Tesis de Gestión del Mantenimiento presentada al PEPP Tecsup-Arequipa (2009)

(1)

IMPLEMENTACIÓN DEL RCM EN EL

PLANEAMIENTO Y GESTIÓN

ESTRATÉGICA DEL ÁREA DE

MANTENIMIENTO DE LA EMPRESA DE

TRANSPORTES HAGEMSA S.A.C.

GABRIELA SIRENA A., RIMBERT SUÁREZ P.,

MARCIAL ASCENCIO V.

Tesis presentada a la dirección del programa de especialización para profesionales como requisito para optar el grado de Especialista en Gestión del Mantenimiento de Equipo Pesado

Profesor asesor: JUAN ROLDÁN

Arequipa, Perú, Diciembre del 2009

TECSUP

(2)

IMPLEMENTACIÓN DEL RCM EN EL

PLANEAMIENTO Y GESTIÓN

ESTRATÉGICA DEL ÁREA DE

MANTENIMIENTO DE LA EMPRESA DE

TRANSPORTES HAGEMSA S.A.C.

GABRIELA SIRENA A., RIMBERT SUÁREZ P.,

MARCIAL ASCENCIO V.

Comité de Evaluación:

Víctor Orué

Rommel Valcárcel

Jorge Rodríguez

TECSUP

PEPP

(3)

(4)

Índice de contenido

1 INTRODUCCIÓN...19

1.1 Definición del Problema/Descripción del Problema...19

1.2 Objetivos...19

1.3 Alcances y limitaciones...19

1.4 Organización del Documento...19

1.5 Justificación...19

2 MARCO TEÓRICO...21

2.1 Programa de mantenimiento centrado en la confiabilidad...21

2.2 Sistemas del motor...22

2.3 Análisis del costo del ciclo de vida LCCA...69

3 GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO...71

3.1 Generalidades ...71

3.2 Organigrama del departamento de mantenimiento...71

3.3 Descripción de obligaciones y atribuciones del organigrama del departamento de mantenimiento...71

3.4 Tiempo muerto o de paro...72

3.5 El personal de vigilancia ...72

3.6 Los supervisores de patio ...72

3.7 Diagnóstico de las fallas. ...73

3.8 Pedido de repuestos ...73

3.9 Reparación...73

3.10 De las tareas de mantenimiento...73

3.11 Salida de las unidades...75

3.12 Flujograma del proceso de reparación...75

3.13 Identificación de los problemas actuales...75

3.14 Análisis FODA del departamento de mantenimiento...77

3.15 Análisis estadístico de la maquinaria y equipo que utiliza motor electrónico...77

3.16 Estructura de información y decisión...78

3.17 Disposición de áreas...78

3.18 Descripción del proceso de mantenimiento...78

4 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD...79

(5)

4.3 Objetivos del RCM...79

4.4 Ventajas del RCM...79

4.5 Implantación del plan de mantenimiento...79

4.6 Selección del problema al analizar...80

4.7 División del proceso en nivel de detalle...80

4.8 Definición de los límites de sistemas y listado de componentes de cada sistema y subsistemas seleccionados en el análisis de criticidad...81

4.9 Propósitos...82

4.10 Equipo Natural de Trabajo...82

4.11 Análisis de criticidad basada en el riesgo...83

5 ANÁLISIS DE VIABILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA...110

5.1 Aclaración...110

5.2 Disclaimer...110

5.3.Caso de estudio SBAS-1A02: Falla del sensor de velocidad por cortocircuito...111

5.4.Caso de Estudio SBAS-1A02: Estratificación ácida de las baterías...114

5.5.Caso de estudio SBAS-1A03: Obstrucción de los filtros de combustible...121

5.6.Caso de Estudio SBAS-1A04: Rotura del cigüeñal por desbalance...127

5.7.Caso de Estudio SBAS-1A05: Cortocircuito en el solenoide de accionamiento del motor de arranque...135

5.8.Caso de Estudio SBAS-1A06: Avería o Rotura del Tanque de Combustible...141

5.9.Caso de Estudio SBAS-1A07: ECM del motor desconectado o defectuoso...145

5.10.Caso de Estudio SBAS-1A08: Cables y conexiones del motor de arranque corroídas ...146

5.11.Caso de Estudio SBAS-1A09: Dientes de la corona del volante rotos...147

5.12.Caso de Estudio SBAS-1A10: Conexiones eléctricas a los inyectores sueltas o corroídas...148

5.13.Caso de Estudio SBAS-1B01: Deterioro de las paletas del turbocompresor...149

5.14.Caso de Estudio SBAS-1B02: Obstrucción de los filtros de aire ...155

5.15.Caso de Estudio SBAS-1B04: Descalibración del sensor de presión atmosférica...162

5.16.Caso de Estudio SBAS-1B05: Desgaste acelerado de las válvulas de admisión y escape...169

5.17.Caso de Estudio SBAS-1B06: Descalibración de las válvulas de admisión y escape. 170 5.18.Caso de Estudio SBAS-1B07: Desgaste acelerado de los metales de bancada y cigüeñal...171

(6)

5.20.Caso de Estudio SBAS-1B10: Cigüeñal Roto o Desbalanceado...185

5.21.Estudio del caso SBAS-1B11: Sensor del pedal de aceleración malogrado...186

5.22.Estudio del caso SBAS-1B12: Presencia de aire en el sistema de combustible...187

