Sistemas de combustible del motor
Lección 2: Ajustes del sistema de combustible
Introducción
Esta lección comenzará con una revisión de la operación del regulador del nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal y la operación del control de la relación de aire-combustible ya vista en la clase del sistema del combustible. Es necesario entender la operación del regulador para realizar los ajustes del sistema de combustible durante las prácticas de taller.
Objetivos
Al terminar esta lección, el estudiante podrá:
• Realizar procedimientos de ajuste del sistema de combustible, usando herramientas apropiadas relacionadas con el sistema de combustible durante una práctica de taller.
• Explicar de qué manera los ajustes al sistema de combustible afectan el par y la potencia del motor.
Materiales de referencia
Uso del grupo de herramientas de ajuste del
regulador 6V6070 SSHS8024 Uso del grupo indicador de posición electrónico
8T1000 (optativo) SSHS8623 Uso del sistema monitor de flujo de combustible
Caterpillar SEHS8874 o
Uso del sistema de medición de flujo de combustible
y tasa de combustión 179-0710 Caterpillar NEHS0776 Manual de Servicio del Motor Diesel 3406B
para camión SEBR0544 Uso del grupo multitacómetro II 9U7400 NSHS0605 Referencia del Rendimiento del Motor LEXT1044
Herramientas
9U7400 (6V4060) Grupo multitacómetro II
6V6070 Grupo de herramientas de ajuste del regulador 8T1000 Grupo indicador de posición electrónico (optativo) 1U5450 Sistema monitor del flujo de combustible
o
179-0710 Sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión
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Fig.5.2.1 Componentes del nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal
Este corte del nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal muestra los componentes del regulador (1), el control de la relación aire-combustible (2) y parte del conjunto del émbolo y tambor (3).
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Fig. 5.2.2 Cremallera en el punto de carga plena
En el punto en que el tornillo de la cremallera entra en contacto completo con el resorte de par, la cremallera está en el punto de carga plena (regulada). A medida que la demanda de potencia aumenta, con la cremallera en la posición regulada, la velocidad del motor
disminuye cuando entra en sobrecarga (acelerador pleno con rpm menores que rpm reguladas). Dependiendo de la rigidez del resorte de par, en algún punto el resorte del regulador hace que el tornillo de la cremallera comience a comprimir el resorte de par. A medida que esto ocurre, la posición de la cremallera aumenta y permite inyectar más combustible por carrera. Este aumento en la posición de la cremallera continúa hasta que el tornillo de par hace contacto con el collar de tope. Ésta es la posición de par máximo de la cremallera y,
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Fig. 5.2.3 Cremallera de movimiento hacia la posición de DESACTIVACIÓN DE COMBUSTIBLE
Los contrapesos se elevan a medida que las rpm aumentan. Esto mueve el levantador para comprimir el resorte del regulador, y la palanca pivotante mueve el manguito y el carrete a la dirección de “DESACTIVACIÓN DE COMBUSTIBLE” .
Fig 5.2.4 Cremallera en movimiento hacia la posición de ACTIVACIÓN DE COMBUSTIBLE
Si el motor disminuye su velocidad, los contrapesos bajan, lo que hace que se mueva el levantador y se separe del resorte del regulador, y la palanca pivotante moverá el manguito y el carrete hacia la dirección de “ACTIVACIÓ N DE COMBUSTIBLE”.
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Fig.. 5.2.5 Control de la relación de aire-combustible
El control de relación de aire-combustible, montado en la parte trasera de la caja del regulador, limita el humo y mejora la economía de combustible durante la aceleración rápida. Esto lo hace
controlando el movimiento de la cremallera en la dirección de “AUMENTO DE COMBUSTIBLE” hasta que haya suficiente aire (presión de refuerzo) para permitir la combustión completa en los cilindros. Cuando el control de relación de aire-combustible (FRC) se ajusta apropiadamente, también minimiza la cantidad de hollín en el motor.
Fig. 5.2.6 Operación del control de la relación de aire-combustible.
Un vástago se extiende del control de la relación de combustible. Este vástago se ajusta en una muesca en la palanca que hace contacto con el extremo de la cremallera en la servoválvula. Un diafragma en el control detecta la presión de entrada de aire (de refuerzo). El
diafragma empuja contra un resorte y un carrete. El movimiento del carrete controla el flujo de aceite que mueve un pistón conectado al vástago.
