sistema de inyección de combustible komatsu
TRANSCRIPT
29/09/2011
1
Introducción
Sección 1
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
1 2
Objetivos de IPA
Varios países están
trabajando conjuntamente
para buscar soluciones
globales a problemas del
medio ambiente que el
mundo estará afrontando en
el futuro.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
2
IPA Objetivos
IPA ha propuesto desarrollar
motores de alta calidad y alto
rendimiento para cumplir con
las estrictas normas de
control de emisión que se
establecerán en el futuro.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
3
29/09/2011
2
Empresa Conjunta
Sec 2
La Industrial Power Alliance (IPA) es una empresa conjunta
establecida por Komatsu; una compañía japonesa fabricante
de equipos de construcción y motores, y Cummins, líder
mundial en la fabricación de motores.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
4
Empresa Conjunta
IPA es una alianza de las fuerzas de Komatsu y Cummins, y
su misión es desarrollar productos estándar a nivel mundial
que cumplan los requerimientos del gran mercado
competitivo de motores.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
5
Información General del Sistema
Sec 2
En el sistema de inyección de alta presión con control electrónico del
tipo “CRI”, el combustible es inyectado a (118 MPa {1200 kg/ cm 2 }),
puede ser inyectado desde bajas hasta altas velocidades. Además, el
control electrónico asegura llevar a cabo un control optimo de la
inyección, que coincida con la configuración de la velocidad y la
carga. Como resultado, el motor logra rendimiento en la limpieza de
los gases de escape, en su color, así como bajo consumo de
combustible y menos ruido.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
6
29/09/2011
3
Información General del Sistema
Sec 2
La bomba de alta presión, que crea la alta presión en el CRI es 1/3 del
tamaño de la bomba de inyección convencional. Además, está
conectada de forma compacta al engranaje de distribución en vez de
estar sobre un banquillo. Como resultado la disipación del ruido se
reduce.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
7
Información General del Sistema
Sec 2
• La capacidad de la bomba de lubricación se incrementó en un 15%
sobre la bomba del motor convencional, esto contribuye a mejorar la
fiabilidad y durabilidad.
• El sellado del filtro de aire ha sido cambiado de su forma
convencional al tipo radial para evitar la entrada de suciedades.
Además un sensor de 5 etapas ha sido incorporado para brindar una
información más precisa del cambio del filtro de aire.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
8
Información General del Sistema
Sec 2
El filtro de combustible es un filtro especial de gran rendimiento y gran
eficiencia, el cual recoge partículas de suciedad pequeñas. Este
sistema de filtrado es usado para todas las especificaciones y protege
el sistema de inyección de alta presión con control electrónico. La
capacidad de filtrado es de 2 micrones y 10 micrones el pre filtro.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
9
29/09/2011
4
CRI (Carrilera Comun de Inyeccion) diagrama del sistema
Supply Pump
Common Rail
Controller
Cylinder No.
sensor
injectors
Throttle
Pressure sensor
Max. 1200
Kg/cm2
Sensor de posición
de Pistón
Controlador Inyectores
Opturador
Carrilera Comun
Sensor de
Presión
Bomba de
Alta
Presión
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
10
Sistema de Combustible
Tanque
Control de descarga
de Volumen
Inyector Bomba de
Inyección Riel
Comun
Control
Electrónico
Control de
apertura de vál.
solenoide del
inyector
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
11
Competidores y Komatsu
CAT tiene HEUI, un tipo de unidad de inyección.
KOMATSU adoptó CRI, Common Rail Injection, para motores
de 125 y 140 mm de diámetro y HPCR, High Pressure
Common Riel para motores de 107 mm y 114mm de diámetro.
CRI es suministrado por DENSO y HPCR es suministrado por
CUMMINS.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
12
29/09/2011
5
Sistema Combustible CRI
Sección 2
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
14
Sistema de Combustible CRI
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
15
Resumen del Sistema Combustible CRI RESUMEN
El sistema CRI detecta las condiciones del motor (revoluciones, ángulo
del acelerador, temperatura del agua etc.) desde varios sensores y utiliza
una micro-computadora para llevar a cabo un control total de la cantidad
de combustible, tiempo de inyección y presión de inyección para operar el
motor en óptimas condiciones. La computadora también lleva a cabo un
auto diagnóstico de los principales componentes y si se encuentra alguna
anormalidad se lleva a cabo el diagnóstico y se envía una señal de
alarma al operador. Existe además la función de seguridad contra falla,
para detener el motor en dependencia de donde esté localizada la
anormalidad y una función de seguridad para cambiar el método de
control que permita hacer posible continuar la operación.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
16
29/09/2011
6
Resumen del Sistema Combustible CRI 1. Sistema de Combustible
El combustible a alta presión generado por la bomba de suministro va
desde el raíl común y es distribuido a cada cilíndro. El inicio y final de
la inyección es controlado por la apertura o cierre de la válvula de
aguja de la tobera, usando una válvula electromagnética ubicada
dentro del inyector.