5.23.Caso de Estudio SBAS-2A01: Correas del alternador averiadas o sueltas...188

5.24.Caso de Estudio SBAS 2A02: Cigüeñal Roto o Desbalanceado...189

5.25.Estudio del caso SBAS-2A03 : Dientes de la corona del volante rotos...190

5.26.Caso de Estudio SBAS-2B01: Correas del alternador sueltas...191

5.27.Caso de Estudio SBAS-2B02: Correas del ventilador sueltas ...192

5.28. Caso de estudio SBAS-3A01: Pistones agarrotados...193

5.29.Caso de estudio SBAS-3B02: Cilindro individual averiado...199

5.30.Caso de Estudio SBAS-3A03: Descalibración del sensor de presión atmosférica...200

5.31.Estudio del caso SBAS-3B01: Presencia de aire en el sistema de combustible...201

5.32.Caso de estudio SBAS-3B02: Cilindro individual averiado ...202

5.33.Caso de Estudio SBAS-4A02: ECM del Motor defectuoso...203

5.34.Caso de Estudio SCOM-1A01: Desgaste acelerado de la bomba de combustible ...204

5.35.Caso de Estudio SCOM-1A02: Mangueras de combustible averiado...206

5.36.Caso de estudio SCOM-1A03: Filtros de combustible obstruidos...207

5.37.Caso de Estudio SCOM-1A04: Avería o Rotura del Tanque de Combustible...208

5.38.Estudio del caso SCOM-1A05: Averías y deterioro de los sellos (O-ring) de los inyectores...209

5.39.Caso de Estudio SCOM-2A01: Desgaste prematuro de los engranes de la bomba de combustible...212

5.40.Caso de Estudio SCOM-2A02: Desgaste de la bomba de combustible por cavitación ...214

5.41.Caso de estudio SCOM-2A03 : Obstrucción de los filtros de combustible...215

5.42.Caso de estudio SCOM-3A01: Filtro primario de combustible obstruido ...216

5.43.Caso de estudio SCOM-3A02: Filtro secundario de combustible obstruido...218

5.44.Caso de Estudio SCOM-3B01: Avería y daño prematuro del filtro primario...219

5.45.Caso de Estudio SLUB-1A02: Desgaste prematuro de los engranes de la bomba de aceite...220

5.46.Caso de Estudio SLUB-1A03: Válvula limitadora de presión descalibrada...224

5.47.Caso de Estudio SLUB-1A04: Desgaste acelerado de los cojinetes de bancada y biela ...225

5.48.Caso de Estudio SLUB-1A05 :Aceite inadecuado por exceso de viscosidad...229

(7)

5.50.Caso de Estudio SLUB-1A07: Dilución de combustible y otras sustancias en el aceite

...234

5.51.Caso de estudio SLUB-1B01: Filtro de aceite obstruido...238

5.52.Caso de Estudio SLUB-1B02 :Aceite inadecuado por exceso de viscosidad...245

5.53.Caso de estudio SLUB-1B03: Filtro del respiradero obstruido...246

5.54.Caso de Estudio SLUB-1C02: Avería o Rotura del cárter de aceite...253

5.55.Caso de Estudio SLUB-1C03: Rotura de los engranajes de la bomba de aceite ...257

5.56.Caso de Estudio SLUB-2A01: Intervalos de cambio de filtro de aceite prolongado. . .260

5.57.Caso de Estudio SLUB-2A03: Sellos del cigüeñal dañado o rotas ...264

5.58.Caso de Estudio SLUB-2B01: Rotura del serpentín del enfriador de aceite...265

5.59.Caso de estudio SLUB-2B02: Filtro del respiradero obstruido...269

5.60.Caso de estudio SLUB-3A01: Válvula de derivación del enfriador averiada...270

5.61.Caso de estudio SLUB-3A02: Aceite inadecuado por exceso de viscosidad...271

5.62.Requerimientos para implementación del laboratorio...272

6 ANÁLISIS DEL COSTO DEL CICLO DE VIDA...277

6.1 Objetivos...277

6.2 Limitaciones del análisis...277

6.3 Identificación de alternativas...277

6.1 Estructura de desglose del coste...277

7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...283

7.1 CONCLUSIONES...283

7.2 RECOMENDACIONES...284

(8)

Índice de ilustraciones

Ilustración 1: Block del motor [Fuente: SISCAT]...22

Ilustración 2: Cigüeñal [Fuente: SISCAT]...23

Ilustración 3: Amortiguador de vibraciones y polea [Fuente: SISCAT]...23

Ilustración 4: Árbol de levas [Fuente: SISCAT]...24

Ilustración 5: Cárter [Fuente: SISCAT]...24

Ilustración 6: Conjunto de culata [Fuente: SISCAT]...25

Ilustración 7: Conjunto pistón-biela [Fuente: SISCAT]...26

Ilustración 8: Sistema de enfriamiento para un motor caliente [Fuente: SISCAT]...27

Ilustración 9: Flujo de refrigerante en el compresor de aire [Fuente: SISCAT]...29

Ilustración 10: Diagrama del sistema de enfriamiento con acondicionador de refrigerante [Fuente: SISCAT]...29

Ilustración 11: Diagrama del sistema de admisión de aire y de escape [Fuente: SISCAT]...31

