Operación de Sistemas
C4.4 Engines for Caterpillar Built Machines
Inyección de combustible
SMCS - 1251; 1252; 1253; 1254; 1281
Introducción (Inyección de combustible)
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Producto: BACKHOE LOADER Modelo: 420E BACKHOE LOADER PRA
Configuración: 420E Backhoe Loader Single Tilt PRA00001-UP (MACHINE) POWERED BY C4.4 Engine
Número de medio -KENR6643-06 Fecha de publicación -01/11/2009 Fecha de actualización -17/11/2009
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Sistema de combustible de baja presión
Ilustración 1 g01336305
Diagrama del sistema básico de combustible (ejemplo típico) (1) Inyector unitario electrónico
(2) Solenoide para la bomba de inyección de combustible (3) Válvula de descarga de gases del escape (si tiene) (4) Sensor secundario de velocidad/sincronización (5) Bomba de inyección de combustible
(6) Sensor primario de velocidad/sincronización (7) Sensor de presión del múltiple de admisión (8) Sensor de presión del colector de combustible (9) Sensor de la presión de aceite del motor
(10) Sensor de temperatura del múltiple de admisión (11) Sensor de temperatura del refrigerante
(12) Conector de diagnóstico
Ilustración 2 g01447330 Sistema de combustible de baja presión (ejemplo típico)
(1) Filtro primario de combustible (2) Separador de agua
(3) Bomba de transferencia de combustible (4) ECM enfriado por el combustible. (5) Enfriador del combustible (optativo) (6) Filtro secundario de combustible (7) Bomba de inyección de combustible
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El combustible se extrae del tanque de combustible (E) a través de un filtro primario de combustible (1) y del separador de agua (2) a la bomba de transferencia (3). La bomba de transferencia aumenta la presión del combustible hasta 25 kPa (3,6260 lb/pulg²). El combustible se bombea a través del enfriador del combustible (optativo) (5) al ECM (4). El combustible enfría el ECM. El combustible pasa desde el ECM hasta el filtro secundario del combustible (6). Los filtros de combustible extraen las partículas del combustible a fin de impedir la contaminación de los componentes de alta presión en el sistema de combustible. El combustible pasa desde el filtro de combustible a la bomba de inyección de combustible (7). El combustible se bombea a una presión aumentada al colector de combustible a alta presión. El exceso de combustible de la bomba de combustible a alta presión regresa al tanque a través de una válvula de no retorno. Hay un orificio pequeño en la base del filtro del combustible para purgar todo el aire de regreso al tanque.
La fuga de combustible de los inyectores unitarios electrónicos regresa desde una conexión en la culata de cilindros hasta el lado de presión de la bomba de transferencia.
Sistema de combustible de alta presión
(A) Salida para el combustible de alta presión al colector de combustible de alta presión
(B) Retorno de la Válvula de Alivio de Presión (PRV) en el colector de combustible de alta presión (C) Retorno al tanque de combustible
(D) Retorno de los Inyectores Unitarios Electrónicos (E) Combustible de entrada del tanque de combustible
La bomba de inyección de combustible (7) alimenta combustible al colector de combustible a alta presión (2). El combustible está a una presión de 70 MPa (10.152,7 lb/pulg²) a 130 MPa (18.855 lb/pulg²). Un sensor de la presión (3) en el colector del combustible a alta presión (2) vigila la presión del combustible en el colector de combustible a alta presión (2). El ECM controla un solenoide (6) en la bomba de inyección de combustible (7) para mantener la presión real en el colector del combustible a alta presión (2) al nivel deseado. El combustible a alta presión está continuamente disponible en cada
Ilustración 3 g01451747
Sistema de combustible de alta presión (ejemplo típico) (1) Inyector unitario electrónico
(2) Colector del combustible a alta presión (3) Sensor de la presión del combustible
(4) Válvula de alivio de la presión del combustible (5) Bomba de transferencia del combustible
(6) Solenoide para la bomba de inyección de combustible (7) Bomba de inyección de combustible
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inyector. El ECM determina el tiempo correcto para la activación del inyector unitario electrónico correcto (1) lo cual permite que el combustible se inyecte en el cilindro. El combustible que escapa de cada inyector pasa dentro de una perforación taladrada a lo largo de la parte interior de la culata de cilindros. Hay una tubería conectada a la parte trasera de la culata de cilindros para retornar las fugas de combustible al lado de presión de la bomba de transferencia de combustible.
Componentes del sistema de inyección de combustible
El sistema de inyección de combustible tiene los siguientes componentes mecánicos:
Separador de agua/filtro primario Bomba de cebado de combustible Filtro secundario de combustible Bomba de inyección de combustible Inyectores de combustible
Colector de combustible Válvula de alivio de presión
Sensor de la presión del combustible
La lista siguiente contiene ejemplos del servicio y de las reparaciones cuando hay que cebar el sistema:
Se cambia un filtro de combustible. Se reemplaza una tubería de combustible.
Se reemplaza la bomba de inyección de combustible.
Separador de agua/filtro primario
El separador de agua/filtro primario está ubicado entre el tanque de combustible y la bomba de cebado.
La bomba tiene un émbolo (1) que se opera manualmente para cebar el sistema de combustible. El aire se purga del sistema de combustible hacia la tubería de retorno de combustible al tanque. La bomba de transferencia de combustible está ubicada en la bomba de inyección de combustible. Hay un drenaje de agua (2) instalado en la parte inferior del filtro a fin de eliminar toda el agua que haya contaminado el combustible.
