring

6. Oil ring

7. Connecting rod cap bolt

8. Connecting rod

(Front of engine: for L bank, rear: for Rbank)

9. Connecting rod cap

10. Connecting rod bearing metal

11. Crank gear (Number of teeth: 45)

12. Crankshaft

13. Vibration damper





Diseño del piston

It adopts a re-entrant piston combustion chamber which hasbeen used since introduction into the 6D140E-2 engine and alsouses a quality cast iron piston with less thermal expansion and

shaker cooling gallery. As a result, clean exhaust gas, cleanexhaust gas color, and low fuel consumption are attainedsimultaneously, and also high durability and high reliability arealso obtained.

It also provides a higher compression ratio than the conventionalone to improve combustion efficiency and reduce the whiteexhaust smoke when starting the engine in cold climate areas. Inaddition, by using the above-mentioned high-pressure fuelinjection system controlled electronically and setting the injectioncharacteristics most properly to improve the startability andreduce the white exhaust smoke when the temperature is low.





Enfriadores de piston

El enfriador de piston del 12V140-1 esta revisadoen consideracion al flujo de aceite. Como

resultado, la durabilidad del piston es mejorado yla temperatura en la superficie inferior esreducida para prevenir el deterioro del pistondebido a la exposicion del aceite en la superficieen alta temperatura. Desde que el sistema dealta presion controlado electronicamente esmejorado, menos hollin es registrado y losintervalos de aceites son alargados.





Sistema delubricacion





Bomba de aceite

La capacidad de la bomba de aceite es incrementada en

un 10% sobre el motor convencional para contribuir a una

mayor disipacion de temperatura y durabilidad.





Sistema derefrigeracion





Descripcion del sistema de refrigeracion





Sistema de admision





Sistema de admisión

El motor esta equipado con un turbo mejorado

KOMATSU KTR110 cuya alta fiabilidad y alto performance

han sido mejorado respecto al motor 12V140-1. Lassiguientes mejoras han sido agregadas:

Montaje de un puerto de control de aumentorecirculacion en el lado del compresor

un diseño mejorado en la eficiencia de la turbina.

Como resultado, alto performance en agregado en unamplio rango desde bajas RPM a altas RPM y un mejorrendimiento de consumo de combustible es obtenido.





Sistema decombustible





Diagrama sistema de combustible





Sistema de combustible de alta

presion

El sistema de alta presion de inyeccion es controladoelectronicamente. El sistema convencional esta basadoen un sistema de bombas controlado mecanicamente por

un gobernador, mientras que en esta nueva serie demotores, usa un sistema de control electronico y unsistema basado en alta presion de inyeccion. El sistemaprovee una presion de 118 MPa {1,200 kg/cm2} endistontos rangos de RPM del motor. Adicionalmente, el

puede controlar la forma de inyeccion mas apropiada deacuerdo a las RPM y a la carga. Como resultado, gasesde escape mas limpio, bajo consumo de combustible ybajo ruido.





Sistema de fuel.

La bomba de alta presion crea una alta presion

de inyeccion en un riel comun.

Adicionalmente, desde que el ECM es montado

en el motor y equipado con una funcion de

compenzacion de altura automatico, el puede

operar en altura sin reemplazar el ECM.





Despresurizacion del sistema de

combustible

Existen 2 presiones en el sistema de combustible, circuitode baja presion y circuito de alta presion mientras enmotor esta corriendo.

Low-pressure circuit:

Feed pump – Fuel filter – Fuel supply pump

High pressure circuit:

Fuel supply pump – Common rail – Fuel injector

La presion en ambos circuitos baja a un nivel de seguridaddespues de 30 segundos de haber detenido el motor.Idealmente, tomese este tiempo antes de hacer cualquierintervencion en el sistema de combustible





Bomba electrica de cebado

La bomba electrica posee un timer en elpara arrancar y detenerseautomaticamente (ver la figura adjunta).

La bomba electrica se detiene mientrasla lampara esta parpadeando. Estefenomeno no es anormal, sin embargo,si el contacto en girado a OFF mientrasla lampara esta parpadeando la lamparase apaga y la bomba electrica tambien.

Mientras la bomba electrica esteoperando, presion es suminsitrado ansistema de combustible. No sueltelos tapones de purga ahora, elcombustible puede ser expulsadofuera.