Tanque
Control de descarga
de Volumen
Inyector Bomba de
Inyección
Riel
Comun
Control
Electrónico Control de
apertura de vál.
solenoide del
inyector
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
17
Resumen del Sistema de CRI El sistema CRI consta de una bomba de Alta Presión de combustible,
riel común, inyectores, sensores y la unidad de control ECU.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
18
Estructura & Función del Sistema CRI
La bomba de Alta Presión genera el caudal que mantiene constante la
presión de combustible dentro del CRl. El caudal de combustible es
controlado por el envio de una señal eléctrica (ON-OFF) desde el ECU
al interruptor PCV (válvula control de descarga) de la bomba de Alta
Presión. El CR distribuye el combustible a Alta Presión a los cilindros.
EL sensor de Presión del CR retroalimenta el ECU, el cual asegura que
los valores de presión actuales coincidan con los valores fijados en la
programación del ECU para la carga y revoluciones del motor.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
19
29/09/2011
7
Estructura & Función del Sistema CRI El combustible a presión del CR llega a través de las tuberías de
inyección a cada cilindro y es enviada a la cámara de control y a las
toberas de los inyectores.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
20
Estructura & Función del Sistema CRI
El inyector controla la cantidad de combustible inyectado y el tiempo de
la inyección. Este es controlado por el cambio de posición ON-OFF de
la válvula TWV( válvula electromagnética de 2 vías). Cuando TWV está
en la posición ON (fluye corriente), el combustible a alta presión en la
cámara de control pasa a través del orificio y fluye hacia el tanque. La
válvula de aguja es desplazada hacia arriba por la Alta Presión del
combustible y la inyección empieza. Cuando TWV está en OFF (no
fluye corriente), el circuito a alta presión pasa a través del orificio, por
lo que la válvula de aguja baja y la inyección finaliza.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
22
Estructura y Función del Sistema CRI
El tiempo de inyección es
controlado electrónicamente por
el tiempo en que la electricidad
pasa a través de TWV, y la
cantidad de combustible
inyectado es controlado por la
cantidad de tiempo que la
corriente pasa a través de TWV.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
23
29/09/2011
8
Sistema de Combustible
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
24
Bomba de Combustible SUPPLY pump
barril
bomba primaria
Embolo de
bomba de transferencia
PCVremplazar con
conjunto
valvula de entrega
Sensor de Pos. de Cilindro
valvula sobre flujo
valvula de plato
cigueñalresorte de excentrica
excentrica
cojinete de rodillo
(dentro del )
sustituir con un juego nuevo
ajuste de (2.5 0.5μｍ）
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
25
Bomba de Combustible 1. Cámara tipo de 3 salientes
2. Válvula de sobre flujo
3. Engranaje impulsor
4. Bomba de alta presión No.1
5. PCV (válvula de control de
entrega)
6. Bomba de alta presión No 2
7. Bomba primaria
8. Bomba de alimentación
9. Engrane sensor de rev. G
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
26
29/09/2011
9
Bomba de Combustible - Bomba Alimentadora
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
27
Bomba de Combustible - Valvula de Control PCV
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
28
Sistema de Combustible - Operación de la Válvula
En la bomba de alta presión, estan instaladas las Válvula de control de las
bombas (válvula de control de cantidad de descarga) en cada cilindro para
controlar la fuerza del sistema de alimentación y la cantidad de descarga
de combustible en la misma forma que una bomba de inyección
convencional en línea.
Con el uso de levas de 3 salientes, la cantidad necesaria de bombas de
alta presión (cilindros) se reduce en 1/3 del número de cilindros del motor.
Además, la fuerza de alimentación del CR es el mismo número de veces
que el número de veces de inyección de combustible, esto hace posible
obtener en el CR una presión más suave y estable.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
29
29/09/2011
10
Sistema Combustible - Operacion de la Válvula
La fuerza de alimentación de combustible desde la bomba de alta
presión hacia el CR se divide como sigue para cada bomba.
