motores heui 3408e-3412e

1

INTRODUCCIÓN.

Esta presentación trata del funcionamiento del sistema de combustible y elementos relacionados en los motores 3408E/3412E con inyectores unitarios de accionamiento electro-hidráulico en todas sus aplicaciones.

Los temas se trataran en la secuencia que sigue:

Introducción y componentes principales.

Sistema de control electrónico.

Sistema de inyección de combustible.

Sistema hidráulico.

Sistema de alimentación electrónicos y sistemas.

Aplicaciones de maquina.

2LABORATORIO “A”..........E.T.

COMENCEMOS TRABAJANDO..!!

4

Los motores 3408E/3412E equipados con el sistema de combustible HEUI están disponibles en equipos de construcción y aplicaciones industriales.

Los motores industriales están disponibles en los dos versiones, 3408C/3412C (sistema de bomba y tuberías de combustible) y 3408E/3412E con sistema HEUI.

Las Maquinas motorizadas con los motores 3408E/3412E con el sistema HEUI son:

Camiones 769D / 771D/ 773D / 773E / 775D

Cargadores de Ruedas : 988F/988H/990II

Tractores de cadenas D8R / D9R / D10R.

Mototraillas 631E / 637E / 651E / 657E

Motoniveladores 24H

Los motores HEUI proporcionan características y beneficios que no serian posible con los sistemas de combustible mecánicos. Estas incluyen, gases de escape muy limpios, mejoras en el consumo y en el arranque en frió, mantenimiento simplificado con pocas piezas en movimiento y menores costos de operación.

VISION GENERAL

5

Esta esquema muestra algunos componentes del sistema de combustible HEUI. Los componentes mostradas se trataran con mas detalle mas adelante.

Los componentes electrónicos del sistema de combustible HEUI son muy similares a los utilizados en el sistema EUI. Sin embargo, en el sistema HEUI, los inyectores no son actuados por el árbol de levas.

Una bomba hidráulica de alta presión, la cual toma el aceite de la salida de bomba de lubricación del motor, eleva la presión hasta un máximo de 22800 kPa (3300 psi). La presión es controlada por el Modulo de Control Electrónico (ECM). El flujo hidráulico es dirigido hacia actuadotes hidráulicos en cada inyector.

Los inyectores se gobiernan electrónicamente (al igual que en el sistema EUI), para permitir que el aceite a presión empuje a un pistón que a su vez desplaza un embolo.

Componentes Principales

6

Estos son siete de los principales tipos de componentes del sistema de combustible HEUI:

Grupo de Bomba de suministro Hidráulico, que conteniene :

Bomba hidráulica de alta presión.(1)

Válvula de control de la bomba.(2)

Bomba de transferencia de combustible.(3)

ECM (4)

Sensor de acelerador (5)

Sensor de velocidad/avance (6)

Inyector (7)

Sensor de temperatura (8)

Sensor de presión (9)

El enlace de datos CAT, proporciona un circuito de comunicación de dos vías entre el sistema HEUI y el resto de los circuitos electrónicos o sistemas de la maquina. También permite que la herramienta de servicio puede comunicarse con el sistema electrónico del motor. Nota: Solamente se muestra un sensor de cada tipo (presión, temperatura y Velocidad / Avance.

COMPONENTES PRINCIPALES

1

2

3

5

4

67

8

9

7

El componente principal del sistema HEUI es el Modulo de Control Electrónico (1) montado sobre la tapa de válvulas delantera derecha.

El ECM es el “corazon” del motor. Desarrolla el control del motor, controla el avance y limita el combustible. Tambien, interpreta las lecturas que recible de los sensores y se comunica con el panel de instrumentos a través de enlace de datos Cat(CDL).

El Modulo de Personalidad se usa para programar el ECM con todas las especificaciones correspondientes a la potencia nominal para una aplicación en particular. Puede sustituirse mediante reemplazo directo o reprogramarse haciéndole un flash utilizando un PC. El acceso al modulo de personalidad esta situado debajo del ECM.

El grupo de bomba de suministro Hidráulico(2) esta montado en la “V” del motor, en la misma posición en que iria montada la bomba de inyección de combustible y regulador en los modulos anteriores 3408C / 3412C. El flujo de esta bomba genera la presión necesaria para la actuación de los inyectores. En la parte trasera de la bomba se encuentra la bomba de transferencia de combustible.

Entre los componentes visibles también están los mazos de cables y conectores de 40 pines en el ECM.

2

1

COMPONENTES

8

Esta vista del lado izquierdo superior del motor muestra el Sensor de Temperatura de Combustible (1), y el Sensor de presión Atmosférica (2) que esta montado sobre el adaptador de montaje de la bomba de suministro hidráulico.

Montado en el grupo de bomba de suministro Hidráulico esta el Sensor de Presión de Aceite de lubricación (3). El sensor es usado por el ECM para generar una señal de baja presión de aceite para el operador.

También montado en el Grupo de Bomba de Suministro Hidráulico esta el Sensor de Temperatura Hidráulica (4). Esta sensor es usado por el ECM para compensar el avance y la cantidad de combustible inyectada cuando cambia la viscosidad a causa de variación de la temperatura de aceite hidráulico. Ambos sensores están roscados el la carcaza de la bomba de suministro.

El Conector de Interconexión con la maquina de 40 patillas (5), esta montado detrás del grupo de bomba hidráulica. Estos componentes permiten la conexión del motor con la maquina.

Una parte vital del conjunto de cableado es el tornillo de masa montado sobre el suporte del conector de interconexión..

NOTA: El flujo de Aceite desde el Grupo de Bomba de Suministro Hidráulico será citado como “hidráulico” para evitar confusión con el aceite de lubricación.

6

5

12

34

COMPONENTES

9

El Conector (1) para calibrar el avance esta muy próximo al ECM.

El sensor de Presión hidráulica (2) esta situado entre las tapas de balancines sobre el múltiple de suministro de fluidos derecho.

El conector del inyector (3) es uno de los cuatro conectores instalados en un 3408E. (cada conector proporciona corriente a dos solenoides).

El Modulo de Personalidad se usa para programar el ECM can todos los parámetros de régimen para cada aplicación en particular. El módulo se puede cambiar por reemplazo directo o ser reprogramado usando un PC.

La tapa de acceso al módulo de personalidad esta debajo del ECM.

1

2

3

COMPONENTES

10

El Sensor de Temperatura de Refrigerante (flecha), esta situado en la parte frontal de la culata derecha del motor. Este sensor conjuntamente con el ECM se emplea para controlar las siguientes funciones o sistemas:

• El indicador de temperatura de refrigerante en el Sistema de Monitoreo Caterpillar (CMS), a través del enlace de datos CAT (CDL).

• El LED indicador de advertencia de Alta Temperatura de Refrigerante o panel del CMS. (La información se transmite a través del CDL)

• El control de demanda del ventilador del motor, si instalado, utiliza como referencia esta señal para proporcionar la adecuada velocidad del ventilador.

• La indicación de la temperatura del refrigerante en la pantalla de estado (status) del Técnico Electrónico Cat (ET).

• El Interruptor de Flujo de Refrigerante (no se ve en esta imagen), esta montado debajo del sensor de temperatura de refrigerante junto a la entrada al enfriador de aceite.

COMPONENTES

11

Esta imagen muestra uno de los sensores de velocidad/avance (flecha). Hay un sensor montado a cada lado de la carcaza de la distribución. Aquí se ve el sensor secundario.

Los sensores se emplean para medir la velocidad del motor y calcular la posición angular del cigüeñal can el fin de regular el avance.

Los sensores son auto-ajustables, pero se requieren precauciones especiales durante su instalación para evitar dañarlos (comentaremos las precauciones mas adelante).

NOTA: Los sensores están en contacto can la rueda de avance por lo que existe una holgura “cero” en la misma.

COMPONENTES

12

Esta vista muestra la rueda de tiempo / avance fuera del motor.

Observe que la rueda tiene talladas hendiduras y dientes de distinto tamaño. Un tamaño 50/50 significa que la hendidura y el diente tienen la misma anchura, solamente hay uno (hendidura/diente) de este tamaño. Los otros 23 pares tienen un tamaño relativo de 80/20.

El tamaño hendidura/diente 50/50 lo emplea el ECM como punto de referencia para determinar la posición del cigüeñal a efectos de avance. El sensor de velocidad / avance es capaz de identificar este diente porque genera una señal o impulso diferente al de los demás dientes.

Hay una marca de calado “H” grabada sobre la rueda con el fin de facilitar la sincronización de la distribución.

COMPONENTES

13

Ell sensor de Presión de Entrada al Turbo (Flecha) esta montado entre el filtro de aire y él turbo. No todas las maquinas tiene instalado este sensor.

Este sensor (cuando esta instalado), se emplea en conjunción con el presión atmosférica para controlar la restricción del filtro de aire al objeto de proteger el motor. La diferencia entre las dos lecturas es el resultado de diferencial de presión.

El ECM del motor utiliza este calculo para determinar si es necesario derratear el motor.

COMPONENTES

14

En la parte frontal del motor y a la derecha de la culata esta el sensor de presión de salida de turbo (flecha) (presión boost) (Respaldo). Esta sensor en conjunción con el ECM se emplea para controlar electrónicamente la relación aire/combustible.

Esta característica permite un control muy preciso de los humos, lo cual no es posible en motores con regulador mecánico.

Usando le herramienta de servicio se puede leer la señal de presión del sensor.

COMPONENTES

15

El Sensor de presión Atmosférica (1), esta instalado sobre el adaptador de Grupo de Bomba de suministro Hidráulico y esta comunicado con la atmósfera, este sensor tiene varias funciones que se describirán mas adelante.

Brevemente, el sensor realiza las siguientes funciones:

Medición de la Presión Ambiental, para realizar compensaciones automáticas por altitud y por restricción del filtro de aire.

Medición de la Presión Absoluta, para el control de la relación aire/combustible, ET, y el calculo de la presión manométrica visualizarle en el panel del Sistema de Monitoreo Caterpillar (CMS).

.

3

4 1

2

El Sensor de Temperatura de Combustible (2), se emplea para realizar una compensación automática por temperatura.

Los Sensores de Velocidad / avance Primario (3) y Secundario (4), están situados en la parte trasera y superior de la carcaza de la distribución

COMPONENTES

16

Son varios los componentes montados sobre el grupo de bomba de suministro hidráulico. La Tubería de Alimentación de Aceite (1) desde la galería del motor, es una tubería de gran diámetro para una entrega máxima mientras el motor funciona frió. La bomba hidráulica depende de la bomba de lubricación durante la primera etapa de incremento de presión.

El Conjunto Compensador (2) esta montado en la parte trasera de la bomba. Debajo se encuentra de Válvula de Control de la Bomba (3). Esta válvula puede ser citada también como “válvula de control de presión de inyección”. La válvula controla el ángulo del plato de la bomba, lo cual hace variar el caudal de salida de la misma.

La Bomba de Transferencia de Combustible (4) esta montada en la parte trasera inferior del Grupo de Bomba de suministro Hidráulico y esta accionada por la propia bomba hidráulica.