Despues del tiempo especificado, (approx. 7 minutes), la

lampara se apaga y la bomba electrica de cebado

inmediatamente se detiene.Si solo los filtros fueron reemplazados el trabajo de purga

de aire es ahora completado. Si el combustible fue

descargado o alguna linea o la bomba fue reemplazada y

no hay combustible en el circuito, gire el switch (3) "ON"

despues de que la bomba electrica se detieneautomaticamente. Cuando la lampara se apaga, el trabajo

de purga en completado.





Sistema de fuel.

The fuel filter system includes a high efficiency

main filter and prefilter as standard features to

allow use of low-grade fuel in the market

(corresponding to NAS13 level). In addition,

the delivery of the priming pump used to

replace the filters is increased for higher

serviceability.





Teoria de operacion

The CRI system checks the condition of the

engine (engine speed, accelerator angle, coolant

temperature, etc.) with sensors. The

microcomputer of the CRI system controls the fuel

injection rate, fuel injection timing, fuel injectionpressure, etc. totally to operate the engine under

the best condition. The CRI system has a

diagnosis function and an alarm function, with

which the computer of the system checks the

main component parts and notifies the operator of

detected failures.In addition, the CRI system has a failsafe function

which stops the engine when a certain part fails

and a backup function which continues the

operation by changing the control method in such

a case.





Bomba de alta presion de combustible

Fig. 1: Ubicación de la valvula

de sobreflujo (1), valvula

bypass (2), y la conexión de

entrada de combustible (3)

Overflow valve (1): El resorte

es visto a travez de ambos

agujeros.

Bypass valve (2): Spring is

seen through hole on nut side.

Fuel inlet joint (3): Gauze filter

is seen through both holes.





To the ECU (engine control unit), the signals are sent from the

sensors installed to the machine. Based on the signals, the ECUcalculates and controls the energizing timing and energizing

period of the injector to injecta proper quantity of fuel in proper

timing. The control system is roughly divided by the electric parts

into the sensors, computer, and actuators.





7. PCV

8. Fuel injection pipe (No.1 cylinder)


10. Fuel injection pipe (No.3 cylinder)11. Fuel injection pipe (No.4 cylinder)



14. Common rail

15. Fuel return pipe

16. Feed pump

17. Oil pump (For pump lubricating oil)

18. High-pressure pump





Lineas de fuel del lado L

1. Main fuel filter

2. Pre-fuel filter

3. Priming pump (Main)

4. Fuel pipe (From pre-fuel filter)

5. Fuel pipe (To feed pump)

6. Drain pipe





Lineas de fuel del lado R

1. Fuel pipe (To feed pump)

2. Fuel pipe (From pre-fuel

filter)3. Priming pump (Main)





Lineas de fuel del lado R




7. Fuel injection pipe (No.3 cylinder)8. Fuel injection pipe (No.2 cylinder)


10. PCV

11. High-pressure pump

12. Feed pump

13. Oil pump (For pump lubricating oil)

14. Fuel return pipe

15. Common rail





InterpretacionDiagrama electrico





Ubicación de los ECMs 850





Modulos en el equipo




Tablero del equipo




Algunas funciones que se pueden obtener

desde el panel referente al motor

Modo de reduccion de cilindros

Esta funcion es usada para detener el suministro de combustibleinyectado a cada inyector. Esta funcion es usada por ejemplo,

oara detreminar el cilindro donde la combustion es defectuosa.No injeccion en el arranque

Esta funcion es usada para lubricar un motor sin generar lacondion de arranque. Esta funcion es util cuando se quierearrancar un motor que ha permanecido un buen tiempo enalmacenamiento.

Monitoreo de parametros en tiempo real.Esta funcion es util para analizar el comportamiento del motor desus distintos paramatros criticos

Despliege de codigos de fallas




5. Coolant temperature gauge

6. Fuel gauge

11. Coolant temperature caution lamp

12. Fuel level caution lamp

16. Engine oil pressure caution lamp

20. Engine system caution lamp




Distribución de sensores en el motor




Sensores




Pedal del acelerador

El acelerador y el sensor están únicospor una palanca. Cuando el aceleradores presionado, el movimiento estraspasado a través de la palanca y rotael potenciómetro dentro del sensor del

acelerador. Como resultado laresistencia varia. Un voltaje fijo essuministrado a los pines No. 1 . 3. Laseñal del voltaje corresponde al Angulodel pedal del acelerador y es enviadodesde el pin 2 al controlador del motor.