La bomba de alta presión No. 1 (lado del engranaje impulsor) (4) cubre
la caída de presión dentro del CR debido a la inyección de combustible
en los cilindros No. 1, No. 3 y No.5, mientras que la bomba de alta
presión No. 2 (lado bomba alimentación) (6) cubre la caída en la presión
de los cilindros No.2, No.4 y No.6 del CR en la misma manera.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
30
Sistema de Combustible - Operación de la Válvula
ECM - Power Off PCV
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
31
Sistema Combustible - Operación de la Válvula
Operación
A. Durante el recorrido descendente del émbolo, la PCV está abierta,
por lo que el combustible a baja presión pasa a través de PCV y es
succionado hacia la cámara del émbolo.
B. Aúnque el émbolo entra en carrera ascendente mientras no hay
electricidad fluyendo hacia la PCV y esta permanece abierta, el
combustible succionado pasa a través de PCV, por lo que la presión no
aumenta y este regresa en dirección opuesta.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
32
29/09/2011
11
Sistema de Combustible - Operación de la Válvula
ECM - Power ON PCV
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
33
Sistema de Combustible - Operación de la Válvula
Operación
C. Cuando se envía electricidad a PCV para cerrar la válvula con el
tiempo justo de la cantidad de descarga necesaria, el pasaje de retorno
esta cerrado, y la presión en el émbolo aumenta. Por lo tanto, el
combustible pasa a través de la válvula de entrega (válvula cheque) y es
forzado a alimentar el CR. En otras palabras, cuando la PCV está
cerrada, el émbolo sube generando descarga hacia el CR, y cambiando
el tiempo de cerrar la PCV (émbolo antes de la carrera), la cantidad de
descarga cambia y la presión de combustible en el es controlada.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
34
Sistema Combustible - Operación de la Válvula
Operación
D. Cuando la leva pasa la máxima altura, el émbolo entra en carrera
descendente y la presión dentro de la cámara del émbolo baja. Cuando
esto pasa, la válvula de entrega se cierra y detiene la fuerza de
alimentación de combustible. Además, el flujo de corriente a la PCV se
cancela, por lo que la PCV abre y el combustible a baja presión es
succionado dentro de la cámara del émbolo. En otras palabras, este
retornaa la condición en A.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
35
29/09/2011
12
CRI - Operación de la Válvula
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
36
CRI - Operación de la Válvula
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
37
CRI - Operación de la Válvula
ECM está completamente
a tierra para energizar las
2 válvulas PCV
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
38
29/09/2011
13
CRI- Tuberías de Combustible
1. Tubería de Inyección ( Cilindro No. 1)
2. Tubería de Inyección ( Cilindro No. 2)
3. Tubería de Inyección ( Cilindro No. 3)
4. Tubería de Inyección ( Cilindro No. 4)
5. Tubería de Inyección ( Cilindro No. 5)
6. Tubería de Inyección ( Cilindro No. 6)
7. CR ( Raíl Común)
8. Tubería retorno combustible
9. Bomba Principal
10. Bomba de alimentación
11. Tubo entrada de aceite (para
lubricación de bomba)
12. Bomba de alta presión
13. Fuel supply pump drive gear
(No de dientes : 48)
14. Válvula de sobre flujo
15. PCV
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
39
CRI- Tuberías de Combustible
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
40
CRI - Tuberías de Combustible
Filtro de combustible de 2 Micron
y pre-filtro de 10 Micron.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
41
29/09/2011
14
CRI- Enfriador de Combustible
1. Soporte de montaje
2. Núcleo
A. Del tanque de
combustible
B. A bomba suministro
Especificaciones
• Método: Enfriado por aíre
• Tipo de núcleo: AL-CFT-1
Fuel
Cooler
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
42
CRI
El CR actúa para distribuir el combustible a alta presión generado por
la bomba de alta presión y envia este a los inyectores de cada cilindro.
El CR está equipado con un sensor de presión de combustible,
amortiguador de flujo, y limitador de presión. El amortiguador de flujo
está equipado con un tubo de inyección de combustible y envia el
combustible a alta presión al inyector. La tubería del limitador de
presión está ubicada para retornar el combustible al tanque.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
43
CRI - Componentes Alivio de Presión Amortiguador de Flujo
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
44
29/09/2011
15
CRI - Amortiguador de Flujo
El amortiguador de flujo reduce los
pulsos de presión dentro de las
tuberías de alta presión y actúa para
suministrar combustible con una
presión estable al inyector. Si algún
exceso de combustible fluye, este
actúa para cerrar el pasaje de
combustible y prevenir cualquier flujo
anormal de combustible.