1 2

34

COMPONENTES

17

Montada en el interior del cráter esta la Bomba de Aceite de Lubricación. Esta bomba proporciona aceite a la galería de lubricación del motor a una presión de aproximadamente 400 kPa (65 psi).

.

Este aceite se emplea también para alimentar a la bomba hidráulica para la actuación de los inyectores. Por esta razón la bomba de lubricación de los motores HEUI, tiene un tamaño mayor que en los motores anteriores para acomodarse a la mayor demanda, es decir, la lubricación del motor y el sistema de actuación de los inyectores

18

El Sensor de Calibración del Tiempo / Avance se instalará cuando se requiera, en la carcaza del volante.

Este sensor (captador magnético), se instala en el orificio reservado para el perno de calado (perno que se utiliza normalmente para posicionar el cigüeñal de forma que el pistón No 1 se sitúe en el punto muerto superior).

.

NOTA: En algunas aplicaciones, p.ej. Tractores de cadenas donde la accesibilidad es limitada, este sensor puede estar instalado permanentemente

COMPONENTES

19

COMPONENTESEl Separador de Agua (1), tiene a su vez la función de Filtro Primario de Combustible y es una parte importante del sistema.

Al igual que en cualquier sistema de combustible a alta presión, con presiones de trabajo de hasta 150.000 kPa (22000 psi), las cualidades del combustible son muy importantes. El agua en el combustible produce corrosión en émbolos y camisas de inyector. Y la suciedad puede producir un desgaste muy rápido en los mismos componentes. El separador de agua contiene un filtro de 30 micrones (1 micrón = 0,001mm). El Bombin de cebado esta montado en la base del filtro.

Por la razón anterior, se debe montar en el sistema un Filtro Secundario de dos micrones(2). La holgura entre él embolo y su camisa es de 5 micrones (0,005 mm). De esta forma el material abrasivo de 3 a 8 micrones que provoca desgaste prematuro quedara fuera del sistema.

Se debe dar mantenimiento diario al separador de agua y sustituirse con un nuevo elemento cada 500 horas.

1

2

20

DIAGRAMA DE COMPONENTES

Este esquema identifica los componentes externos instalados en los motores HEUI (lado izquierdo).

Los componentes mostrados a la izquierda del diagrama están montados en el motor y los situados a la derecha, lo están sobre la Maquina.

Observe que el sensor de presión de entrada al turbo esta situado sobre la Maquina

21

SISTEMAS DE CONTROL ELECTRONICO

22

A partir de este punto se explicara el control Electrónico que incluye los siguientes componentes:

ECM

Modulo de Personalidad

Solenoide de inyector

Bomba electrónico

Rueda de avance.

También se trataran los siguientes subsistemas y procedimientos relacionados

Control de avance.

Control de gasto de combustible

Control de velocidad.

Modo Frio.

Calibración de avance.

SISTEMA DE CONTROL ELECTRONICO

23

El ECM esta sellado excepto para acceder al modulo de personalidad que contiene grabados los mapas de rendimiento del motor conformando el software del microprocesador. Este ECM es de segunda generación denominándose normalmente ADEM II (Advanced Diesel Engine Mangement Systems- Sistema de Control Avanzado de Motores diesel).

Este ECM se emplea en todas las aplicaciones de motores 3408E y 3412E. El ECM puede cambiarse de una aplicación a otra, sin embargo, se requiere una palabra clave (password) para activarlo cuando se le instala la nueva configuración (software).

El Modulo de control Electrónico (ECM) funciona como un regulador en el sistema de combustible computerizado. El ECM recibe las señales de todos los sensores y energiza los solenoides de inyector controlando a su vez el avance y la velocidad del motor.

NOTA: El ECM tiene un excelente registro en cuando s su fiabilidad. Por ello, cualquier problema en el sistema estará probablemente en los conectores o el cableado. En definitiva en una localización de averías, el ECM será el ultimo elemento a considerar.


24

En este momento, se pueden utilizar dos métodos par actualizar el software:

• Programando Flash: Reprogramación electrónica de la información contenida en él modulo (su software). Este método debe ser el preferido.

• Sacar y reemplazar él modulo. Este método deberá usarse si no fuera posible reprogramar él modulo.

Este acción no es una tarea y deberá ejecutarse por razón de actualización del producto, una mejora de características y cualidades de cara al funcionamiento y rendimiento o para solucionar un problema.

NOTA: El ECM es un elemento sellado que no necesita ningún tipo de mantenimiento o ajuste. Él módulo de personalidad esta en su interior y es la única razón para entrar en su interior, lo cual podrá ser necesario únicamente en el caso de montar un nuevo ECM o para la actualización del software si no fuera reprogramarle.

El Modulo de Personalidad (se muestra sacado del ECM) contiene el software (soporte lógico, programas….) con toda la información sobre reglajes de combustible (potencia, par y relación aire/combustible a cualquier régimen) lo cual determine como ha de funcionar el motor. El Modulo esta instala en la cara inferior del ECM y se accede a él quitando una tapa.


25

INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE.

En los 3400 HEUI, los inyectores son similares eléctricamente a los de los 3500 MEUI. El inyector esta controlado eléctricamente por el ECM pero actuado hidráulicamente. La señal enviada por el ECM controla la apertura y cierre de la electro válvula. La electro válvula controla el flujo de aceite hidráulico a alta presión hacia el inyector. Este sistema permite al ECM controlar la cantidad de combustible, el avance y la presión de inyección (presión de bomba hidráulica).

ADVERTENCIA:

El solenoide del inyector trabaja can 105 voltios de CC, mantenga despejada la zona próxima al inyector cuando el motor esta funcionando para evitar descargas eléctricas.


26

PRUEBAS ELECTRICAS AL SISTEMA DE INYECCION

27

Se pueden realizar tres pruebas para determinar que inyector o cilindro tiene un mal funcionamiento:

PRUEBA DE SOLENOIDES DE LOS INYECTORES : Esta prueba se ejecuta con el motor parado. Los solenoides se comprueban automáticamente usando la herramienta ET, en “Prueba de Solenoides de inyector”. Esta función1 prueba individualmente cada solenoide en secuencia, indicando si existe corto, circuito abierto o no hay problema.

CORTE DE CILINDROS (PRUEBA MANUAL) : Esta prueba se hace con el motor funcionando a cualquier velocidad.

La señal de 105 V se puede cortar individualmente como ayuda para la localización de averías o problemas de fallo de encendido ya sea por el inyector como por el cilindro.

PRUEBA AUTOMATICA DEL INYECTOR : Esta prueba se realiza empleando el ET con el motor funcionando a cualquier velocidad. Esta prueba hace una evaluación comparativa de todos los inyectores y da unos en forma numérica. La prueba permite una evaluación sobre motor de todos los inyectores (esta prueba no se puede realizar empleando la herramienta ECAP ).

Una prueba satisfactoria de todos los inyectores es aquella en la que no aparezca ningún mensaje de diagnostico, indicando que el problema será de tipo mecánico.

PRUEBAS ELECTRICAS AL SISTEMA DE INYECCION

28

LOS ESTUDIANTES DESARROLLAN EL LABORATORIO “C”


29

Este esquema muestra la lógica del control de avance dentro del ECM.

La velocidad del motor, la cantidad de combustible (relación a la carga), y la temperatura del aceite hidráulico, son señales que recibe el control de avance. La temperatura del aceite hidráulico determina se debe o no activarse el Modo Frío. Estas señales de forma combinada, determinan el inicio de la inyección.

El control de avance determina el avance optimo en cualquier condición. Los beneficios de un control de avance eficiente son:

• Pocas partículas y emisiones bajas.

• Mejora del consumo mientras se mantiene el redimiendo.

• Mayor larga vida del motor.

• Mejor arranque en frío.

SISTEMA DE CONTROL DE LA INYECCCIÓN DE COMBUSTIBLE.

31

El control de cantidad de combustible tiene cuatro entradas:

• Velocidad del Motor

• Presión de actuación de inyector (hidráulica).

• Posición del acelerador.

• Presión de turbo.

Estas señales se reciben en la parte de regulador electrónico del ECM. El regulador envía entonces la señal de combustible deseado (actuación del solenoide del inyector) al control de inyección y al control de actuación de los inyectores (control en la bomba hidráulica). La lógica de este control de cantidad de combustible también recibe señales del control de relación aire-combustible y par.

Hay tres variables que determinan la cantidad de combustible y el avance:

• El inicio de la inyección esta determinado por el avance

• La duración de inyección y la presión de actuación (hidráulica), determinan la cantidad de combustible inyectado.

32

Hay dos sensores instalados uno llamado primario y un secundario. Estos sensores abocan tres funciones en el sistema:

• Medida de velocidad del motor

• Medida del avance del motor

• Localización de PMS (TDC), de los cilindros.

Los sensores de velocidad/avance están montados en la parte trasera de la envolvente de la rueda de avance, en su parte baja. Durante su instalación sé auto ajustan, no dejando por tanto, luz alguna entre ellos y la rueda de avance.

Antes de instalarlos se debe extraer el extremo cantor. Al roscar el sensor en su ubicación y después de llegar a hacer contacto con el diente de la rueda de avance, se va retrayendo hasta que el sensor no entre más. Este contacto es solo momentáneo pues durante el funcionamiento la holgura es cero.

33

LOS ESTUDIANTES DESARROLLAN EN LA MAQUINA EL LABORATORIO “F”......PENDIENTE..!!!!


34

COMPONENTES ELECTRICO / ELECTRONICOS

35

El sensor de velocidad/avance Primario (lado derecho del motor), mide la velocidad para el control de la misma y detecta la posición del cigüeñal para el control de avance e identifica las cilindros.

El sensor de velocidad/avance secundario (lado izquierdo del motor), permite continuar el funcionamiento. Un fallo del sensor primario hace que el ECM cambie automáticamente al sensor secundario. Se encenderá una lámpara de aviso.

El ECM proporciona una alimentación de 12.5 volts. a ambos sensores.

Los terminales A y B de sus conectores son comunes a ambos sensores. Los terminales C transportan al ECM las señales generadas separadamente por cada sensor.

NOTA: Los sensor de velocidad/avance tiene su alimentación especifica y no debe usarse cualquier en su lugar.

SENSORES DE VELOCIDAD Y TIEMPO

36

La rueda de avance es una parte integral de la distribución para el accionamiento de la bomba. Se emplean marcas de calado para posicionar correctamente la rueda en relación con el cigüeñal. Esta rueda es común para los motores 3408E y 3412E.

La rueda tiene 24 dientes. 23 son grandes con pequeños espacios entre ellos en una relación 80/20. El otro diente y el espacio tienen la misma dimensión, en relación 50/50. Esta disposición la emplea el ECM para localizar el PMS.

NOTA: El extremo captor del sensor debe instalarse con relación al diente y no al vano. Su instalación incorrecta la destruiría.

RUEDA DE AVANCE / TIEMPO

37

.El sensor de velocidad / avance secundario, funciona de la misma forma que el primario. Este sensor se usa cuando se interrumpe la señal del primario o se distorsiona. La selección del sensor secundario la hace el ECM de forma automática cuando se dan las condiciones anteriores.