La bomba eléctrica de cebado de combustible puede ser instalada en algunos motores.
Filtro secundario de combustible
Ilustración 4 g01448022
Bomba de cebado manual del combustible
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El filtro secundario de combustible (1) está ubicado después de la bomba de cebado. El filtro está siempre antes de la bomba de inyección de combustible.
Conjunto de bomba de combustible
El conjunto de bomba de combustible consta de una bomba de transferencia de baja presión (2) y una bomba de inyección de combustible de alta presión (1). El conjunto de bomba es impulsado por un engranaje en la caja delantera de sincronización, a la mitad de la velocidad del motor. La bomba de inyección de combustible tiene dos pistones impulsados por un árbol de levas. Hay una leva para cada pistón y cada leva tiene tres lóbulos. La bomba de inyección de combustible entrega un volumen de combustible cuatro veces por cada revolución. La carrera de los pistones es fija. El inyector sólo utilizará parte del combustible que se entrega por cada carrera de los pistones en la bomba. El ECM controla el solenoide de la bomba de inyección de combustible a fin de mantener la presión del colector de combustible en el nivel correcto. El solenoide permite que el exceso de combustible sea desviado lejos del colector de combustible y de regreso al tanque. Una característica de la bomba de inyección de combustible permite que el combustible regrese al tanque continuamente.
Bomba de inyección de combustible
Ilustración 5 g01460095
La bomba de inyección de combustible cumple las siguientes operaciones:
Generación de combustible a alta presión
La salida de la bomba de inyección de combustible es controlada por el ECM en respuesta a los cambios en la presión del combustible.
Bomba de transferencia de combustible
Ilustración 6 g01336313
Ejemplo típico
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La bomba de transferencia de combustible es un componente que puede recibir servicio.
La bomba de transferencia de combustible proporciona una presión de combustible relativamente baja a la bomba de inyección de combustible. La bomba de transferencia de combustible tiene una válvula reguladora para controlar la presión baja. La bomba de transferencia de combustible hace circular el combustible a través del filtro primario y del filtro secundario del combustible. La bomba de
transferencia de combustible tiene una válvula de derivación de combustible para permitir que se cebe el sistema de combustible de baja presión.
Dispositivo de corte
El motor se para mediante interrupción del suministro de combustible. El módulo de control electrónico del motor (ECM) especifica la cantidad de combustible. La cantidad del combustible requerida por el ECM se ajusta a cero.
Control
El ECM determina la cantidad, la sincronización y la presión del combustible a inyectar en el inyector de combustible.
El ECM utiliza la entrada de señal de los sensores del motor. Estos sensores incluyen los sensores de velocidad/sincronización y los sensores de presión.
El ECM controla la presión de combustible mediante el aumento o disminución del flujo de combustible de la bomba de inyección de combustible. El ECM controla la sincronización y el flujo de combustible accionando el solenoide del inyector.
La cantidad de combustible es proporcional a la duración de la señal al solenoide del inyector.
Inyectores de combustible
Ilustración 8 g01216984
Control electrónico del sistema de combustible (ejemplo típico)
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Los inyectores de combustible no admiten servicio.
Cuando el ECM envía una señal al solenoide del inyector, una válvula dentro del inyector se abre. La válvula permite que el combustible a alta presión del colector de combustible entre en el inyector. La presión del combustible empuja la válvula de aguja y un resorte. Cuando la fuerza de la presión de combustible sea mayor que la fuerza del resorte, la válvula de aguja se levantará.
Una válvula de solenoide en el inyector controla la sincronización y duración de la inyección. La válvula tiene dos posiciones. En la posición cerrada, la válvula cierra la entrada al inyector. En esta posición, se permite que el combustible que esté por encima de la aguja del inyector se descargue a través del orificio de fuga.
En la posición abierta, la válvula abre la entrada al inyector. Simultáneamente, la válvula cierra el orificio de fuga para permitir que el combustible a alta presión fluya hacia la aguja. Cuando se cierra la válvula de solenoide, parte del combustible escapa más allá de la válvula para descargarse a través del orificio de fuga. Siempre fluye un cierto volumen de combustible desde el orificio de fuga. Si el
volumen de combustible aumenta por encima de un nivel crítico, la bomba de combustible a alta presión no será capaz de mantener la presión en el colector de combustible. El inyector unitario electrónico defectuoso tiene que ser identificado y reemplazado.
Cuando la señal al inyector termina, la válvula se cierra. El combustible en el inyector cambia a una presión baja. Cuando caiga la presión, la válvula de aguja se cerrará y el ciclo de inyección se detendrá. Cuando la válvula de aguja se abra, el combustible a alta presión entrará al cilindro a través de los orificios de la boquilla. El combustible se inyecta en el cilindro a través de los orificios de la boquilla como un rociado muy fino.
La válvula de aguja tiene un encaje preciso con la parte interior de la boquilla. Esto produce un sellado positivo para la válvula.
Colector del combustible
El colector de combustible (1) almacena el combustible a alta presión de la bomba de inyección de combustible. El combustible a alta presión fluirá a los inyectores.
El sensor de presión del combustible (2) mide la presión en el colector del combustible (1) . La válvula de alivio (3) evitará que la presión del combustible se haga demasiado alta.
Ilustración 10 g01451745
Ejemplo típico
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