Si se genera algún sobre-flujo, la alta
presión golpea el pistón, el pistón y la
bola se mueven hacia la derecha
como se muestra en el diagrama y se
pone en contacto con el asiento.
Como resultado, el pasaje de
combustible se cierra.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
45
CRI - No Flujo
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
46
CRI - Flujo Normal El amortiguador de flujo reduce los pulsos de
presión dentro de las tuberías de alta presión y
actúa para suministrar combustible al inyector a
una presión constante.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
47
29/09/2011
16
CRI - Flujo Anormal Como dijimos anteriormente, si se genera algún flujo
anormal la alta presión golpea el pistón, por lo que
éste y el balín se mueven a la derecha y entra en
contacto con el asiento, como se muestra en la
figura. Como resultado, el pasaje de combustible se
cierra.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
48
CRI - Limitador de Presión
El limitador de presión abre si se genera alguna presión anormal, y
actúa para que la presión se disipe. Este abre si la presión en el CR
alcanza aproximadamente 140 MPa {1,430 kg/cm 2 }, y cuando la
presión baja aproximadamente hasta 30 MPa {310 kg/cm 2 }, este
vuelve a la posición anterior (cierra) manteniendo así la presión.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
49
CRI - Limitador de Presión
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
50
29/09/2011
17
CRI - Sensor de Presión del CR
Sensor de
Presión del CR
Proporciona una lectura
de presión para la
alimentación del ECM
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
51
CRI- Sensor de presión del CR
El sensor de presión de combustible del CR está instalado en el CR y
detecta la presión del combustible. El sensor es un sensor de presión
semi-conductor . Este usa las características del sílicio, el cual cambia
su resistencia eléctrica si se aplica una presión sobre él.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
52
CRI- Related electrical circuit diagram
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
53
29/09/2011
18
ECM & Controles
Sección 3
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
54
Control Electrónico
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
55
ECM - Localización en el WA500-3 m/c
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
56
29/09/2011
19
ECM Sistema de Control
El ECU (Unidad de Control del Motor) lleva a cabo el control mediante el cálculo
de la longitud de tiempo y el tiempo de envio de la corriente a los inyectores
usando señales de sensores instalados en el motor y varias partes de la
máquina, por lo que se inyecta una cantidad adecuada de combustible en el
momento de inyección adecuado.
El sistema de control y componentes eléctricos de forma general se pueden
dividir en: los sensores, computadora, y actuadores.
Tanque
Control de
descarga de
Volumen
Inyector Bomba de
Inyección Riel
Comun
Control
Electrónico
Control de
apertura de
vál. solenoide
del inyector
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
57
ECM
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
58
ECM- Circuito para Energizar Inyector
Voltaje en inyectores
es 110 to 130 Volts
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
59
29/09/2011
20
Circuito del Inyector - Inicio de Inyección
Carga de corriente es de
11 to 12 Amps
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
60
Circuito del Inyector - Inyección
Corriente constante o
mantenida de 2 to 3 Amps
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
61
Sensores
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
62
29/09/2011
21
Sensores NE & G
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
63
Sensor NE 1) Sensor de Revolución NE (sensor de ángulo del cigueñal)
Cuando el orificio señal en el volante pasa por el sensor, las líneas de
fuerza magnética pasando a través de la bobina cambian y se genera un
voltaje en la bobina.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
64
Sensor NE Orificios señales estan ubicados en el volante cada 7.5 grados, pero
hay 3 lugares donde no existen orificios, por lo que hay un total de 45
orificios de señales. Por tanto, por cada 2 vueltas del motor, 90 se
generan 90 pulsos.
De esta señal, se detecta la velocidad del motor y el ángulo del
cigueñal para cada 7.5 grados.
Espiga para alinear la volante
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
65
29/09/2011
22
Sensor G
Sensor de revolución G
(sensor de juicio del cilindro) de
la bomba de alta presión
De la misma forma que el sensor
de revoluciones NE, el cambio en
la línea de fuerzas magnéticas
pasando a través de a bobina es
usada para generar un voltaje.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
66
Sensor G
El engrane en forma de disco provisto en el centro del árbol de levas de
la bomba de alta presión tiene dientes cortados(se ha hecho una
muesca) cada120° (con respecto al cigüeñal) o cada 60° del disco,
además, hay un diente extra en un punto. Por tanto, por cada 2 vueltas
del motor (cigüeña), existen 7 pulsaciones de salida. La combinación de
los pulsos del sensor de revoluciones NE y los pulsos del sensor de
revoluciones G se reconocen como las pulsaciones estándar del cilindro
No. 1 .