Si entra en operación continuara hasta el motor pare. Cuando vuelva a arrancar, el ECM volverá a seleccionar el sensor primario.

Los sensores de velocidad/avance están posicionados verticalmente sobre los dientes de la rueda de avance, es decir, perpendicularmente al plano de la rueda.

La señal generada de salida es una señal modulada en anchura de pulsación (PWM) para el control de avance y de forma combinada una señal modulada en frecuencia para el control de velocidad

A menos que el motor inicie un nuevo arranque, el ECM no cambiara de secundario a primario. Esta característica evita el constante intercambio de sensores cuando se produce un fallo intermitente.

NOTA: En la sección de sensores y sistemas se describirá la señal PWM.

PWM: Pulse Width Modulated.

RUEDA DE AVANCE / TIEMPO

38

El sensor de velocidad/avance utiliza la rueda de avance con la disposición de dientes como se muestra para determinar:

• El punto muerto superior del cilindro No 1 ( una vez localizado, podrá determinar la posición de los demás.

• La velocidad del motor.

La secuencia de señales mostradas en la segunda columna (ciclo de trabajo), es analizada por el ECM. Hasta aquí, no inyecta combustible mientras no se cumplan ciertas condiciones.

Tal como sucede en los motores EUI, este motor no tiene dispuestos los dientes para impedir la rotación inversa. La bomba hidráulica no desarrollara presión se el motor inicia el giro en sentido contrario y por consiguiente los inyectores no inyectaran. Por lo anterior estos motores no pueden funcionar al revés.

RUEDA DE AVACE Y TIEMPO

39

Durante el arranque, el sensor detecta los pulsos creados por el paso de los dientes e identifica la secuencia como se muestra. Después de una revolución completa, el control puede reconocer la localización del PMS (TDC), a partir del patrón de la ilustración.

Durante el volteo no se inyecta combustible hasta que:

• La rueda de avance a completado una revolución completa.

• Se ha identificado el PMS de todos los cilindros.

Una vez que el sensor ha captado las señales necesarias, el ECM esta listo para iniciar la inyección (siempre que este disponible la presión hidráulica necesaria).

NOTA: Los puntos de referencia en la ilustración anterior son posiciones de la rueda de avance desde las cuales el control gradúa el punto de inyección y sitúa el PMS.

RUEDA DE AVACE Y TIEMPO

40

Durante el funcionamiento normal, el ECM puede determinar el avance a partir del punto de referencia en secuencia para cada cilindro. El punto de referencia queda memorizado en el ECM depuse de realizar la calibración.

La puesta a punto de la inyección se realiza conectando un sensor magnético sobre el conector dispuesto para ello en el cableado del motor y activando la secuencia de “calibración” con la herramienta de servicio ET. Automáticamente el ECM eleva la velocidad del motor (para hqacer una lectura más segura) a 800 rpm y compara la lectura actual con la que tenia guardada y memoriza el defase en su memoria EEPROM (memoria de Solo Lectura Eléctricamente Programable y Borrable).

.

NOTA: El rango de desfase en la calibración es de 10 grados de giro del cigüeñal. Si se excede este rango, el desfase se auto ajusta a cero (no-calibración) y se genera un código de diagnostico

41

El sensor de velocidad/avance utiliza una rueda instalada en la distribución para obtener una referencia de calado. Esta calibración mejora la seguridad de la inyección al corregir las pequeñas tolerancias entre todos los engranajes de distribución.

Durante la calibración, el desfase se memoriza en él modulo de control EEPROM (memoria de solo lectura eléctricamente programable y borrable). El desfase en la calibración esta limitado a = 10° de giro del cigüeñal. Si el calado esta fuera de rango, la calibración se interrumpe. Permanecerá el valor memorizado previamente y se generara un código de diagnostico.

La calibración debe ejecutarse depuse de alguno de los siguientes sucesos:

• Reemplazo del ECM

• Reemplazo del sensor de velocidad/avance.

• Reemplazo de rueda de avance.

CALIBRACION DEL TIEMPO

42

Esta ilustración muestra como aumento la corriente inicial en la bobina de la electro válvula para tirar de esta. Después, la corriente se mantiene mediante la aplicación modulada (pulsante) de 105 Voltios. El final de la inyección tiene lugar cuando se corta la alimentación de corriente y cae la presión hidráulica. Al mismo tiempo la presión de combustible cae rápidamente en el inyector.

La forma de onda de corriente se puede visualizar utilizando un multi-metro digital 9U7330 0 equivalente.

43

Este diagrama muestra como abre la electro válvula justo después de que el ECM energiza su solenoide. La válvula (de asiento cónico) permite que el aceite hidráulico actúe sobre un pistón que a su vez empuja el embolo del inyector.

44

El sensor de calibración de avance (captador magnético), se instala en la carcaza del volante durante la calibración. El conector se localiza sobre o junto al ECM. En algunas maquinas p.ej. D9R/D10R, el sensor esta permanentemente instalado.

Usando la herramienta de servicio ET, la calibración se realiza automáticamente cuando se selecciona la pantalla adecuada.

La calibración se realiza a 800 r.p.m. para evitar inestabilidad y eliminar la holgura entre dientes entre los engranajes de la distribución durante el proceso.

SENSOR DE CALIBRACION DEL TIEMPO

45

El circuito tiene lugar como se muestra :

• El ECM inicia la señal al inyector para comenzar la inyección

• El Solenoide tira de la válvula de asiento cónico y la abre.

• Aumenta el rango (presión) inyector.

46

LOS ESTUDIANTES DESARROLLAN EL LABORATORIO “G”

47LIMITES DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE

48

De la misma forma que los motores MUI tienen limites para determinar la máxima entrega de combustible a plena carga, par máximo y velocidad, los sistemas HEUI tienen limites electrónicos para proteger al motor. Estas limites son:

Máxima potencia

Limite de par (determina las características de incremento de par).

Control de la relación aire/combustible (limita el Combustible hasta que haya presión de turbo suficiente).

Limite en modo frío (limita el combustible con el motor frío para controlar los humos blancos).

Límite en volteo (limita el combustible durante el arranque).

Hay un temporizado de retardo durante el arranque que mantiene el motor a relenti durante 2 seg. o hasta que la presión sube a 140 kPa (20 psi).

Los Dumpers tienen un sistema mediante el cual aumenta la potencia solamente en transmisión directa. Este sistema protege el tren de fuerza de par excesivo a bajas velocidades.

Los Dumpers tienen también una característica programable con la herramienta de servicio ET, mediante la cual se pueden bajar los puntos de cambios y limitar el combustible para mejorar su consumo y adaptarse a los requerimientos del cliente.

LIMITES DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE

49

El sistema de combustible HEUI esta diseñado para modificar características operacionales del motor mientras este funcionando frío. Esta modificación se hace para proteger el medio ambiente,

el motor, y mejorar su funcionamiento.

MODO FRIO DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE

50

Como el sistema limita el combustible en cualquier condición, los derateos forman parte integral del mismo para protección del motor. Estos derateos se trataran individualmente, pero resumidamente son:

Compensación automática por altitud (derateo por altitud).

Compensación automática por filtro (si esta instalado, derateo por restricción del filtro de aire).

Advertencia de motor derateo (por baja presión de aceite y alta temperatura de agua; no se instala en todas las aplicaciones).

Si se perdiera la señal del sensor de salida de turbo, el ECM interpretara que la presión es cero. Aunque no sea

estrictamente un derateo, la potencia del motor se reduce en un 50 a 60 %.

Compensación por temperatura de combustible (compensa hasta un 5% por la perdida de potencia causada por el

combustible caliente).

DERATEO DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE

51

SISTEMA DE INYECCION

52

A continuación se describirán los principios de funcionamiento del sistema HEUI usados en los motores 3408E y 3412E.

CODIGO PARA INTERPRETACION:

Circuitos de lubricación e hidráulico

Trama oscura = Alta presión de aceite

Trama a rayas = Presión reducida

Trama clara = Presión de lubricación, succión o retorno

Circuitos de combustible.

Trama oscura = Alta presión de combustible

Trama a rayas = Presión de bomba de transferencia

Trama Clara = Succión o retorno


54

La actuación del sistema de inyección de combustible esta acompañado del uso de la hidráulica en lugar de la actuación convencional comúnmente empleada en otras sistemas de combustible.

La actuación hidráulica ofrece varias ventajas en comparación con la mecánica, incluyendo la posibilidad de hacer independiente la presión de inyección de la velocidad del motor. Esta capacidad es especialmente ventajosa en muchos aspectos como, respuesta transitoria del motor, arranque en frío, y control de emisiones y ruidos.


55

1

2

4

5

3

Los circuitos hidráulicos y de alimentación de combustible el los 3400 HEUI contienen los siguientes componentes:

Grupo de bomba de alimentación hidráulica (1), Conteniendo:

Bomba Hidráulica

Bomba de transferencia de combustible

Válvula de control de la bomba.

Modulo de control electrónico (ECM) (2)

Sensores electrónicos (3 y 4)

Temperatura hidráulica

Presión hidráulica

Inyectores (5)

COMPONENTES DEL SISTEMA

56

12

4

Estos son los componentes integrados en el grupo de bomba de suministro hidráulico.

Bomba hidráulica (1)

Válvula de control de la bomba (2-3)

Bomba de transferencia (4)

Consta de tres circuitos de fluidos: Baja presión de aceite, alta presión de aceite (hidráulico) y baja presión de combustible.

Este grupo de bomba esta situado en la “V” del motor, en la misma posición que la bomba inyectora en los modelos anteriores.

3

COMPONENTES DE LA BOMBA

57

En los motores con sistema HEUI, la bomba de lubricación cumple dos funciones:

- Proporciona lubricación al motor.

- Proporciona alimentación de aceite a baja presión a la bomba hidráulica del sistema HEUI.

Se ha instalado una bomba de lubricación de mayor tamaño para proporcionar el incremento de flujo necesario.

La bomba hidráulica tiene un deposito de aceite para arranque en frío. Este deposito evita que la bomba hidráulica cavite en el inicio de arranque hasta que la bomba de lubricación puede suministrar la presión de alimentación necesaria.

Hay un sensor de presión y otro de temperatura de aceite instalado en él deposito para arranque en frío, el primero esta situado justo a la entrada de la bomba hidráulica. El sensor detecta la presión de lubricación. El sensor de temperatura detecta la temperatura hidráulica, y se usa con este propósito.

FUNCIONAMIENTO

58

Durante las condiciones normales de funcionamiento, el aceite se presuriza entre 5000 y 21500 kPa (725 y 3100 psi) mediante la bomba hidráulica de alta presión al objeto de actuar los inyectores. El nivel de presión hidráulica lo controla el ECM regulando la señal enviada a la válvula de control de la bomba para aumentar la carrera de la misma.

Mientras funciona el motor, la presión hidráulica esta disponible para los inyectores en todo momento.

El aceite que sale de la bomba de alta presión, entra en dos pasajes de suministro.