Ilustración 12: Sistema de admisión de aire y escape [Fuente: SISCAT]...32

Ilustración 13: Turbocompresor (ejemplo típico) [Fuente SISCAT]...33

Ilustración 14: Turbocompresor con válvula de derivación de gases de escape [Fuente: SISCAT].34 Ilustración 15: Componentes del sistema de válvulas [Fuente: SISCAT]...35

Ilustración 16: Componentes del engranaje de sincronización [Fuente: SISCAT]...36

Ilustración 17: Ejemplo típico de la conexión a tierra alternativa desde la culata a la tierra de la batería [Fuente: SISCAT]...45

Ilustración 18: Sección transversal típica de un alternador [Fuente: SISCAT]...47

Ilustración 19: Solenoide [Fuente: SISCAT]...47

Ilustración 20: Sección transversal típica de un motor de arranque [Fuente: SISCAT]...49

Ilustración 21: Diagrama típico del sistema de combustible [Fuente: SISCAT]...49

Ilustración 22: Bomba de transferencia [Fuente SISCAT]...50

Ilustración 23: Lógica típica de control de velocidad del motor para camiones [Fuente: SISCAT]...53

Ilustración 24: Lógica típica para el control de velocidad del motor para maquinarias [Fuente: SISCAT]...53

Ilustración 25: Control típico del regulador electrónico para camiones [Fuente SISCAT]...54

Ilustración 26: Control típico para el regulador electrónico para maquinaria [Fuente: SISCAT]...55

Ilustración 27: inyector unitario electrónico [Fuente: SISCAT]...56

Ilustración 28: Inyector unitario electrónico [Fuente: SISCAT]...57

(9)

Ilustración 30: Mecanismo del inyector unitario [Fuente: SISCAT]...58

Ilustración 31: Inyector electrónico unitario [Fuente: SISCAT]...59

Ilustración 32: Componentes del sistema de lubricación [Fuente: SISCAT]...60

Ilustración 33: Flujo de aceite cuando el motor está caliente [Fuente: SISCAT]...61

Ilustración 34: Flujo de aceite cuando el motor está frío [Fuente: SISCAT]...62

Ilustración 35: Flujo de aceite cuando el motor está caliente [Fuente: SISCAT]...63

Ilustración 36: Flujo de aceite cuando el motor está en frío [Fuente: SISCAT]...64

Ilustración 37: Flujo de aceite por el enfriador de aceite [Fuente: SISCAT]...65

Ilustración 38: Flujo de aceite cuando el motor está caliente y el BrakeSaver está “CONECTADO” [Fuente: SISCAT]...65

Ilustración 39: Flujo de aceite cuando el motor está frío y el BraKeSaver está “DESCONECTADO” [Fuente: SISCAT]...66

Ilustración 40: Diagrama del flujo de aceite por el motor [Fuente: SISCAT]...67

Ilustración 41: Esquema del sensor de velocidad [Fuente: www.azimainc.com]...111

Ilustración 42: Equipo CADEX C7200...116

Ilustración 43: Curva ciclo de vida de las baterías...117

Ilustración 44: Configuración de parámetros de desempeño de las baterías...117

Ilustración 45: Unidad inTECH 25P [Fuente: www.midtronics.com]...118

Ilustración: 46 Cigueñal [Fuente SISCAT]...127

Ilustración 47: Vista de partes del cigueñal [Fuente SISCAT]...127

Ilustración 48: 5.4.3 Evaluación por análisis vibracional al cigüeñal [Fuente SKF]...130

Ilustración 49: Evaluación por análisis vibracional del motor[Fuente SKF] ...130

Ilustración 50: Vista de características del software ez-Analyst...131

Ilustración 51: Analizador dinámico de señales...131

Ilustración 52: Comparación de las ondas de vibración producidas por el motor...132

Ilustración 53: Funcionamiento básico de un solenoide [Fuente: www.miraralcielo.com]...135

Ilustración 54: Unidad portable H6 surge tester ...136

55. Ilustración: Generación de los pulso de prueba...136

Ilustración 56: Onda autogenerada completa ...137

Ilustración 57: probador eléctrico Fluke 289...137

Ilustración 58: Tanque de combustible con grieta [Fuente propia]...141

(10)

Ilustración 61: Instalación eléctrica del inyector...148

Ilustración 62: turbocompresor (corte longitudinal)...149

Ilustración 63: Flujo de aire comprimido ...149

Ilustración 64: inspección visual mediante un boroscopio...150

Ilustración 65.: Sistema de video del boroscopio...150

Ilustración 66: Maletín portable del boroscopio...150

Ilustración 67: Detalle del sistema de iluminación del boroscopio...151

Ilustración 68: avería de las paletas del turbocompresor ...151

Ilustración 69: Vista de un filtro obstruido...155

Ilustración 70: Sensor de presión atmosférica para un C-15 (nuevo) [Fuente: dealer]...162

Ilustración 71 JPro Fleet Service Software Bundle...163

Ilustración 72: Indicador de Presión de Precisión DPG2400 [Fuente: www.sensorsone.co.uk]...164

Ilustración 73: Capas de los metales de los cojinetes...171

Ilustración 74: Equipo Patch Test Kit para el conteo de partículas...174

Ilustración 75: Evolución de la formación de partículas de diferentes tamaños en el proceso de desgaste [Fuente: ASM Handbook, 1992]...175