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
67
Sensor de Velocidad de la Máquina
Sensor de revoluciones del motor para el controlador de la máquina, no
es parte del sistema de control del CR. Toma lectura de dientes del
volante.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
68
29/09/2011
23
TPS
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
69
Sensores -Sensor Temperatura de Combustible
El sensor de temperatura del combustible detecta la temperatura del
combustible y envía esta al ECU. El sensor tiene una resistencia
térmica la cual cambia el valor de la resistencia acorde con la
temperatura. Esta aplica voltage a la resistencia y detecta con el
voltage dividido en el valor de la resistencia en la computadora y el
valor de la resistencia del resistor.
ECM utiliza 80 °C para el
cálculo en el evento que el
sensor falle
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
70
Sensores -Sensor de Temperatura del Combustible
Conforme la temperatura del combustible aumenta, el ECM reduce la
entrega de combustible en 4-6 % entre 50 °C y 70 °C. La temperatura
Máxima de combustible es 80 °C.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
71
29/09/2011
24
Inyectores
Sección 4
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
72
ECM Energiza los Inyectores
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
73
Resumen La función de los inyectores es inyectar combustible a alta
presión desde el CR de acuerdo con la señal recibida del
ECU dentro de la cámara de combustión del motor, con un
tiempo de inyección óptimo, cantidad de combustible,
proporción de inyección y condición de pulverizado.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
74
29/09/2011
25
ECM Circuito que Energiza los Inyectores
Voltaje a Inyectores
es 110 a 130 Volts
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
75
Cicuito de Inyectores - Inicio de Inyección
Carga o salida de
corriente 11 a 12 Amps
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
76
Circuito de Inyector - Inyección
Corriente constante o
mantenida 2 a 3 Amps
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
77
29/09/2011
26
Resumen La TWV (Válvula electromagnética de 2 vías) controla la presión en la
cámara de control con el objetivo de controlar el inicio y final de la
inyección.
TWV Off TWV On
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
78
Inyector - Componentes
1. Conector de Entrada
2. Terminal
3. Cuerpo superior
4. Solenoide
5. Cuerpo exterior
6. Oificio de Salida
7. Orifio de Entrada
8. Cámara de Control de
Presión
9. Pistón de Mando
10. Resorte
11. Pasador
12. Tobera Ensamblada
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
79
Inyector - Componentes TWV Off
Injector Tip
Closed
TWV Off
Válvula cerrada
El pistón
hidráulico
transmite la
fuerza a la
válvula de aguja
de la tobera de
acuerdo con la
presión en la
cámara de
control.
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
80
29/09/2011
27
Inyector - Componentes TWV On
Injector Tip
Open
TWV On
Válvula abierta
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
81
Control de gasto del combustible Inyectado
EL diseño actual utiliza
inyección dividida para
arranques en frío.
Los motores Komatsu
pueden usar inyección
piloto para cumplir con
las futuras demandas
de emisión
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
82
Instalación del Cable
Es importante que los cables
de los inyectores no
interfieran con el mando de
las válvulas Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
83
29/09/2011
28
84
Sistema Combustible HPCR
Sección 5
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
85
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Sistema de Combustible
Información General
Sistema de Combustible de Riel Común Cummins El sistema de combustible es uno de inyección de riel común de alta presión.
Se usa un riel del combustible para almacenar combustible presurizado para
inyección del combustible. Hay cuatro componentes que proporcionan o
reciben entrada para el módulo de control electrónico (ECM). El ECM
energiza la bomba eléctrica de elevación del combustible (localizada atrás del
ECM) aproximadamente por 30 segundos al conectarse la llave para cebar el
sistema de combustible. El actuador normalmente abierto de la bomba del
combustible, recibe una señal de ancho de impulso modulado (PWM) desde
el ECM para abrir o cerrar, en respuesta a la señal del sensor de presión del
riel del combustible. Los inyectores tienen solenoides individuales. El ECM
alimenta individualmente a cada inyector para proporcionar dosificación de
combustible a cada cilindro.