Las válvulas de retención de flujo inverso se emplean para impedir golpes de aceite entre los pasajes de aceite entre bancadas. Los pasajes de aceite están conectados hidráulicamente con los inyectores a través de tubos puente. E aceite ya utilizado por los inyectores se descarga a drenaje por debajo de la tapa de válvulas yendo al catar a través de las varillas de empuje de los balancines

59

La bomba de engranajes para la transferencia de combustible, toma este del tanque a través de un separador de agua y el Bombin de cebado. El combustible va al Modulo de Control Electrónico (ECM), pasa por un serpentín en su interior al objeto de refrigerando y continua hacia el filtro secundario.

A continuación el combustible entra en una galería de baja presión localizada en cada múltiple de fluidos situado encima de las culatas. El exceso de combustible que no se inyecta, sale de cada múltiple y se combina en una línea que va a una válvula de control de presión ajustada para abrir entre 310 y 415 kPa (45 y 60 psi). El exceso de combustible retorna al tanque.

La relación entre el combustible quemado y el que retorna al tanque es de 1:3 aproximadamente. El exceso de combustible es necesario para refrigerar el inyector.

Hay un sensor de temperatura de combustible instalado en la línea de suministro que informa al ECM para que este compense las perdidas de potencia causadas por las variaciones de temperatura.

60

Desde una galería se suministra a cada inyector, aceite hidráulico a alta presión a través de tubos puentes individuales.

El combustible le llega por una galería de baje presión en el múltiple de fluidos.

Las juntas hidráulicas tóricas son sellos especiales de “Viton”, empeándose entre el inyector y el múltiple de fluidos.

FUNCIONAMIENTO DEL INYECTOR

61

El combustible a baja presión, le llega a cada inyector a través de un orificio situado en el múltiple de fluidos.

El Combustible que rodea al inyector esta aislado de la cámara de combustión y de la cámara existente debajo de la tapa de válvulas mediante dos retenes superior e inferior situados entre el inyector y el adaptador para el inyector mismo.

Los gases de combustión no pueden pasar al inyector gracias al contacto metal a metal entre el adaptador del inyector en la culata y el inyector mismo.

El adaptador del inyector esta roscado a la culata. En el cuello roscado inferior del adaptador va situado una junta de metal para evitar fugas de circuito de refrigeración a la cámara de combustión.

62

1

2

3

Los siguientes pasajes, están situados en el múltiple de fluidos:

- Suministro Hidráulico (1).

- Suministro de Lubricación (2).

- Suministro de combustible (3).

El múltiple de suministro de fluidos esta situado encima de la culata y a través del tubo puente individual pasa el aceite a presión a cada inyector.

El Combustible a baja presión y el aceite de lubricación van también a través del múltiple de fluidos.

63

En este vista en corte se pueden ver los diferentes pasajes del Múltiple de fluidos.

- Pasaje de alta presión hidráulica.

- Pasaje de suministro de combustible a baja presión.

- Pasaje de aceite de lubricación

El combustible entra por la parte delantera del múltiple y sale por la parte trasera. La refrigeración de los inyectores se consigue haciendo circular alrededor de los mismos, una cantidad de combustible mucho mayor que el necesario para la combustión, retornando el exceso al deposito.

Inicialmente, el combustible circula por parte exterior del adaptador del inyector quedando retenido entre este y el múltiple de fluidos por los retenes superior e inferior.

64

El Tubo Puente (1) y el Adaptador (2), dirigen el aceite hidráulico desde el pasaje de alta presión en el múltiple de fluidos al inyector.

Se requiere un procedimiento especifico para él apriete de los seis tornillos que fijan ambos elementos y que debe seguirse cuando se montan. El procedimiento se tratara mas adelante.

NOTA:

No seguir el procedimiento de apriete correcto puede resultar en reclamaciones por baja potencia causadas por fugas hidráulicas internas. Además, un apriete inadecuado puede producir tensiones internas en el inyector que pueden disminuir su rendimiento y acortar su vida.

1

2

65

La cantidad de combustible inyectado se controla variando el tiempo en el que el inyector esta energizado. Este periodo de tiempo ó “ duracion de la inyeccion”, lo calcula el ECM para asegurar la entrega de combustible correcta. El ECM recibe señales de entrada que afectan al calculo en todo momento, entre las que se incluyen : Presion Hdraulica, temperatura del aceite, y los mapas caracteristicos de rendimiento del inyector. La onda de corriente aplicada tiene dos niveles :

1.- Una alta corriente inicial para crear un campo magnetico intenso capaz de atraer la armadura y separar la válvula de su asiento contra la fuerza del muelle.

2.- Una corriente de mantenimiento de menor valor que la anteriror pero capaz de mantener la válvula fuera de sus asiento. La menor corriente reduce el calor en el solenoide y alarga su vida.

Los Mapas de rendimiento del inyector, guardados en la memoria del ECM, establecen la inyeccion de combustible como una función en cada instante de la presión y la temperatura de aceite, sin ser estas las únicas entradas que afectan el calculo.

CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO

66

Cuando el ECM energiza el solenoide, la válvula se separa de su asiento. Entonces, comienza el accionamiento del inyector para iniciar la inyección. La inyección termina cuando la activación cae a cero. Por lo tanto:

• El avance a la inyección es una función del inicio de la misma.

• La cantidad de combustible inyectado es una función de:

............ La duración de la inyección.

............ La presión hidráulica de actuación.


67

El ECM envía una alta corriente al solenoide para crear un campo magnético potente, lo que es necesario para crear la máxima fuerza de tiro sobre la armadura que estos instantes iniciales se encuentra a su mayor distancia del solenoide.

La válvula se mantiene normalmente en su asiento debido a su muelle. La alta corriente al solenoide, atrae la armadura contra la fuerza del muelle con lo que, separa la válvula de su asiento izquierdo (abre entrada) y se pega a su asiento derecho (cierra descarga). A continuación, el ECM reduce la corriente a un nivel inferior para mantener la válvula en esa posición

La inyección se inicia en el momento que se cierra la vía de descarga (drenaje) y la presión de aceite empuja hacia abajo al pistón y este a su ves al embolo. Durante el movimiento descendente él embolo presuriza el combustible a aproximadamente 31000 kPa(4500psi) lo cual levante la válvula de aguja de la tobera para proyectar el combustible pulverizado dentro del cilindro. El momento en el cual sale el combustible por la punta se conoce con el nombre de “inicio de inyección”. La rapidez con que se produce la inyección esta controlada por la presión hidráulica. Presiones hidráulicas altas hacen que el pistón y él embolo se desplacen mas deprisa, lo que impulsa un mayor caudal por la punta de la tobera.

Cuando el ECM determina el final de la inyección, corta la corriente de mantenimiento al solenoide con lo que el campo magnético cae. El muelle de la válvula desplaza esta de forma que abre la descarga a drenaje y cierra la entrada de aceite hidráulico. El pistón y él embolo retornan s su posición original y el cilindro se vuelve a llenar de combustible para la próxima inyección.

La válvula de aguja cierra cuando la presión cae por debajo del embolo y de la punta a 21000 kPa 83000psi), quedando retenida esta presión para el próximo ciclo.


68

Los inyectores unitarios 3408E/3412E se han diseñado para un puesto tecnológico de vanguardia. En esta sección describiremos sus componentes y su funcionamiento:

Esta imagen muestra una vista en corte del inyector y el adaptador para su instalación en la culata. Observe los componentes principales:

* Grupo de cuerpo de válvula can solenoide y válvula de asientos cónicos.

* Grupo de cilindro con pistón y embolo.

* Grupo de tobera.

El adaptador del inyector tiene cuatro ranuras de sellado. Las dos superiores contienen los retenes que retienen el combustible en el múltiple de fluidos.

Los dos retenes inferiores impiden que el refrigerante pudiera llegar a la parte superior de la culata. En el cuello inferior de adaptador hay también una arandela de metal que hace de sello para impedir que el refrigerante pueda entrar en la cámara de combustión.

COMPONENTES DEL INYECTOR

69

Esta vista y las que siguen muestran la lumbrera de descarga (drenaje) orientada hacia abajo. Este hecho es una modificación del diseño inicial en el que estaba orientada hacia arriba. Estos inyectores son intercambiables. Sin embargo los inyectores más modernos tienen una menor tendencia a descargar vapor de aceite por el respiradero.

Iremos describiendo en detalle los tres grupos básicos que componen el inyector:

* Grupo de cuerpo de válvula.

* Grupo de cilindro.

* Grupo de tobera.

70

El inyector HEUI ha sido diseñado can un mínimo de componentes. Contiene 35 partes ó referencias.

Este despiece muestra todos los componentes como sigue:

El grupo de cuerpo de válvula conteniendo el solenoide, la armadura y la válvula de asientos cónicos. Este conjunto dirige el aceite hidráulico al pistón para que este a su vez mueva él embolo.

El Grupo de Cilindro can él embolo que presuriza el combustible.

El grupo de Tobera con la caja, la punta y la válvula de retención.

NOTA: No se sirven partes individuales del inyector. Dado el montaje de alta precisión, el sustituir piezas individuales puede llevar aparejado una perdida de rendimiento o avería del inyector.

71

Aquí pueden ver los componentes principales de los tres grupos básicos tratados previamente.

El cuerpo de válvula tiene tres partes (cuerpo, adaptador y espaciador) que se encuentran montadas con gran precisión. Cualquier daño en el cuerpo durante el montaje o desmontaje del inyector podrá causar el fallo de este.

NOTA: Se deben usar siempre los procedimientos y herramientas especificados en el manual de servicio. No se debe hacer palanca debajo del cuerpo pues puede producir deformación en la válvula y por consiguiente avería del inyector.

72

Se deben seguir los procedimientos correctos para desmontar y montar el inyector para evitar causarle deformación y fugas en las zonas de unión. Las superficies de contacto entre el tubo puente, adaptador e inyector deben estar bien alineadas antes de aplicar el par de apriete final.

MONTAJE Y DESMONTAJE DEL INYECTOR

73

Cuando el solenoide esta desenergizado, la válvula se mantiene contra su asiento izquierdo empujada por el muelle. La válvula se mantiene unida a la armadura mediante un tornillo. En esta situación, el aceite a alta presión no puede llegar al inyector. A si mismo, la válvula esta despegada de su asiento derecho, lo que comunica la cavidad superior del pistón can la atmósfera (cámara de balancines):

Sobre la base de las señales que el ECM recibe de varios sensores, calcula la cantidad de avance y de combustible que debe introducir el inyector en la cámara de combustión. En el momento adecuado, el ECM envía una corriente eléctrica al solenoide del inyector.

El solenoide desarrolla una fuerza de atracción magnética que atrae la armadura y de la válvula haciéndola cambiar de posición. La válvula a de moverse contra la fuerza del muelle, se despega de su asiento izquierdo y cierra el derecho (drenaje). La presión hidráulica puede pasar desde el múltiple de fluidos por el tubo puente, a través de la válvula, a la parte superior del pistón.

SECUENCIA DE INYECCIÓN.

74

El flujo de aceite que pasa a través de la válvula hace que el pistón y él embolo se muevan hacia abajo. El movimiento del embolo presuriza el combustible atrapado entre el y la válvula de aguja de la tobera.

NOTA: El pistón tiene casi siete veces la superficie del embolo,. Cuando el circuito hidráulico suministra una presión de 21000 kPa (3000 psi), la presión generada debajo del embolo será aproximadamente de 145000 kPa(21000 psi).