El interruptor de validacion esta

instalado debajo del pedal. Cual elpedal es liberado, la señal 2 (pin 5)conectado a masa, cuan el pedal espresionado, señal 3 (pin 6) esconectado a masa. El controlador delmotor detecta luego esta condicion..




Teoria de operacion




Sensor de temperatura

Este sensor convierte los cambios de temperatura en

cambios de resistencia (inversamente proporcional) ytransmite esta informacion al controador del retardado. Elcontrolador de retardo transmite esta informacion vianetwork a panel del equipo y el panel desplega latemperatura del aceite.




Sensor de nivel de agua

This sensor is installed to the top of the radiator, and when

the coolant level goes below the specified level, the floatgoes down and the switch goes OFF. The maintenance

caution lamp lights up and the character display shows

message to warn of abnormality.




Sensor de filtro de aceite obstruido

This sensor are installed to each filter, and when the filter

becomes clogged, and the difference in pressure betweenthe low-pressure side and high-pressure side reaches thespecified pressure, the switch goes OFF. The maintenancecaution lamp lights up and the character display shownmessage to warn of abnormality.




Sensor de filtro de aire obstruido

Esta sensor esta instalado

en el puerto de salida del

filtro de aire. Si el filtro de

aire llega a obstruirse y

alcanza la presión ajustada

(presión negativa), se

prendera en la cabina una

lámpara de advertenciaindicando esta anormalidad.




Blow-by pressure sensor (For VHMS)

Specifications

1. Voltage of power supply: DC5V

2. Output voltage : 0.5V(engine stopped) or more

3. Size: Mount (portion a) : R 1/4: Outside diameter of seat receiving

pressure:37 mm Length of cable: 1,110 mm

El sensor de presion de blow-by convierte la presion de entrada del

motor en una señal de voltaje y entrega esta informacion al VHMS

como presion de blow-by.




Engine oil temperature sensor (For VHMS)

Specifications

1. Type of sensor : Thermistor

2. Range of measurement : 40 -

130 °C80 -

130 °C

(guaranteed precision ± 2 °C)

3. Max. power consumption: 0.5 mW

4. Pressure resistance : 4.9 MPa {50

kg/cm2}

5. Temperature range : -30 to 140 °C

Este sensor esta instalado en

el filtro de aceite. Los cambio

de temperatura son

transmitidos al VHMS comocambios de resistencia en el

termistor




Exhaust temperature sensor (For VHMS)

Specifications

1. Rated voltage : DC24V

2. Detection temperature range : 100 .1,000 °C

: 300 . 800 °C

(guaranteed accuracy ± 10 °C)

3. Output voltage characteristics: Seetable below

4. Actuation temperature range : --40 to110 °C

5. Consumption current : Max. 30 mA

a: Heat sensing portion of sensor,outside diameter

of mount R 1/8

b: Amp

c: Connector (power source end)

d: Connector (sensor end)

The exhaust temperature sensor is

a thermoelectric type temperature

sensor. It is installed to the

turbocharger inlet port and outputs

the exhaust temperature data to

the VHMS controller.




Ubicación del sensor de temperatura de

escape




Diagramas de los inyectores LB




Diagramas de los inyectores RB




Procedimientos deajustes




Regulacion de valvulas




Procedimiento de cebado del motor

1. Llenar prefiltro de

combustible (2)

2. En caso que lascondiciones no lo

permitan, se puede usar

la bomba electrica de

levante para este fin (3)





3) Suelte el tapon de venteo

(5) del filtro principal de

combustible y opere la

bomba de levante (3).

4) Opere la bomba de levante

hasta que fluya combustible

fuera del tapon (5). Cuando

dejen de salir burbujas

apriete el tapon

5) 2.0 – 3.9 Nm {0.2 – 0.4

kgm}





6) Suelte el tapon de venteo (6) de la bomba decombustible y opere la bomba de cebado (3)90 – 100 veces.

7) Opere la bomba de cebado hasta que salgaaire del tapon de venteo. Luego, opere labomba la bomba de cebado varias vecesmas hasta que sea el combustible losuficiente denso.

4.9 – 6.9 Nm {0.5 – 0.7 kgm}

8) Trabaje en el lado opuesto en forma similaralos pasos 1 - 7

9) Arranque el motor

10) El aire en el circuiro de alta presionautomaticamente es purgado, si el motor noarranca, puede ser que todavia exista aire enel sistema de baja presion, en este caso,repita los procediminetos anteriormentedescritos.




Procedimiento de revision de la presion de

carter

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