86
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
29/09/2011
29
87
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
La bomba de combustible de alta presión puede dividirse en cuatro
ensambles distintos. Ellos son la bomba de engranes del combustible,
carcasa del actuador de la bomba de combustible, carcasa del árbol de
levas, y cabeza de la bomba de combustible de alta presión. El combustible
fluye por la bomba de engranes a un filtro del lado de presión de 3 micras.
Después del filtro del lado de presión, el combustible entra a la carcasa del
actuador de la bomba de combustible. La carcasa del actuador de la bomba
de combustible incluye una conexión de purga de aire y el actuador de la
bomba de combustible. Algún combustible regresa continuamente al drenado
a través de la conexión con orificio de purga de aire. El combustible que es
dosificado a través del actuador de la bomba de combustible entra a la
cabeza de la bomba de combustible de alta presión, donde es bombeado a
presión del riel del combustible y sale en la conexión de salida de alta
presión.
88
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
89
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Se usa una bomba de levante para cebar la bomba de engranes en el
arranque. La bomba de levante funciona por aproximadamente 30 segundos
después de conectar la llave. Una vez que el motor arranca, la bomba de
engranes es capaz de mantener el cebado sin ninguna asistencia de la
bomba de levante.
El ECM y la placa de enfriamiento del ECM deben desmontarse para tener
acceso a la bomba de levante y a las líneas de combustible de la bomba de
levante. Esto se realiza desconectando primero los arneses del motor y las
líneas del combustible estilo desconexión rápida. La remoción de los tornillos
de la placa de enfriamiento del ECM permite que el ECM, placa de
enfriamiento, bomba de levante y tubería de la bomba de levante sean
desmontados como un ensamble.
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
29/09/2011
30
90
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
91
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
La salida de la bomba de engranes se dirige a un filtro de combustible de 3
micras. El combustible filtrado regresa a la carcasa del actuador de la
bomba de combustible.
La bomba de alta presión es impulsada por el árbol de levas del motor. La
bomba de engranes es impulsada por el árbol de levas de la bomba a
través de un acoplamiento interno.
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
92
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Cada uno de los dos émbolos de bombeo es impulsado por un árbol de
levas de tres lóbulos. El árbol de levas está colocado en el módulo de
carcasa de árbol de levas por cojinetes de rodillos cónicos. Los cojinetes
que soportan el árbol de levas, así como también los levantaválvulas,
rodillos y el árbol de levas mismo son lubricados con aceite para motor.
Estos son los únicos componentes en la bomba lubricados con aceite del
motor.
El aceite del motor a la bomba de alta presión es suministrado a través de
un taladro en la carcasa de engranes del motor. El aceite pasa de la
carcasa de engranes del motor a la carcasa del árbol de levas de la bomba
de alta presión. Un arosello pequeño en un receso en la parte posterior de
la carcasa de engranes del motor sella este pasaje.
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
29/09/2011
31
93
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
94
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Combustible presurizado desde la
bomba de engranes es
suministrado al actuador de la
bomba de combustible. El actuador
de la bomba de combustible es
abierto o cerrado por el ECM para
mantener la presión apropiada del
riel del combustible.
Una conexión con orificio de purga
de aire en la carcasa del actuador
de la bomba de combustible ayuda
a purgar el aire del suministro de
combustible. Debido a la conexión
con orificio de purga de aire, algo
del combustible que es
suministrado por la bomba de
engranes regresará al drenado en
todo momento.
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
95
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
El combustible que es dosificado al
pasar el actuador de la bomba de
combustible, entra al taladro de
entrada de la bomba de
combustible de alta presión, pasa
la válvula check de entrada y llena
la cámara de bombeo presionando
hacia abajo al émbolo de bombeo.
Cuando el árbol de levas empuja el
émbolo de bombeo hacia arriba, el
combustible alcanza presión del riel
y causa que la válvula check de
salida se eleve. El combustible
entra entonces al taladro de salida
de la bomba de combustible y sale
de la línea de combustible de alta
presión al riel del combustible.