75

Cuando la presión supera los 31000 kPa (4500 psi), la válvula de aguja de la tobera se despega de su asiento dejando fluir el combustible por sus orificio al interior de la cámara de combustión. Al final de la inyección la válvula de aguja cierra a 21000 kPa (3000 psi).

La válvula de retención de flujo inverso se emplea para evitar que los gases de combustión puedan acceder al interior de la tobera.

La tobera es muy similar a lo de los inyectores EUI. Tiene seis orificios con un diámetro de 0,252 mm (.010 in), dispuestos para proyectar el combustible can un ángulo de 140 grados.

76

El final de la inyección esta acompañado por el corte de la alimentación del ECM al solenoide del inyector. El resultado es la perdida de fuerza magnética sobre la armadura, lo cual permite a muelle desplazar la válvula dejando abierto la lumbrera de drenaje.

La válvula descansa en la lumbrera de entrada bloqueando el paso de aceite hidráulico y simultáneamente se despega del asiento de la lumbrera de descarga. Esta acción permite que drene el aceite existente encima del pistón hacia la cámara de balancines.

77

Al abrirse la comunicación con el drenaje, el pistón y él embolo se desplazan hacia arriba empujados por la fuerza del muelle hasta que él pistón haga contacto can el cuerpo de válvula.

La retracción del embolo hace disminuir la presión de combustible debajo de este, lo cual permite a la válvula de aguja de tobera cerrar en cuando la presión cae por debajo de su presión de cierre que es aproximadamente de 21000 kPa (3000 psi).

78

Dado que él embolo continua retrayéndose, la presión debajo de este cae a un valor menor que el de la galería de suministro. Por ello, la válvula de retensión de entrada, abre, permitiendo que pase combustible desde la galería de suministro a través de un micro filtro de laminas para rellenar el inyector para el próximo ciclo.

79

Observe la ubicación del micro filtro de laminas. Esta formado por dos superficies planes separadas unos 130 micrones (0,130 mm), aproximadamente. Estas superficies retienen y rompen aquellas partículas que por su tamaño podrían taponar los orificios de tobera.

80

El método usando para rear este régimen de inyección se conoce como PRIME, una abreviatura de Pre-injection Metering y para nosotros pre-inyección. Este sistema esta controlado básicamente por una lumbrera que limita la cantidad de combustible que se inyecta en la cámara de combustión durante el primer 25% de desplazamiento del embolo. Esta acción dosificadora reduce la cantidad de combustible entregado durante los periodos de retardo.

Otra característica empleada en los inyectores de los motores 3408E y 3412E es una disposición para realizar un régimen de inyección especial. El régimen de inyección se refiere a la forma en que se entrega el combustible para obtener los resultados deseados. Este procedimiento reduce la cantidad de combustible que se inyecta durante el tiempo de retardo de la combustión (el tiempo que transcurre entre el inicio de la inyección y el comienzo de la combustión), a niveles en los que se producen bajos niveles sonoros y bajas emisiones.

81

Aquí podemos ver la forma de pre-inyección:

* la presión de inyección comienza a subir y provoca el movimiento inicial del embolo.

* cuando el rebaje del embolo se enfrenta a la lumbrera de descarga en cuerpo del inyector, el combustible se escape haciendo que la presión caiga a un valor inferior al de cierre de la tobera. En este momento y momentáneamente el flujo por la tobera disminuye.

* Cuando en el movimiento de descenso del embolo, el rebaje sobrepasa la lumbrera de descarga, de nuevo vuelve a subir la presión haciendo que este finalice su ciclo.

Esta característica reduce las emisiones, el humo y los ruidos. También proporciona una combustión más suave y reduce el desgaste él los componentes de cilindro.

82

Durante el ciclo normal de inyección, la presión de aceite sobre el pistón puede subir hasta 22800 kPa (3300 psi). Hay un reten montado en el pistón para minimizar las fugas a través de él.

Un poco de aceite que es necesario para la lubricación, puede sobrepasar él reten y situarse por debajo del pistón. También, una pequeña cantidad de combustible podría escaparse entre él embolo y el cilindro y situarse debajo del pistón.

Si no se drenaran los fluidos acumulados debajo del pistón se podría llagar a un bloqueo hidráulico. Cuando el pistón se mueve hacia abajo, estos fluidos se van por la válvula de retención para venteo hacia el lado de entrada de combustible a baja presión. Cuando el embolo y el pistón se desplazan hacia arriba, la válvula de retención cierra.

83

La válvula de retensión de flujo inverso, evita que los gases de combustión fluyen hacia el inyector a través de la tobera.

La válvula de retensión de la tobera, controla la presión de apertura para evitar que fluya combustible por la punta sin que exista suficiente presión para elevarla de su asiento.

El inyector contiene válvulas de retención. Tres instaladas en el grupo de cilindro y una en el grupo de tobera.

La válvula de retensión de entrada permite el llenado de combustible del cilindro por debajo del embolo y cierra en el momento que este ultimo se mueve hacia abajo.

La válvula de retensión de venteo, drena los fluidos que se acumulan debajo del pistón.

84

SISTEMA HIDRAULICO HEUI

85

La presión hidráulica deseada puede controlarse independientemente de la velocidad del motor.

El combustible inyectado en la cámara de combustión y el momento de la inyección, es el resultado de muchas combinaciones de avance y presión hidráulica. Esta característica es muy útil cuando se afina el motor para optimizar su rendimiento, repuesta, emisiones y otros parámetros.

Estas características hacen del HEUI un sistema superior. La presión de inyección puede alcanzar su valor máximo de forma independiente a la velocidad del motor, característica que contrasta con los sistemas de bomba inyectora clásica el los que la presión es proporcional a la velocidad.

SISTEMA HIDRAULICO

86

El Grupo de bomba de alimentación hidráulica, se compone de:

• Bomba de transferencia.

• Válvulas de retención de flujo inversor.

• Válvula de control de la bomba.

• Bloque de válvula compensador

GRUPO DE BOMBA HIDRÁULICA DE ALIMENTATCIÓN.

El grupo de bomba hidráulica en los 3408E/3412E, es una bomba de caudal variable con pistones axiales similar a la utilizada por los sistemas hidráulicos de muchas maquinas. La bomba tiene un conjunto de nueve pistones giratorios y un control de desplazamiento variable. Esta accionado por la distribución del motor, gira a 1,167 veces la velocidad de este y desplaza 59 L7min. (15,5 gpm) a velocidad de régimen.

El aceite a baja presión desde la bomba de lubricación, va a el deposito para arranque en frío. El objeto de este deposito es mantener este volumen hace qu4e el tiempo de arranque se vea acortado.

Los sensores de presión de aceite de lubricación y de temperatura de aceite hidráulico se encuentran en el deposito para arranque en frío.

87

1

2

El grupo de bomba hidráulica va montado sobre el adaptador que se muestra. Su eje de accionamiento encaja en un estriada (1)

El tornillo grande (2) en la base del adaptador proporciona una alineación correcta entre este y el bloque.

Observe la ubicación del sensor de presión atmosférica (3) sobre la carcasa. Este sensor esta abierto a la atmósfera en la misma carcasa. La carcasa tiene una pequeña espuma para impedir que la suciedad entre en el.

3

ADAPTADOR DE LA

BOMBA HIDRAULICA

88

Es extremadamente importante el cebado de la bomba después de un reemplazo o reparación para evitar el sobre calentamiento de los patines deslizantes. Existe una gran probabilidad de que falle la bomba debido a falta de lubricación si no se rellena con aceite después de un cambio or reparación.

Hay dos tapones en la parte superior delantera de la bomba. El tapón de cebado es él mas retrasado y está próximo al tubo de entrada de aceite a la bomba a la carcasa de la distribución por lo que no debe emplearse para el cebado.

En el interior de la carcasa de la bomba hay un orificio de 0,5 mm (.02 in) que comunica el deposito para arranque en frío can el drenaje a través de la lumbrera de llenado. Este orificio permite un flujo continuo a la carcasa y a drenaje la carcasa para la lubricación y la refrigeración interna y desaireacion del deposito.

El procedimiento para el cebado de la bomba hidráulica es:

• Quite el tapón de la lumbrera de cebado.

• Llene el compartimiento con aceite y ponga el tapón.

• Llene el deposito can aceite si la maquina no tiene pre-lubricación.

89

La bomba de transferencia de combustible (flecha), esta accionada mediante un acoplamiento en el extremo del eje de accionamiento de la bomba hidráulica.

Esta bomba de engranajes contiene una válvula limitadora que descarga entre 620 y 760 kPa (90 y 119 psi). Esta válvula limitadora, como válvula de seguridad que es, no trabajara normalmente porque en el circuito hay una válvula de control de presión.

El combustible lo toma del tanque a través del elemento primario con funciones combinadas de filtro y separador. Pasa por el interior del ECM, continua por el filtro secundario y va a los múltiples de fluidos y los inyectores

BOMBA DE TRANSFERENCIA

90

La presión del sistema de combustible esta controlada por una válvula reguladora de presión que regula entre 310 y 415 kPa (45 a 60 psi).

La válvula esta situada después de los múltiples de fluidos e inyectores, ya en la línea de retorno al tanque.

Los tubos de retorno de ambos múltiples de fluidos confluyen en la válvula.

La presión en el circuito puede comprobarse quitando el tapón (flecha) e instalando un manómetro.

VALVULA REGULADORA

91

El depósito para arranque en frío esta situado en la parte superior del grupo de bomba hidráulica. A si mismo, situados sobre el deposito hay un sensor de presión (lubricación) y otro de temperatura hidráulico).

Cuando para el motor, a medida que el aceite hidráulico se enfría, se contrae. Este diseño rellena los múltiples a medida que disminuye el volumen de aceite que contienen mientras se enfría, depósito ayuda a purgar el circuito durante el arranque.

Las válvulas de retención de flujo evitan los golpes de ariete los múltiples y mantienen las presiones estables.

92

Aquí pueden ver la parte trasera de la bomba hidráulica con el posenfríador quitado del motor.

Las válvulas de retensión de flujo (flechas), están en la parte trasera de la bomba, a la derecha de la bomba de transferencia. Los tubos de alta presión a los múltiples de fluidos están conectados a estas válvulas.

93

La bomba hidráulica tiene dos lumbreras de salida que conectan mediante tubos de acero con los múltiples de fluidos. En cada lumbrera de salida hay una válvula de retención de flujo.

En el supuesto de un golpe de ariete que se proyectara desde los inyectores y múltiple de fluidos hacia la bomba, haría que la válvula cerrara para aislar el circuito e impedir la interferencia entre bancadas. En condiciones normales, la válvula oscila con una alta frecuencia para bloquear los picos de presión.

La válvula de retención tiene un montaje holgado sobre su eje para permitir que fluye el aceite durante el proceso de enfriamiento.

Si las válvulas de retención no estuvieran en el sistema, los golpes de ariete entre bancadas producirían un funcionamiento errático del inyector. Los golpes de ariete pueden hacer que el inyector abra prematuramente y se inicie la inyección antes de lo normal y por consiguiente aumente de avance.