Ilustración 76: pistones agarrotados...178

Ilustración 77: Filtro de combustible, también puede presentar aereación...187

Ilustración 78: Esquema de transmisión de energía a la batería...188

Ilustración 79: Correas del ventilador y sistema de enfriamiento...192

Ilustración 80: Accesorio para la preparación de la muestra RFS [Fuente: www.azom.com]...194

Ilustración 81: Espectrómetro para análisis de aceite Spectroil M/C-W...194

Ilustración 82: cilindro individual...199

Ilustración 83: Mangueras de combustible averiadas...206

Ilustración 84: Viscosímetro brookfeld DV-II...209

Ilustración 85: Toma de muestra de aceite...220

Ilustración 86: Diagrama de recorrido del aceite lubricante...224

Ilustración 87: Lagrimeo de aceite por el retén del cigueñal...264

Ilustración 88: Viscosímetro Drokfeld...266

Ilustración 89: Diagrama de recorrido de combustible...270

Ilustración 90: Plano propuesto para la construcción del laboratorio que incluye una habitación limpia [Fuente: www.baade-clay.org]...273

(11)

Ilustración 92: 470140 - HEPA Filter Media [Fuente: hepafiltersales.com]...275 Ilustración 93: 470141 - 1 Year Filter Pack (5) [Fuente: hepafiltersales.com]...275

(12)

Índice de dibujos

Dibujo 1: Formas generales del flujo monetario [Fuente: LCCA de Erick Vargas]...70

Dibujo 2: Organigrama del departamento de mantenimiento [Fuente propia]...71

Dibujo 3: Flujograma del proceso de reparación...75

Dibujo 4: Árbol lógico de decisión y determinación de las estrategias de mantenimiento...103

Dibujo 5: Curva P-F caso SBAS-1A01 opción única [Fuente propia]...112

Dibujo 6: Curva P-F caso SBAS-1A02 opción 1 [Fuente propia]...117

Dibujo 7: Curva P-F caso SBAS-1A02 opción 2 [Fuente propia ]...119

Dibujo 14: Curva P-F caso SBAS-1B01 opción 1 [Fuente propia]...152

Dibujo 16: curva de densidad de falla de Weibull...158

Dibujo 17: curva función de distribución acumulada...158

Dibujo 18: curva Función de confiabilidad...158

Dibujo 19 curva función de riesgo ...159

Dibujo 22: Curva P-F caso SBAS-1B07 opción 1[Fuente propia]...173

Dibujo 26: Curva P-F caso SBAS-3A01 opción 1[Fuente propia]...195

Dibujo 27: Curva P-F caso SBAS-3A01 opción 2[Fuente propia]...196

Dibujo 28: Curva P-F caso SCOM-1A01 opción única [Fuente propia]...204

Dibujo 29: Curva P-F caso SCOM-1A05 opción 1 [Fuente propia]...209

Dibujo 30: Curva P-F caso SCOM-1A05 opción 2 [Fuente propia]...210

(13)

Dibujo 32 : Curva P-F caso SCOM-2A02 opción única [Fuente propia]...214

Dibujo 33: Curva P-F caso SLUB-1A02 opción 1 [Fuente propia]...220

Dibujo 38: Curva P-F caso SLUB-1A05 opción 2[Fuente propia]...230

Dibujo 39: Curva P-F caso SLUB-1A07 opción 1 [Fuente propia ] ...235

Dibujo 41: curva función de riesgo...244

Dibujo 42: Curva P-F caso SLUB-1C02 opción 1 [Fuente propia]...253

Dibujo 44: Curva P-F caso SLUB-1C03 opción única [Fuente propia]...257

Dibujo 48: Curva P-F caso SLUB-2B01 opción 1 [Fuente propia]...265

(14)

Índice de tablas

Tabla 1: Códigos de diagnóstico y sus efectos en el motor en modalidad de advertencia...38

Tabla 2: Códigos de diagnóstico y sus efectos en el motor en modalidades de reducción de potencia y de parada del motor...38

Tabla 3: Códigos de diagnóstico activos que producen la parada del motor...39

Tabla 4: Fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas...77

Tabla 5: Listado de tipos de camiones de la flota...77

Tabla 6: Disposición de áreas...78

Tabla 7: Disponibilidad del Camión Kenworth T660...80

Tabla 8: Equipo natural de trabajo...83

Tabla 9: Conceptos o criterios para el impacto en seguridad...85

Tabla 10: Conceptos o criterios para el impacto al medio ambiente...85

Tabla 11: Conceptos o criterios para el impacto en producción...85

Tabla 12: Conceptos o criterios para el nivel de producción manejado...86

Tabla 13: Conceptos o criterios para el tiempo medio entre fallas...86

Tabla 14: Conceptos o criterios para el tiempo promedio para reparar...86

Tabla 15: Conceptos o criterios para la frecuencia de falla...86

Tabla 16: Conceptos o criterios para el impacto en mantenimiento...87

Tabla 17: Matriz de criticidad...87

Tabla 18: Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la severidad de efectos en AMECF...95

Tabla 19: Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la ocurrencia del incidente en un AMECF...95

Tabla 20: Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la detección de una causa del incidente o del modo de fallo en el proceso AMECF...96

Tabla 21: Resumen del estudio de viabilidad técnica y económica...102

Tabla 22: Resumen de factibilidad técnica y económica y equipo necesario para el RCM...107

Tabla 23: Códigos de fallas del sensor de presión atmosférica...165

Tabla 24: Metalurgia de los motores [Fuente: Diagnóstico de motores diesel mediante el análisis del aceite usado de Bernardo Tormos]...172