Sistema de Combustible de Riel Común
Cummins
29/09/2011
32
96
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Diagrama de Flujo, Sistema de
Combustible
1. Combustible del tanque de
suministro
2. Filtro de combustible y
separador de agua
3. Conexión de suministro de
combustible del OEM
4. Suministro de combustible a la
bomba de levante del
combustible montada al ECM
5. Placa de enfriamiento del ECM
6. Bomba de levante del
combustible montada al ECM
7. Salida de combustible de la
bomba de levante del
combustible montada al ECM
97
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Diagrama de Flujo, Sistema de
Combustible 8. Bomba de engranes del
combustible
9. Combustible de la bomba de
engranes al filtro de combustible
10. Filtro de combustible primario
11. Entrada de combustible al
actuador de la bomba de
combustible
12. Bomba de combustible de
alta presión
13. Salida de combustible de la
bomba de alta presión
14. Conexión del flujo de drenado
de la bomba de alta presión
15. Riel del combustible
16. Líneas de suministro de alta
presión del inyector
98
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Diagrama de Flujo, Sistema de
Combustible
17. Conector del combustible de alta presión
18. Inyector de combustible
19. Válvula de alivio de presión del combustible
20. Línea del flujo de drenado del inyector de combustible
21. Retorno de combustible a los tanques de suministro
29/09/2011
33
99
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Diagrama de Flujo, Sistema de
Combustible
100
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Los sistemas de combustible de riel común de alta presión usan inyectores
accionados por solenoide. El combustible de alta presión fluye hacia el lado
del inyector. Cuando el solenoide es activado, una aguja interna se eleva y
el combustible es inyectado. Las tolerancias en el barreno de la boquilla son
extremadamente pequeñas y cualquier suciedad o contaminante puede
causar que el inyector se pegue. Esto es por lo que es importante limpiar
alrededor de todas las conexiones de combustible antes de dar servicio al
sistema de combustible. También, tape o cubra cualquier conexión de
combustible abierta antes de efectuar una reparación del sistema de
combustible.
Inyectores y Líneas de Combustible –
Resumen
101
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
El combustible de alta presión es suministrado al inyector desde el riel del
combustible por una línea de suministro del inyector y un conector de
combustible. El conector de combustible empuja contra el cuerpo del
inyector cuando la tuerca del conector de combustible es apretada. La línea
de suministro del inyector es entonces conectada al conector de
combustible.
El torque y secuencia para esta unión es crítico. Si la tuerca o la línea se
aprietan de menos, las superficies pueden no sellar y resultar en una fuga
de combustible de alta presión. Si la tuerca se aprieta de más, el conector y
el inyector se deforman y pueden causar una fuga de combustible de alta
presión. Esta fuga será dentro de la cabeza y no será visible. El resultado
será un código de falla, baja potencia, o la imposibilidad de arrancar.
Inyectores y Líneas de Combustible –
Resumen
29/09/2011
34
102
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Inyectores y Líneas de Combustible –
Resumen
Si el inyector no está
completamente asentado
antes de la instalación del
conector de alta presión, la
unión no sellará.
103
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
El conector de combustible contiene un filtro de corte que rompe pequeños
contaminantes que entran al sistema de combustible.
Los filtros de corte no son un sustituto para la limpieza y para cubrir todas
las conexiones del sistema de combustible durante la reparación.
Asegúrese de tapar o cubrir todas las conexiones y puertos del combustible.
Inyectores y Líneas de Combustible –
Resumen
104
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Inyectores y Líneas de Combustible –
Resumen
29/09/2011
35
105
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Todos los inyectores son alimentados en un taladro de retorno común
contenido dentro de la cabeza de cilindros. Cualquier combustible excesivo
es regresado al tanque vía este taladro y la línea de retorno conectada a la
parte trasera de la cabeza de cilindros. Una válvula de contrapresión está
colocada en la parte posterior de la cabeza de cilindros, donde la línea de
drenado se conecta.
El módulo de control electrónico (ECM) controla la dosificación de
combustible del motor accionando los solenoides de los inyectores. Un
impulso electrónico es enviado a los solenoides para levantar la aguja e
iniciar el evento de inyección. Controlando electrónicamente los inyectores,
hay un control más preciso y exacto de la cantidad de dosificación de
combustible y de la sincronización. También, pueden alcanzarse eventos de
inyección múltiple controlando electrónicamente los inyectores.
Inyectores y Líneas de Combustible –
Resumen
106
Inyectores y Líneas de Combustible
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
107
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Inyectores y Líneas de Combustible –
Resumen
29/09/2011
36
108
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Filtros de Combustible
Los motores cubiertos en este manual requieren que los fabricantes de
equipo original (OEM) monten un filtro de succión de 10 micras antes de la
conexión de suministro de combustible del OEM atrás del bloque del motor.