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P o te n c ia Velocidad de carga plena especificada Punto de control rpm de velocidad alta en vacío de motor básico
Velocidad del motor
Fig. 5.2.7 Curva de rendimiento
Para ilustrar el rendimiento del motor en relación con los ajustes del sistema de combustible del motor, se usa una curva de rendimiento (que tiene forma de carpa).
Las rpm de velocidad alta en vacío de un motor no es una especificación ajustada, sino el resultado de tres factores:
1. Las rpm del punto de control del motor (ajustado con el tornillo de velocidad alta en vacío).
2. Las diferencias en los resortes y en los pesos del regulador. 3. Las cargas parásitas (accesorias) del motor (ventilador,
alternador, compresores de aire, bombas, BrakeSaver, etc). Las rpm de velocidad alta en vacío se encuentran estampadas en la placa de información del motor o en la lista de la información de ajuste del sistema de combustible. Los datos de la placa de información del motor se deben usar para todas las referencias, si están disponibles.
En la medición del punto de control de un motor diesel Caterpillar, las rpm de carga plena real se puede determinar dentro de +/- 10 rpm. El punto de control de un motor corresponde a:
1. Las rpm de carga plena + 20 rpm.
2. El punto en que el motor deja la condición de sobrevelocidad (regulada), pero todavía no ha alcanzado la condición de sobrecarga (no regulada).
3. El punto en que el pasador de tope de carga o el collar de tope de la cremallera comienza a tocar el resorte de par o la barra de tope (hace contacto aproximadamente el 10% del tiempo). La velocidad de carga plena es el punto en que el tornillo de la cremallera hace contacto primero con el resorte de par y el motor desarrolla la potencia nominal y anunciada.
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Velocidad de carga plena especificada Punto de control Caída rpm alta m P o te n c ia de velocidad en vacío de motor básico
Velocidad del motor
Fig.5.2.8 Curva de rendimiento (caída)
La sobrevelocidad del regulador (caída) es la diferencia entre la velocidad alta en vacío y la velocidad en carga plena. La
sobrevelocidad está controlada por el valor del resorte del regulador. Los resortes de refuerzo suministran una sobrevelocidad mayor. % de sobrevelocidad = (rpm de velocidad alta en vacío - rpm de carga plena / rpm de carga plena) x 100%.
La sobrevelocidad normal para camiones mecánicos es 7% a 10%. La sobrevelocidad es cualquier rpm por encima de la velocidad alta en vacío no controlada por el regulador.
La sobrecarga ocurre en cualquier rpm por debajo de la velocidad de carga plena con el acelerador completamente abierto. La sobrecarga significa que el motor no puede acelerar por causa de la carga.
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P o te n c ia Velocidad de carga plena especificada Punto de control rpm de velocidad alta en vacío de motor básico
Velocidad del motor
Fig. 5.2.9 Curva de rendimiento (la HP nominal ocurre en la velocidad de carga plena)
La potencia nominal ocurre en la velocidad de carga plena.
Dependiendo del resorte de par, la potencia podría aumentar a medida que el motor entre en sobrecarga. La potencia puede disminuir
gradualmente durante algunos centenares de rpm y después comenzar a caer rápidamente.
La potencia se calcula, en vez de medirse directamente HP = Par x rpm/5.252 y
HP = Tasa de flujo x Densidad de combustible/BSFC (consumo específico de combustible al freno)
Par
Cantidad de trabajo que un motor puede hacer
Par = hp x 5.252/rpm
Fig.5.2.10 Fórmula de par
El par es la medición de la cantidad de trabajo que un motor puede hacer. El par generalmente se mide, pero se puede calcular.
Par = hp x 5.252/rpm
El par nominal es el par a velocidad de carga plena. El par máximo es el que generalmente se presenta en unos 2/3 de la velocidad de carga plena. El par aumenta a medida que las rpm disminuyen. La mayor eficiencia de combustión, debido a mayor tiempo de combustión, y las menores cargas de fricción son las causas del aumento de par a rpm menores. A medida que el par aumenta, el calor del motor aumenta, debido a pérdidas en las rpm de la bomba de agua y la bomba de aceite. La elevación de par es el porcentaje de ganancia de par desde el par nominal hasta el par máximo.
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