Tabla 25: Ejemplo de límites en un motor diesel [Fuente: Análisis de aceites de Víctor Orué]...172

Tabla 26: Escala de limpieza ISO para partículas mayores a 15 um [Fuente: www.patchtestkit.com] ...174

(15)

Tabla 28: Longitudes de onda de los metales utilizados en los análisis de aceite [Fuente: Chemical analysis of metals de Francis T. Coyle]...193 Tabla 29: Ejemplo de límites para un motor diesel [Fuente: Análisis de aceites de Víctor Orué]...194 Tabla 30: Equipamiento mínimo para la implementación del laboratorio RCM [Fuente propia]...274 Tabla 31: Resumen de equipos a adquirir para el laboratorio RCM [Fuente propia]...276 Tabla 32: CBS Mantenimiento clásico vs RCM...277 Tabla 33: Resumen de equipos requeridos para la implementación del programa de mantenimiento basado en la confiabilidad...282

(16)

RESUMEN

La empresa Hagemsa S.A.C., se dedica al transporte de carga pesada, para lo cual cuenta con una flota de tractocamiones y semiremolques,entre sus clientes figuran importantes empresas de explotación y exploración minera en todo el territorio nacional, los altos requerimientos de sus clientes han hecho que la empresa ponga una especial atención en el área de mantenimiento como piedra angular en las operaciones de la empresa. He aquí que proponemos la utilización del MCC (Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad) como una herramienta de vanguardia en la consecución de los objetivos de la empresa, el MCC tiene ya muchos años de investigación y aplicación en diversas empresas del mundo, y que han alcanzado el éxito en base a lograr en sus respectivas áreas un mantenimiento de clase mundial. La confiabilidad de los equipos,, procedimientos y recursos son el cimiento del conocimiento necesario para una efectiva aplicación del MCC, y es, como demostraremos no solo económicamente viable sino también que produce un mejor aprovechamiento de los recursos disponibles, mejora la protección del medio ambiente e incrementa la seguridad de los equipos.

En este trabajo estableceremos las estrategias de de mantenimiento que garanticen la mayor disponibilidad y confiabilidad de los equipos, al menor costo.

Palabras Clave:Transporte de carga,mantenimiento centrado en la confiabilidad, tractocamión, mantenimiento de clase mundial.

(17)

ABSTRACT

SAC Hagemsa The company is dedicated to the transport of heavy loads, for which has a fleet of trucks and semitrailers tract, among its major clients include companies in mining exploration and exploitation throughout the country, the high requirements of its customers have fact that the company put special attention in the maintenance area as a cornerstone in the operations d her company. Here we propose to use the MCC (Reliability Centered Maintenance) as a leading tool in achieving the objectives of the company, the MCC has many years of research and application in various companies in the world and have achieved based on the success achieved in their respective areas world-class maintenance. The reliability of the equipment, procedures and resources are the foundation of knowledge needed for effective implementation of the MCC, and is, as we will show not only economically feasible but also produces a better use of available resources, improve environmental protection and increases the safety of equipment.

This work will establish maintenance strategies to ensure greater availability and reliability of equipment at minimum cost.

Keywords: Freight transportation, reliability-centered maintenance, tractor-trailer, world-class maintenance.

(18)

(19)

(20)

1

INTRODUCCIÓN

1.1

Definición del Problema/Descripción del Problema

En la actualidad la empresa de transportes Hagemsa SAC no cuenta con un sistema de gestión de mantenimiento que satisfaga las necesidades de compatibilidad acordes con el mercado actual .La calidad en el servicio de transporte requiere de propuestas de mercado, que compitan en precio, calidad, satisfacción y seguridad con otras ofertas mas sofisticadas .El entorno competitivo actual exige que las empresas estén en una permanente mejora , que permita asegurar su permanencia en el mercado al ofrecer un servicio de calidad superior.

1.2

Objetivos

1.2.1

Objetivos Generales

- Establecer los procedimientos del sistema de gestión del mantenimiento preventivo/predictivo en base a un análisis de factibilidad para la empresa de transportes Hagemsa S.A.C.

- Proponer un lineamiento de planeación del área de mantenimiento en todos los niveles con el objetivo de conseguir la máxima confiabilidad de los equipos.

1.2.2

Objetivos Específicos

- Establecer estrategias de mantenimiento que garanticen la mayor disponibilidad de los equipos, al menor costo.

- Elevar la confiabilidad y mantenibilidad de los equipos y tecnologías usadas; con el fin de obtener mayor rentabilidad y compatibilidad.

- Diseñar la gestión y operación de mantenimiento a partir de las características tecnológicas y organizacionales de la industria a la cual se brinda el servicio.

1.3

Alcances y limitaciones

Para el desarrollo del presente trabajo se consideran toda las áreas de la empresa relacionadas con mantenimiento, realizándose para ello el análisis de la situación actual de la empresa, métodos de trabajo (sistema de mantenimiento actual ) y la aplicación de técnicas de administración de personal, control de almacenes, gestión de calidad, gestión de mantenimiento, debido a que el tiempo de presentación exigido por las autoridades académicas de nuestra institución, vamos a utilizar el análisis de criticidad dentro de la flota para determinar los elementos críticos que requieren mayor atención, es a estos elementos a los que aplicaremos el RCM.