94

6

5

4

3

2

1

Esta vista en corte de Grupo de Bomba de Suministro Hidráulico, muestra los siguientes componentes:

• Deposito de aceite para arranque frío (1)

• Plato inclinable (2).

• Pivote del plato inclinable (3).

• Pistón de control de la inclinación del plato (4).

• Pistón (se ve 1 de 7) de la bomba (5)

• Válvula de retención (6).

95

1

11

9

10

2

3

4

5

67

8

Observen sobre este corte el conjunto compensador y la electro válvula de control de la bomba. Los componentes se citan a continuación:

Conjunto compensador(1)

• Carrete limitador de presión(2)

• Carrete sensor de carga (3).

• Válvula de retensión (4).

• Cuerpo de Válvulas (5).

Pasajes de aceite:

• Salida de la bomba (6).

• Drenaje(7) del carrete limitador de presión.

• Al pistón de control del plato de la Bomba (8).

• Drenaje (9) de la electro válvula de control (11).

• Adaptador y arrastre (10) de la bomba de transferencia.

• Electro válvula de control de la bomba (11).

CORTE DE LA BOMBA HIDRAULICA

96

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA.Como se cito anteriormente, el grupo de bomba de suministro hidráulico combina las funciones de bomba de aceite de alta presión, bomba de transferencia de combustible y válvula de control de la bomba, en una unidad. La función de la bomba hidráulica es proporcionar el flujo de aceite necesario a la presión requerida para actuar los inyectores y el combustible a baja presión para rellenar las cámaras que los rodean, así como refrigerar el ECM.

La bomba hidráulica toma el aceite del deposito donde se encuentra a una presión de 415 kPa (60 psi) y lo eleva al valor requerido para la actuación de los inyectores. Dependiendo del régimen del motor, las condiciones de funcionamiento y sus mapas característicos, esta presión fluctúa entre 5000 y 22800 kPa (725 y 3300 psi).

97

El caudal de salida de la bomba esta controlado para mantener la presión de trabajo necesaria y el régimen de flujo requerida por los inyectores. El caudal esta regulado por el control electro-hidráulico.

El desplazamiento puede variar haciendo girar el plato de la bomba entre 0 y 15,5 grados. A motor parado, el plato se encuentra en ángulo máximo. Durante el funcionamiento, el pistón de control de desplazamiento ajuste la posición del plato a aquella posición del plato a aquella posición que satisface las necesidades del sistema.

Inicialmente, después del arranque el plato se mantiene en la posición de ángulo máximo hasta que la presión sube a 6200 kPa (900 psi). La fuerza del muelle en el extremo del carrete sensor de carga, es el que controla esta presión. Hasta llegar a este punto, la electro-válvula de control de la bomba esta plenamente energizada para que la presión suba lo más rápidamente y el ECM ignora cualquier otra especificación programada.

ARRANQUE

98

Durante el ARRANQUE, el aceite de salida de la bomba entra en el conjunto compensador. La válvula de control de la bomba esta plenamente energizada para que la presión suba rápidamente. La presión se siente en ambos extremos de carrete sensor de carga. El carrete cambia a la derecha y el aceite del pistón de control del plato inclinable se comunica con el drenaje. El plato va a su ángulo máximo.

El orificio de drenaje debajo de la válvula de control de la bomba crea una pequeña restricción para imprimir estabilidad a la válvula .

99

Después de que el motor arranca y sube la presión, el ECM gobernara la válvula de control de la bomba para igualar la presión actual con la deseado a partir de desenergizar momentáneamente su solenoide mediante impulsos eléctricos.

La disminución de la corriente aplicada al solenoide de la válvula de control de la bomba disminuye la presión requerida para iniciar un flujo a través de la misma. Esta caída de presión en la válvula de control de la bomba crea un desequilibrio de fuerzas en el carrete sensor de carga que hace que se desplace hacia el extremo del mulle. Este movimiento del carrete conecta el pistón de control del plato de la bomba can la salida de la misma. La disminución del ángulo hace disminuir a su vez el caudal de salida de la bomba al nivel requerido por el ECM.

100

Durante la DISMINUCION DE ANGULO, el ECM desenergiza momentáneamente la válvula de control de la bomba produciendo una caída de presión en la cámara del muelle del carrete sensor de carga.

El desequilibrio de fuerzas obliga al carrete a desplazarse a la izquierda permitiendo entrar al aceite en el pistón de control del desplazamiento. El plato inclinable se mueve hacia ángulo mínimo.

101

Cuando aumenta la carga del motor, se requiere una mayor presión hidráulica y para conseguirlo, el ECM incrementa la señal eléctrica al solenoide de la válvula de control de la bomba.

El aumento de la corriente aplicada al solenoide, eleva el ajuste de presión de la válvula de control de la bomba. La mayor presión a la entrada de la válvula de control de la bomba crea un desequilibrio de fuerzas en el carrete sensor de carga, haciendo que el carrete se mueva hacia el lado opuesto a su muelle. Esto pone drenaje el pistón de control del desplazamiento, permitiendo que el muelle desplace el plato hacia máximo ángulo.

El caudal de salida aumentara hasta que se alcance el nivel de presión requerido por el ECM.

102

Al aumentar la carga aplicada al motor, el ECM aumenta la corriente aplicada al solenoide de válvula de control de la bomba.

La presión se siente en ambos extremas de carrete sensor de carga pero este se mueve a la derecha debido a la fuerza del muelle. El aceite del pistón de control de desplazamiento se comunica con el drenaje y el plato se mueve momentáneamente hacia ángulo máximo para que la presión suba rápidamente.

103

El carrete limitador de presión entrara en acción en el supuesto de que el carrete sensor de carga o válvula de control de la bomba se bloqueen o tengan un mal funcionamiento. En este esquema se simula un orificó taponado (se supone que ha entrado una suciedad durante el reemplazo del conjunto en campo).

El carrete limitador de presión dirige el caudal de salida de la bomba hacia el pistón de control de desplazamiento y reduce la carrera de la bomba si la presión supera 25600 kPa ( 3700 psi).

Durante estas condiciones la bomba desarrollara de 24800 a 25600 kPa (3600 a 3700 psi) de presión máxima, independientemente de la presión hidráulica necesaria. Una lámpara de aviso se encenderá para indicar el fallo.

Una prueba de la válvula de control de la bomba podrá verificar su funcionamiento. Esta prueba permite al mecánico subir o bajar la presión manualmente utilizando la herramienta de servicio ET. Este procedimiento también podrá usarse evaluar el estado del sistema hidráulico.

104

Si la presión supera los 25600 kPa (3700 psi), la fuerza que actúa sobre el carrete limitador de presión lo desplaza a la izquierda. Este movimiento comprime el muelle y hace que la válvula se separe de su asiento, permitiendo que el aceite vaya al pistón de control del desplazamiento. El palto de la bomba se moverá hacia ángulo mínimo para disminuir el caudal de salida y por consiguiente la presión del sistema.

105

La válvula de control de la bomba esta montada en el conjunto compensador que contiene así mismo el carrete sensor de carga y el limitador de presión. En esta imagen la válvula de control de la bomba se encuentra abierta permitiendo el drenaje a la caja de la bomba.

El flujo de aceite a y desde el pistón de control del desplazamiento, esta controlado por el conjunto compensador y la electro válvula de control de la bomba. En el conjunto compensador se siente la presión de salida de la bomba a través de una línea piloto. Entonces, la válvula de control de la bomba varía la presión al pistón de control del desplazamiento a base de aviar la presión en un extremo del carrete sensor de carga.

El carrete sensor de carga dirige el aceite a y desde el pistón de control del desplazamiento. El carrete tiene un orificio en su parte central para permitir que el aceite piloto llegue a ambos extremos del mismo. La fuerza del muelle en un extremo del carrete esta ajustada en fabrica. La bomba deberá producir 5000 kPa (725 psi), con la electro-válvula de control de la bomba desconectada mientras gira el motor con el arranque y la inyección desactivada.

106

El nivel de presión a que esta detectado por un sensor de presión. Cuando la presión es menor de la deseada (que determina el ECM), el ECM envía una señal de mayor intensidad al solenoide de la válvula de control de la bomba.

Un aumento de la corriente al solenoide, eleva la presión requerida para iniciar el flujo a través de la válvula de control de la bomba. Esta mayor presión crea un desequilibrio de fuerzas en el carrete sensor de carga haciendo que este se mueva hacia el extremo en que se encuentra la línea de señal. Este movimiento pone a drenaje el pistón de control del desplazamiento y el plato gira hacia ángulo máximo para aumentar el desplazamiento.

El mayor desplazamiento hace que aumente la presión en la salida, al nivel requerido por el ECM para los inyectores.

107

LOS ESTUDIANTES DESARROLLAN EL LABORATORIO “E”

108

ALIMENTACION DEL SISTEMA HEUI

( External to ECM )

I

N

T

E

R

N

A

L

109

La alimentacion del ECM, y del sistema, se toma de la bateria de la maquina.

Los principales componentes del cirsuito son:

Bateria

Llave de arranque

Rele Principal

Disyuntor de 15 amp.

Tornillo de masa

Conector ECM ( P1/ J1)

Conector de interconexion con la maquina ( J3 / P3 )

Si el voltaje suministrado , supera los 32 V; ó fuera menor de 9V, se guardará en la memoria un código de diagnóstico. El tornillo de masa es el unico componente del sistema de alimentacion que esta montado sobre el motor.

110

En este esquema se muestran los principales componentes de un circuito de alimentacion típico. El ECM tiene coneccion directa con la bateria, sin embargo, el ECM queda conectado cuando recibe señal desde la llave de arranque.

El Voltaje de alimentacion se puede comprobar usando el ET, dentro de la pantalla de estado ( Status ).

111

ALIMENTACIÓN DE SENSORES DE VELOCIDAD / AVANCE.

Los sensores de velocidad /avance tienen una alimentación especifica. El ECM proporciona 12,5 +/-1 V a ambos sensores.

A través de las patillas A y B de los conectores, se proporciona una alimentación común a ambos sensores. Las patillas C devuelven al ECM señales independientes.

Esta alimentación no es el voltaje de batería pero esta regulada y generada por el ECM dentro de +/- 1V. Un fallo en la alimentación al ECM, hará que ninguno de los sensores tenga alimentación y el motor se parara.

NOTA

Los sensores de velocidad/avance no deben recibir alimentación de ningún otro sistema o accesorio pues podría provocares avería en el motor.

112

ACTIVACIÓN DE INYECTORES.

Los inyectores se activan con 105 V que proceen del ECM. Por esta razón se deben tomar precauciones cuando se realizan tareas de mantenimiento en turno a las tapas de balancines.

En el motor 3412E, los inyectores reciben la energía a través de dos circuitos. Si fallara un circuito, repercutiría solo en una bancada. En el 3408E hay un único circuito para todos los inyectores.

Si se produjera un corte o circuito en el circuito de un inyector, el ECM lo detecta y desconecta ese inyector. Periódicamente enviara una señal a ese inyector para determinar si persiste el fallo y en su caso reconectarlo o no.

113

ALIMENTACIÓN DE SENSORES ANALÓGICOS.