El filtro de 10 micras efectúa la separación del agua e incluye un sensor de
agua en el combustible. El sensor de agua en el combustible debe estar
instalado. Si no, una lámpara de advertencia de código de falla estará
activa.
Los motores cubiertos en este manual también incluyen un filtro de
combustible de 3 micras en el lado de presión. El filtro del lado de presión
estará colocado corriente abajo de la bomba de engranes, antes de la
entrada de la bomba de combustible de alta presión. Si se experimenta una
falla de agua en el combustible, drene el filtro separador de agua y
reemplace el filtro de combustible del lado de presión.
Inyectores y Líneas de Combustible –
Resumen
109
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Filtros de Combustible
110
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
El sistema de alimentación de combustible esta dividido en circuito de baja
presión y circuito de alta presión.
El circuito de baja presión esta compuesto por:
- Filtro de Combustible
- Electrobomba auxiliar de combustible
- Depósito de Combustible
- Pre-filtro(separador de agua)
- Bomba de Engranaje
- Tubos de Alimentación de baja Presión
Bomba de Combustible (Bomba inyectora)
29/09/2011
37
111
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
El sistema de alimentación de combustible esta dividido en circuito de baja
presión y circuito de alta presión.
El circuito de alta presión esta compuesto por:
- Bomba de alta presión
- Tubos de alta presión
- Los inyectores
- Rampa de combustible
Bomba de Combustible (Bomba inyectora)
112
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Esta bomba de alta presión utilizada en el motor SAA6D114E-3 instalada en
el D65EX-15E0 es accionada por el motor, siendo arrastrada por la polea
motora. La bomba no necesita colocación de sincronismo con respecto al
punto de encendido, ya que el mismo es controlado por el controlador. La
bomba eleva la presión de combustible hasta + 1600bar.
La misma se compone de un eje con una leva que acciona a través de
pistones ubicados en forma radial o lineal. La bomba de alta presión es
lubricada por el mismo combustible, que pasa por conductos de lubricación
que se encuentran en bancadas del eje de la bomba.
La válvula que permite la aspiración del gasoil es del tipo de disco, y la
válvula de envío de combustible a presión es del tipo de bola de obturación.
Bomba de Combustible (Bomba inyectora)
113
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Bomba de Combustible (Bomba inyectora)
Componentes de la bomba de combustible
29/09/2011
38
114
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Regulador de presión (Actuador)
Esta montado en la bomba de alta presión y
comandada por el controlador de inyección,
regula la presión de alimentación de
combustible a los inyectores.
El regulador de presión es la unidad de control
de la presión de la bomba.
La regulación de la cantidad, viene dada por la
corriente eléctrica mediante una modulación de
impulsos - PWM - dirigida por el controlador.
El regulador de presión no tiene funciones de
cierre del circuito. Para considerar su
respectivo mantenimiento no se cambia, en
caso de mal funcionamiento del mismo es
necesario cambiar la bomba de alta presión
completa El motivo es la dificultad de probar el
funcionamiento de dicho componente
individualmente y la ausencia de sistemas de
medición del mismo. La resistencia del
regulador de presión es igual a 2,4 ohm.
115
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
• La resistencia
máxima es 5 ohms.
• Recibe alimentación
de 12V
Regulador de presión (Actuador)
116
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Circuito relacionado con el accionador de
la bomba de suministro de combustible
29/09/2011
39
Bomba de Levante El circuito es un controlador modulado
de ancho de pulso en el módulo de
control electrónico (ECM) que controla
la bomba de elevación de combustible
eléctrica. La bomba de levante está
aterrizada en el ECM.
Revise si hay un circuito abierto en la
bomba de levante eléctrica de control
del combustible. La resistencia debe ser
menos de 10 ohm.
Mida el voltaje entre el pin de
ALIMENTACION de la bomba de levante
del combustible y el pin de RETORNO
de la bomba de levante del combustible,
en el conector de la bomba de levante
del arnés del motor.
El voltaje debe estar entre 2.5 y 5.0
VCD. (Llave en ON)
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
117
Sincronización de la Bomba del Combustible
118
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A
Si existe una reclamación por mal desempeño de la bomba de combustible,
y el problema ocurrió primero después de desmontaje y reemplazo del tren
de engranes, entonces revise la sincronización entre el engrane del árbol de
levas y el engrane del cigüeñal y entre el engrane del árbol de levas y el
engrane impulsor de la bomba del combustible.
Gracias
119
Kom
ats
u M
itsui M
aquin
arias P
erú
S.A