1.4

Organización del Documento

Luego de esa breve introducción del norte que nos hemos trazado en el abordaje del problema, presentamos el marco teórico necesario para comprender apropiadamente la aplicación del RCM en la sección principal la cual estará adecuadamente ordenada por pasos y la información presentada en tablas. Luego se presentaran los resultados en forma de viabilidad económica y una propuesta de su ejecución para culminar con las conclusiones y recomendaciones.

(21)

En la actualidad la empresa de transportes Hagemsa SAC no cuenta con un sistema de gestión de mantenimiento que satisfaga las necesidades de compatibilidad acordes con el mercado actual.

La calidad en el servicio de transporte requiere de propuestas de mercado, que compitan en precio, calidad, satisfacción y seguridad con otras ofertas más sofisticadas.

El entorno competitivo actual exige que las empresas estén en una permanente mejora, que permita asegurar su permanencia en el mercado al ofrecer un servicio de calidad superior.

(22)

2

MARCO TEÓRICO

2.1

Programa de mantenimiento centrado en la

confiabilidad

2.1.1

Confiabilidad

Se puede definir como la probabilidad de que un equipo no falle durante un periodo de tiempo especificado y bajo un contexto operacional.

2.1.2

Mantenimiento centrado en la confiabilidad

El RCM pone énfasis tanto en las consecuencias de las fallas como en las características técnicas de las mismas mediante:

- Una integración de una revisión de las fallas operacionales con la evaluación de aspectos de seguridad y amenazas al medio ambiente. la seguridad y medio ambiente se han tenidos en cuenta al momento de tomar decisiones en materia de mantenimiento.

- Poniendo mucha atención a las tareas de mantenimiento que más incidencia tienen en el funcionamiento y desempeño de las instalaciones, garantizando que la inversión en mantenimiento se utiliza donde más beneficio va a reportar.

2.1.3

Objetivos del RCM

El objetivo principal del RCM está en mejorar la confiabilidad de los equipos y a su vez reducir el costo de mantenimiento, enfocarse en las funciones mas importantes de los sistemas, evitando o quitando acciones de mantenimiento que no son estrictamente necesarias y/o reemplazándolas por otras aún mejores.

2.1.4

Ventajas del RCM

Si el RCM se aplicara a cada sistema de mantenimiento preventivo ya existente en la empresa, se puede reducir la cantidad de mantenimiento rutinario habitualmente hasta en un 40 a 70%, si el RCM se aplicara para desarrollar un nuevo sistema de mantenimiento preventivo, el resultado será, que la carga de trabajo programado será mucho menor que si el sistema se hubiera desarrollado por medios convencionales, incluso, éste será orientado a los objetivos de la gerencia en cuanto a la confiabilidad requerida para los equipos.

Su lenguaje técnico es común, sencillo y fácil de entender para todos los empleados vinculados al proceso del RCM, permitiendo al personal involucrado saber que pueden y que no pueden esperar de esta aplicación y que deben hacer para conseguirlo.

2.1.5

Implantación del plan de mantenimiento

- Selección del sistema de documentación.

- Definición de las fronteras del sistema. - Diagramas funcionales del sistema.

- Identificación de funciones y fallas funcionales. - Construcción del análisis modal de fallos y efectos. - Construcción del árbol lógico de decisiones. - Análisis de viabilidad técnica y económica.

(23)

2.2

Sistemas del motor

2.2.1

Sistema básico del motor

2.2.1.1

Block

El conjunto block es donde se produce la potencia. Es la estructura que soporta todos los componentes del motor y donde se alojan todos los componentes móviles del motor: pistones, bielas, cigüeñal.

Ilustración 1: Block del motor [Fuente: SI S CAT] 1. cilindro

2. block de cilindros 2A. perno (7/8-14X7.5-IN)

2B. arandela de seguridad 24X41.5X6-MM THK) 2c. tapa del cojinete de cigüeñal

3. sello de cilindro 4. sello (o-ring) de aceite 5. sello de refrigerante

2.2.1.2

Cigüeñal

Es el elemento que transforma el movimiento alternativa de los conjuntos pistón-biela en movimiento continuo rotatorio.

(24)

Ilustración 2: Cigüeñal [Fuente: SI S CAT] 1. cojinete de biela

2. sello anterior del cigüeñal 3. cojinete principal

4. cigüeñal

2.2.1.3

Dumper

El amortiguador de vibraciones está instalado en la parte delantera del cigüeñal. El espacio en el conjunto amortiguador (3) se llena con caucho (2). El amortiguador de vibraciones limita las vibraciones torsionales.

Ilustración 3: Amortiguador de vibraciones y polea [Fuente: SI S CAT] (1) Adaptador

(2) Goma

(25)

(4) Perno

(5) Polea del cigüeñal

2.2.1.4

Árbol de levas

Transmite movimiento a los inyectores y a las válvulas de admisión y escape, manteniendo una sincronía en las explosiones que tienen lugar en la cámara de combustión.

Ilustración 4: Árbol de levas [Fuente: SI S C AT]

2.2.1.5

Cárter

Es el recinto que contiene el aceite lubricante del motor, también conocido como colector de aceite.