Hay una alimentación común para todos los sensores analógicos (sensores de presión y temperatura).

El ECM proporciona 5+/- 0,2 V a cada sensor, desde el conector J1/P1.

Un fallo en la alimentación, repercutirá en las señales de todos los sensores analógicos de modo que aparentemente fallaran.

La alimentación esta protegida contra cortocircuitos de modo que un corto en un sensor o en el cableado no dañe el ECM.

114

El ECM proporciona 8 +/- 0,5 V a través del conector J1/P1 a los siguientes circuitos:

• Sensor de posición del acelerador

• Sensor de velocidad del ventilador (si lo equipa).

• Sensor de temperatura de gases de escape (es posible que Este instalado en los motores industriales de alto rendimiento).

La alimentación esta protegida contra cortocircuitos, con lo cual se trata de evitar que el corte en un sensor puede dañar el ECM.

ALIMENTACIÓN A SENSORES DIGITALES.

115

El ECM proporciona una señal modulada en anchura de pulso (PWM) de 0 a 24 V y 0 a 800 mA a la válvula de control de la bomba través de conector J2/P2.

La válvula de control y su alimentación se pueden comprobar haciendo uso del ET mediante la prueba de presión de actuación hidráulica de la inyección. Realizando esta prueba, es posible variar la presión a voluntad entre máximo y mínimo usando el alimentación del ECM y el sistema hidráulico.

En la pantalla de estado (status) del ET, se puede visualizar expresado en %, la corriente que se esta utilizando. Esta medida, conjuntamente con las presiones “actual y deseada”, son los elementos más impportantes para la verificación completa del sistema

La válvula de control de la bomba, utiliza alimentación digital porque una corriente del tipo PWM es mas fácil de reglar. Además, modulando la corriente a 500 hz se produce un efecto vibratorio en la válvula que evita que se bloquee. Este movimiento de la válvula se asemeja al que tiene una cremallera en una bomba con regulado servo-mecánico.

NOTA: Si se observara el voltaje con un osciloscopio se podrían leer picos de 24V, mientras que un voltímetro solo se leerán 8 V rms.

ALIMENTACIÓN DE LA ELECTROVÁLVULA DE CONTROL .

116

En esta sección de la presentación trataremos los sensores electrónicos y los circuitos relacionados del sistema de

combustible HEUI en los 3408E y 3412E.

SENSORES ELECTRONICOS Y SISTEMAS.

117

SENSORES DE VELOCIDAD/AVANCE

Hay instalados dos sensores de velocidad/avance: un primario y un secundario. Estos sensores tienen tres funciones básicas en el sistema:

• Detección de la velocidad del motor.

• Detección del avance.

• Identificación de PMS y cilindro.

Los sensores, que están montados en la parte interior de la carcasa frontal, hacia la parte baja de rueda de velocidad/avance, se auto ajustan durante su instalación.

Este tipo de sensores no dejan nada de entrehierro, sin que esto signifique que rocen contra la rueda de velocidad/avance.

Si falla el sensor primario, el secundario proporcionara la información del primario de forma automática. Mientras se produce la conmutación, se notara un pequeño cambio momentáneo en el sonido de motor

Debido a que ambos sensores tienen la misma fuente de alimentación, si fallara la fuente afectaría a ambos sensores.

La cabeza del sensor debe estar extendida antes de instalación. El efecto de introducir a rosca el sensor, hace que la cabeza se retraiga dentro de su cuerpo desde el momento que hace contacto con la rueda de avance.

Es esencial durante la instalación, asegurarse de que la cabeza del sensor no este enfrentada a un vano entre dientes, pues se así ocurriera, al arrancar el motor quedaría seccionada y posiblemente seria necesario algún desmontaje para limpiar las limaduras o residuos que a su vez podrían haber afectado al otro sensor.

Una vez corregido el fallo de sensor primario, el ECM seguirá utilizando la información proporcionada por el secundario hasta que se pare el motor y se vuelva a arrancar. Si estando operativo el sensor secundario este fallara también, se visualizara en la pantalla de fallas memorizadas

118

Los siguientes sensores analógicos y circuitos se pueden usar en varías aplicaciones:

Sensor de presión hidráulica.

Sensor de temperatura de refrigerante.

Sensor de presión atmosférica.

Sensor de presión de entrada al turbo. (*)

Sensor de presión de salida de turbo.

Sensor de presión de aceite de lubricación.

Sensor de temperatura de aceite hidráulico.

Sensor de temperatura de combustible.

(*) No en todas las aplicaciones.

SENSORES ANALÓGICOS Y CIRCUITOS.

119

El sensor de presión hidráulica, esta situado en el múltiple de fluidos derecho y lo usa el ECM para medir la presión de actuación hidráulica de los inyectores.

El ECM emplea este valor de presión para el control del desplazamiento de la bomba hidráulica a través de la electro-válvula de control de la bomba.

El sensor tiene un rango de salida de 0 a 4,8 V que se corresponde con rangos de presión de salida de 4000 a 33000kPa (600 a 4800 psi). A motor parado, el valor por defecto que se leerá con el ET es de 1800 kPa (260 psi).

Durante el volteo, mientras la presión leída por el ECM no supere los 4500 kPa (650 psi), este no activara los inyectores para arrancar el motor. Se genera un Código de diagnostico si la presión actual difiere de la deseada, durante mas de medio segundo, en más de 1000 kPa ( 145 psi).

NOTA: Utilice las herramientas adecuadas para desmontar o montar sensores (no use alicates de mordaza).

SENSOR DE PRESION HIDRAULICA

120

El sensor de temperatura de refrigerante proporciona señal para las siguientes funciones:

- Sistema de supervisión CAT (CMS) o panel de instrumentos VIMS.

- Sistema de supervisión CAT o lámparas de advertencia y alarma VIMS.

- Control fan demanda de ventilador (si lo equipa):

- Guardar en memoria, temperatura de refrigerante superior a 107°C (225°F)

- Aviso de motor destarado, cuando se superan los 107° C o se produce baja presión de aceite (si lo equipa).

- Sensor secundario del sensor de temperatura de aceite hidráulico para el funcionamiento del sistema de ayuda al arranque con éter.

- NOTA: Todos los sensores analógicos tienen una alimentación común de 5 +/- 0.02 V.

SENSOR DE TEMPERATURA

121

Todos los sensores de presión (excepto el actuación hidráulica), miden presión absoluta y se requiere el de presión atmosférica para el calculo de la presión manométrica. Por tanto, un sensor usado individualmente medirá presión absoluta (caso del presión atmosférica), y este ultimo en combinación con otro (presiones de aceite o aire), servirá para calcular la presión manométrica.

Durante la calibración, todas las señales de salida de los sensores se igualan a la señal de salida del sensor de presión atmosférica. La calibración se ejecuta empleando el ET o durante los cinco segundos siguientes después de poner la llave de arranque en posición “conectado”, sin arrancar el motor. El sensor de presión atmosférica realiza cuarto funciones principles:

SENSOR DE PRESION ATMOSFERICA

- Compensación automática por altitud (máximo destarado 24%).

- Compensación automática por filtro (máxima deparado 20%).

- Es parte del calculo de presión para las presiones manométricas.

- Referencia de presión para la calibración de los sensores de presión.

Hay una pequeño filtro de espuma situado debajo del sensor para impedir que le entre suciedad.

122

La medida que proporciona el sensor de presión atmosférica, sirve como una referencia de altitud para la compensación automática por altitud.

El gráfico superior muestra como se inicia un destarado típico en un motor 3408E o 3412E. Se inicia a 7500 ft y continua de forma lineal hasta los 17000 ft. Otros motores pueden iniciarlo a 4000 ft, dependiendo de la aplicación.

La ventaja del sistema HEUI es que el motor funciona siempre con los ajustes de destarado correctos a cualquier altitud. El sistema optimiza continuamente los ajustes independientemente de la altitud de forma que el motor no muestre perdida de potencia o tenga problemas de humos durante el ascenso o descenso a diferentes altitudes.

NOTA: El sistema HEUI tiene una ventaja con relación a los sistemas mecánicos, en los que el destarado se hace por bloques de altitud (p.ej. 7500, 10000ft, 12500 ft). En el sistema HEUI el derado es continuo y automático, De esta forma una maquina que trabaje en la mitades de un bloque no estará penalizada con baja potencia y otra que este en la mitad superior no recibirá exceso de combustible.

123

El sensor de presión de entrada al turbo en conjunción con el de presión atmosférica, sirven para medir la restricción del filtro de aire.

Estos dos sensores se emplean también para activar la función de compensación automática por filtro de aire (si la Equipa).

Este sensor se emplea también como secundario del presión atmosférica para la compensación automática por altitud.

SENSOR DE PRESION ENTRADA DE TURB0

124

La compensación automática por filtro, propicia que el motor este protegido contra los efectos de filtros obstruidos. El destarado automática es como sigue:

Si la restricción de filtro , supera 6,25 kPa (30 in de agua).

El destarado se inicia a razón de 2% por cada 1 kPa de pP.

Si la restricción (pP), supera 6,25 kPa 8 30 in de agua), se considera una falla importante y el hecho queda guardado en memoria.

El máximo destarada es del 20%.

Estas especificaciones son ejemplos típicos. Los valores particulares pueden variar dependiendo de la aplicación.

El destarada especifico de cada pP se mantendrá hasta que la llave de arranque se gire a desconectada y conectado.

NOTA: Si solamente hay un filtro obstruido, tanto el ET como el CMS (Caterpillar Monitoring System o sistema de supervisión Caterpillar), mostraran el pP mas alto de dos. El destarado por tanto, se basa en el mayor pP.

125

El sensor de presión de salida de turbo mide la presión absoluta después del posenfríador. La presión manométrica se puede leer con las herramientas de servicio. Esta medida es el resultado de un cálculo en el que también interviene la presión atmosférica.

Un fallo de este sensor puede hacer que el motor sé detare hasta un 60% cuando el ECM sobrentienda que la presión de turbo es cero.

La función de este sensor es la de habilitar el control de la relación aire/combustible, el cual reduce los humos, emisiones y mantiene una adecuada respuesta del motor durante la aceleración. Para el control de la relación aire/combustible el sistema emplea la presión de turbo, la presión atmosférica y la velocidad del motor. El combustible que gasta el motor esta limitado de acuerdo a un mapa en el que se relacionan la presión manométrica del turbo y la velocidad del motor. El control de la relación aire/combustible no es ajustable en aplicaciones de maquina.

SENSOR DE PRESION SALIDA DEL TURBO

126

Se emplean dos sensores de presión para calcular la medida de la presión de aceite (manométrica):

• Sensor de presion de aceite y el Sensor de presión atmosférica.

CALCULOS DE PRESIÓN :

Presión de aceite – Presión atmosférica = Presión de aceite

(absoluta) (absoluta) (manométrica

Estas lecturas las utiliza el ET para determinar la presión de aceite o el CMS (sistema de supervisión Cat), para alertar al operador de la existencia de una condición anormal. El campo de lectura del sensor va desde = a 690 kPa (0 a 100 psi) (Abs).