Ilustración 5: Cárter [Fuente: SI S CAT] 1 .empaque de cárter

(26)

4. tubo conector 5. 9X-6451 2 tapón de drenaje 6. sello 7. bastidor inferior 8. perno (3/8-16X0.875-IN) 9. arandela de seguridad (10.2X18.5X2.5-MM THK) 10. Perno (3/8-16X1-IN) 11 .perno (3/8-16X1.5-IN) 12 .arandela (10.2X22.5X3-MM THK) 13. tubo sujetador 14 .tubo 15. tuerca de ajuste (3/8-16-THD) 16. tubo 17 .sello o-ring 18. sello o-ring

2.2.1.6

Culata

Conjunto donde se transforma la energía química en energía térmica (explosión).

Ilustración 6: Conjunto de culata [Fuente: SI S CAT] 1. sensor de temperatura de entrada de aire 2. sensores de presión atmosférica

(27)

3. tubo conector 4. empaque de cilindro 5. cabeza de cilindro 6. buje

7. sello

8 .sujetadores de cabeza de cilindro

8A .arandela de seguridad -HARD (20X33.5X5-MM THK) 9. sello o ring

10. sello o-ring

11. sujetador de cabeza de cilindro

11. arandela de seguridad (20X33.5X5-MM THK) 12. tubo conector 13. adaptador de o-ring 14. codo 15. conector 16. sello o-ring 17. sello o-ring 18. tubo conector 19. conector o-ring 20 .conector o-ring 21. sello o-ring

2.2.1.7

Conjunto Pistón-Biela

Transforma la energía térmica en energía mecánica.

Ilustración 7: Conjunto pistón-biela [Fuente: SI S CAT] 1. corona del pistón

(28)

3 . bulón del pistón 4 . seguro 5. cuerpo de biela 5. perno de sujeción (M16X1.5X97-MM) 5B. clavija guía 5C. buje 6. cojinete de biela

7. anillo del pistón (superior) 8. anillo del pistón (intermedio) 9. anillo del pistón (control de aceite) 10. canal de lubricación

11. perno (7/16-14-THD)

2.2.2

Sistema de enfriamiento

Este motor tiene un sistema de enfriamiento bajo presión que está equipado con una tubería de derivación.

Los sistemas de enfriamiento bajo presión tienen dos ventajas. Primero, el sistema de enfriamiento puede operarse de forma segura a una temperatura mayor que el punto de ebullición de agua. Además, se evita la cavitación en la bomba de agua. Es más difícil que se formen bolsas de aire o vapor en el sistema de enfriamiento. Nota: En los sistemas con pos enfriamiento de aire a aire, se debe usar una mezcla de refrigerante con un mínimo de un 30 por ciento de anticongelante a base de glicol etilénico para lograr un rendimiento eficiente de la bomba de agua. Esta mezcla mantiene la gama de temperaturas de cavitación del refrigerante suficientemente alta como para lograr un rendimiento eficiente.

Ilustración 8: Sistema de enfriamiento para un motor caliente [Fuente: SI S CAT]

1. culata

(29)

3. manguera de salida 4. tubería de ventilación 5. tubo de ventilación 6. tubería de derivación 7. codo 8. bomba de agua 9. bloque de motor 10. enfriador de aceite 11. manguera de admisión 12. radiador

Durante la operación, la bomba de agua (8) envía la mayoría del refrigerante desde el radiador (12) al enfriador de aceite (10).

El refrigerante va desde el enfriador de aceite (10) al bloque de motor (9) a través de un sombrerete y un codo. El refrigerante fluye alrededor de las camisas de cilindro en la culata.

El flujo del refrigerante pasa alrededor de las válvulas y los conductos de los gases de escape en la culata. El refrigerante pasa después a la parte delantera de la culata. En este punto, dos termostatos de agua (2) controlan el sentido del flujo del refrigerante.

Los termostatos del agua (2) están cerrados cuando el motor está frío. El refrigerante atraviesa la caja del termostato y el codo (7) y vuelve a la bomba de agua (8).

Si el refrigerante está a la temperatura normal de operación, los termostatos del agua (2) se abren y el refrigerante fluye al radiador (12) a través de la manguera de salida (3). El refrigerante se enfría más a medida que circula por el radiador. Cuando el refrigerante llega a la parte inferior del radiador, el refrigerante pasa por la manguera de admisión (11) y llega a la bomba de agua (8).

Nota: Los termostatos del agua (2) son un componente importante del sistema de enfriamiento. El termostato del agua (2) divide el flujo del refrigerante entre el radiador (12) y el codo de derivación (7). Esto mantendrá la temperatura correcta. La tubería de derivación (6) proporciona varias ventajas al sistema de enfriamiento. Proporciona una presión positiva de refrigerante en la entrada de la bomba de agua que impide la cavitación de la misma. Hay un pequeño flujo de refrigerante constante que pasa por la tubería de derivación (6) hasta la entrada de la bomba de agua (8). Esto causa que una cantidad pequeña del refrigerante pase constantemente a través del tubo de ventilación (5). El flujo que pasa por el tubo de ventilación es pequeño y el volumen del compartimiento superior es grande. El aire del refrigerante se elimina a medida que pasa refrigerante al compartimiento superior.

La tubería de ventilación se usa para llenar por primera vez con refrigerante el sistema de enfriamiento. Esto purgará el aire por la parte de arriba de un sistema que se llena por debajo.

El fabricante del camión puede suministrar un tanque de expansión. El tanque puede estar montado en el radiador o puede estar montado a distancia. El refrigerante que se expande más allá de la tapa del radiador queda retenido en el tanque de expansión. El refrigerante se contrae al descender la temperatura y vuelve al radiador.