SENSOR DE PRESION DE ACEITE

127

La presión de aceite del motor, varia con la velocidad. Tan pronto como la presión de aceite aumenta por encima de la línea superior, una vez que el motor ha sido arrancado y funciona a relanti, el ECM considerara que la presión es adecuada. No se indicara ningún fallo ni se generara ningún registro de evento.

Si la presión de aceite cae por debajo de la línea inferior, ocurría lo siguiente:

• Se genera un evento que se guarda en la memoria permanente del ECM.

• Si se equipa el Sistema de Supervisión Cat, se genera una alarma de categoría 3 (lámpara de alerta, lámpara de presión de aceite y alarma acústica).

• El motor se detara (si lo equipa) para alertar al operador.

• Las dos líneas están lo suficientemente separadas para evitar que se produzcan alarmas múltiples, se registren eventos o que parpadee la lámpara. Esta separación de presiones, se conoce como “histéresis”.

128

El sensor de temperatura de aceite hidráulico lo emplea el ECM para compensar los efectos de la temperatura de aceite sobre el avance a la inyección y el gasto de combustible. Esta compensación proporciona al motor un funcionamiento estable y seguro dentro de la variedad de condiciones de funcionamiento.

Con una temperatura de aceite por debajo de 60 °C (140° F), se activa la protección con el avance en modo frió.

Este sensor proporciona la referencia de temperatura al sistema e ayuda a arranque con éter.

NOTA: Sin el control de la temperatura de aceite, los cambios de viscosidad debidos a la temperatura, provocarían cambios inaceptables en el rendimiento del motor, e incluso en las emisiones en el escape.

SENSOR DE TEMP. DE ACEITE HIDRAULICO

129

El ECM emplea la medida de la temperatura de combustible para hacer correcciones en la entrega de combustible para mantener la potencia independientemente de la temperatura (dentro de cierto parámetros). Esta característica se denomina “Compensación por Temperatura de Combustible”.

La salida del sensor debe estar entre 0,4 y 4.6 V.

SENSOR DE TEMP. DE COMBUSTIBLE

130

El interruptor de flujo de refrigerante se encuentra instalado a la entrada del enfriador de aceite.

El interruptor tiene conectados sus terminales al conector J1/p1 del ECM. El terminal de retorno (masa), es común a todos los sensores digitales. Cuando no hay flujo, los contactos están normalmente abiertos.

Este circuito se usa para proporcionar una alarma al operador si por avería del sistema de refrigeración dejara de haber flujo de refrigerante.

Esta función puede verificarse en la pantalla de estado (status) del ET, tanto a motor parado como funcionando, cual indica si hay flujo presente.

INTERRUPTOR DE FLUJO DE REFRIG.

131

En el sistema HEUI se pueden usar los siguientes sensores digitales y circuitos.

• Sensor de posición del acelerador.

• Señal de la válvula de control de la bomba.

• Temperatura de escape (en este momento, no se instalan en motores de Maquina).

SENSORES DIGITALES Y CIRCUITOS.

132

El sensor de posición del acelerador proporciona al operador el control de la velocidad del motor.

Cuando arranca el Motor, este se mantendrá a ralenti durante al menos dos segundos para dar tiempo a que suba la presión de aceite antes de acelerar.

El sensor recibe 8 V desde la fuente de alimentación de sensores digitales en el ECM.

Empleando el ET, se puede hacer una prueba funcional del sistema de control del acelerador para visualizar la posición del acelerador en la pantalla de estado (status), cuando el pedal se mueve en ambas direcciones. La pantalla de estado mostrara el grado de actuación del acelerador entre el 0 y el 100%. (esta lectura no debe confundirse con el porcentaje de ancho de pulso).

NOTA: Este sistema elimina todo varillaje mecánico entre el regulador y el pedal o palanca del acelerador.

SENSOR DE POSICION DEL ACELERADOR

133

El sensor de posición del acelerador devuelve al ECM, una señal modulada en anchura de pulso (PWM). La señal PWM elimina la posibilidad de una señal errónea provocada por un cortocircuito que daría lugar posiblemente a un embalamiento.

Si ocurriera un problema con la señal, el control, por defecto, llevaría el motor a relenti. Si el ECM detectara una señal con un rango anormal, ignorara la señal y pondrá el motor a relanti. La salida del sensor es una señal modulada en anchura de pulso (PWM), en la que la frecuencia es constante.

Por ejemplo, el sensor de un dumper produce un ancho de pulso de 10 al 22% cuando se encuentra a relanti y del 44 al 52% en altas en vació. El ancho de pulso se puede leer con el ECAP y algunos multímetros digitales. El ancho de pulso se traduce a grado de actuación del acelerador entre el 0 y 100% en el ECM, lo cual puede leerse en la pantalla de estado (status) del ET.

Otras aplicaciones difieren en valores PWM para relenti y altas r.p.m. Estos valores se pueden ver en la Guía de localización de Averías de la aplicación que se trate.

134

La válvula de control de la bomba se emplea para controlar el ángulo del plato de la bomba hidráulica.

Variando la señal PWM del ECM al solenoide, la válvula controla el drenaje a la caja de la bomba.

La señales PWM permiten mantener en el solenoide, un valor de corriente mas preciso. Dado que la frecuencia de la señal es constante, el movimiento de la válvula también la será y la presión se mantendrá estable.

VALVULA DE CONTROL DE LA BOMBA

135

El interruptor de parada a nivel del suelo esta conectado al ECM a través de la maquina y el cableado del motor.

Mediante el interruptor se le indica al ECM que corte la corriente a los inyectores pero mantiene alimentado el ECM.

Esta característica permite también poder hacer girar el motor sin llegar a arrancar, sin fines de mantenimiento.

No puede haber otros circuitos conectados a este sistema. La parada definida por el usuario puede usarse conjuntamente con otros circuitos.

No todas las maquinas tienen instalada esta característica.

SISTEMA DE PARADA DEL MOTOR

136

La característica de parada definida por el usuario (si se instala), se puede usar para conectar algún en el sistema, mediante el cual el motor puede parar (tal como un sistema de supresión de fuego). Cuando la señal se pone a masa durante un segundo, el motor se para. La señal debe caer or debajo de 0,5 V para que el ECM reconozca la señal y ejecute la parada.

Cada parada realizada por este método, queda memorizada como un evento y puede visualizarse en la pantalla de estado (status) del ET.

Cuando se activa en un dumper, esta característica funcionara solamente si se dan las siguientes condiciones (por razones de seguridad):

• Freno de aparcamiento “colocado”.

• Transmisión en NEUTRO.

• Maquina parada.

No todas las maquinas tienen instalada esta característica.

SISTEMA PARADA DEFINIDO POR USUARIO

137

Se usan dos tipos de ventiladores termostaticos en las aplicaciones de maquina de los motores 3408E y 3412E. Algunos Dumpers, tractores de cadenas, motoniveladores a velocidad variable. Algunas palas de ruedas se equipan con un accionamiento hidráulica.

Ambos sistemas están gestionados por el ECM, mediante el sensor de temperatura de refrigerante. Si se produjera un fallo eléctrico en el sistema, el ventilador se iría a su máxima velocidad (100%).

Las ventajes de este sistema son:

• Reducción de consumo de combustible en casi todas las condiciones.

• Funcionamiento menos frío can temperaturas ambientales bajas.

• Calentamiento mas rápido.

• Mayor potencia disponible al volante.

• Menor ruido.

CONTROLES DE DEMANDA DEL VENTILADOR.

138

El ECM controla el uso del éter para el arranque en frío, mediante las señales de entrada de los sensores de velocidad/avance y temperatura de aceite hidráulica. El sensor de temperatura de refrigerante se emplea como reserva del de temperatura de aceite hidráulica.

El ECM activa la inyección de éter durante tres segundos y la desactiva otros tres, de forma cíclica. Esta función se desactiva si la temperatura de aceite hidráulica supera 10° C(50° F), o la velocidad del motor se superior a 1200 r.p.m.

La inyección de éter se puede realizar de forma manual, si las condiciones anteriores lo permiten. En el modo manual se inyecta una cantidad precisa de éter. El estado de la inyección de éter se puede leer en la pantalla de estado (status) del ET.

SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÉTER.

139

La transmisión de datos CAT es la vía de comunicaciones entre el ECM, EPTC II, CMS, ET, software basado en PC, y otros sistemas basados en microprocesadores instalados en un panel de control o no. El sistema de transmisión CAT (DATA LINK o CDL), permite que varios sistema (paneles o módulo de control), se comuniquen entre si a través de una conexión de dos cables. En una maquina puede haber conectados hasta 10 sistemas.

Haciendo uso del ET, el conector de servicio en la maquina y el CDL (cable para transmitir la información), se pueden programar y localizar averías de los módulos de control. Se el módulo de personalidad no esta instalado en el ECM, el ET, no podrá establecer comunicación con el.

TRANSMISIÓN DE DATOS CAT

140

La transmisión de datos CAT la forma dos cables eléctricos (entrelazados) para proporcionar comunicación entre módulos electrónicos que usan CDL. Los cables están entrelazados o retorcidos, para reducir las interferencias por radiofrecuencias.

Sistemas típicos conectados por mediante el CDL, son:

• ECM.

• Módulos del sistema de supervisión Cat.

• Herramientas de servicio, ET o ECAP.

• Módulos de control de transmisión.

El ECM se comunica con sistema de supervisión Cat (CMS), el Sistema de gestión de información Vital (VIMS) o el sistema de supervisión Computerizado para compartir información del motor como, velocidad, presión de aceite, temperatura de refrigerante, restricción de filtro, y fallos del sistema electrónico.

Se utilizan dos sistemas de transmisión de datos. El CDL para diagnostico normal y funciones de programación y el ATA (American Truck Association o Asociación de camioneros americanos), para programar mediante flash.

CDL ........? CAT DATA LINK......

141

Los eventos memorizados se pueden visualizar en la pantalla correspondiente del ET, y se refieren a condiciones de funcionamiento que pudieran afectar gravemente al motor, como alta temperatura, baja presión de aceite o sobre velocidad. Normalmente, estas condiciones no se darán por un problema eléctrico.

Algunos parámetros de los que se relacionan, forma parte de lista de eventos del ET en el pantalla.

Todos los parameters relacionados en las paginas anterior, son visualizables en la pantalla de estado de ET (excepto por una avería del sistema hidráulico).

Si como consecuencia de una avería eléctrica, se generara un evento, este no se quedara memorizado.

Los eventos se pueden borrar can una palabra clave (Password). Se debe aprovechar una reparación general para borrarlos. Durante el resto del tiempo, los eventos pueden quedar como un registro de la historia del motor hasta la reparación.

EVENTOS GRABADOS

142

COMPONENTES DEL SISTEMA

143

LOS ESTUDIANTES DESARROLLAN EL LABORATORIO “G”

144

ALGUNA DUDA......?

EL DEPARTAMENTO DE CAPACITACION Y DESARROLLO LES DA LAS GRACIAS POR

HABERNOS PERMITIDO TRAER INFORMACION Y COMPARTIRLA DURANTE ESTE TIEMPO DE

ENTRENAMIENTO.

motores heui 3408e-3412e

Documents