(30)

El sistema de enfriamiento para un motor con un BrakeSaver es idéntico al un motor sin BrakeSaver. El enfriador de aceite es más grande. El enfriador de aceite se encuentra en la misma ubicación en el motor. El flujo de agua a través del enfriador de aceite es idéntico para los dos enfriadores de aceite.

Ilustración 9: Flujo de refrigerante en el compresor de aire [Fuente: SI S CAT]

1. Compresor de aire 2. Manguera de salida 3. Manguera de admisión

El refrigerante para el compresor de aire (1) viene del bloque de motor a través de la manguera de admisión (3) y llega al compresor de aire. El refrigerante sale del compresor de aire por la manguera de salida (2) y regresa a la parte delantera de la culata.

Ilustración 10: Diagrama del sistema de enfriamiento con acondicionador de refrigerante [Fuente: SI S CAT]

(31)

2. Salida de refrigerante al radiador

3. Tubería de ventilación con orificio en la culata 4. Radiador

5. Tubería de derivación 6. Derivación

7. Bomba de agua

8. Elemento de acondicionador de refrigerante 9. Enfriador de aceite del motor

10. Sensor de temperatura del refrigerante 11. Entrada de refrigerante desde el radiador

Algunas condiciones de operación pueden causar picaduras en la superficie exterior de las camisas de cilindro y en la superficie de bloque de motor cerca de las camisas de cilindro. Estas picaduras son causadas por corrosión o erosión debidas a la cavitación. Los inhibidores de corrosión son productos químicos que reducen las picaduras. La adición de un inhibidor de corrosión puede mantener este tipo de daños a un mínimo.

El elemento acondicionador de refrigerante (8) es un elemento enroscable similar a un filtro de combustible y a los elementos del filtro de aceite. El elemento acondicionador de refrigerante está sujeto a la base del acondicionador de refrigerante montada en el motor o a distancia. El refrigerante fluye a través de las tuberías desde la bomba de agua a la base y de vuelta a la bomba de agua. El refrigerante circula constantemente por el elemento acondicionador de refrigerante.

El elemento tiene una cantidad específica de inhibidor para proporcionar una protección aceptable del sistema de enfriamiento. A medida que circula refrigerante por el elemento, se disuelve el inhibidor de corrosión. Se utilizan dos tipos básicos de elementos en el sistema de enfriamiento: el elemento de precarga y el elemento de mantenimiento. Cada tipo de elemento tiene un uso específico. Los elementos deben usarse correctamente para obtener la concentración necesaria para proteger el sistema de enfriamiento. Los elementos también contienen un filtro. Los elementos deben permanecer en el sistema después de que el acondicionador se haya disuelto. Esto permitirá el flujo apropiado del refrigerante a través del motor. Vea más información en el Manual de Operación y Mantenimiento, "Aditivo suplementario de refrigerante (SCA)".

El elemento de precarga contiene una cantidad de inhibidor mayor de lo normal. El elemento de precarga se usa con refrigerante nuevo después de un cambio completo del refrigerante. Este elemento debe añadir suficiente inhibidor para aumentar la concentración del sistema de enfriamiento completo hasta el valor correcto.

Los elementos de mantenimiento tienen una cantidad normal de inhibidor. Se instalan al cabo del primer intervalo de cambio. Los elementos de mantenimiento suministran una cantidad suficiente de inhibidor para mantener la protección contra la corrosión a un nivel aceptable. Después del primer intervalo de cambio, solamente se instalan elementos de mantenimiento. Para proteger el sistema de enfriamiento, los elementos de mantenimiento se instalan a intervalos específicos. Vea el mantenimiento correcto del sistema de enfriamiento en el Manual de Operación y Mantenimiento, "Programa de intervalos de mantenimiento".

(32)

Ilustración 11: Diagrama del sistema de admisión de aire y de escape [Fuente: SI S CAT]

1. Múltiple de admisión 2. Núcleo del posenfriador 3. Tubería de admisión de aire

4. Salida de escape del turbocompresor 5. Lado de la turbina del turbocompresor 6. Lado del compresor del turbocompresor

Los componentes del sistema de admisión de aire y de escape controlan la calidad y la cantidad del aire disponible para la combustión. Los componentes del sistema de admisión de aire y de escape son los siguientes:

Filtro de aire Turbocompresor Posenfriador Culata

Válvulas y componentes del sistema de válvulas Pistón y cilindro

2.2.3.1

Múltiple de escape

La rueda compresora del turbocompresor succiona el aire de admisión a través del filtro de aire y hasta la admisión de aire. El aire es comprimido y calentado a 150°C (300°F) aproximadamente antes de que se le haga pasar al posenfriador. El aire fluye a través del núcleo del posenfriador (2) y la temperatura del aire comprimido baja a aproximadamente 43°C (110°F). La eficiencia de la combustión aumenta debido al aire más frío de admisión. Esto contribuye a reducir el consumo de combustible y a aumentar la entrega de potencia. El núcleo del posenfriador (2) es un núcleo separado que está montado delante del radiador del motor. El ventilador del motor y el efecto de ariete del movimiento hacia adelante del vehículo causan que el aire ambiente pase ambos núcleos. Esto enfría el aire de admisión turbocomprimido y el refrigerante del motor.

(33)

Se hace pasar el aire del posenfriador al múltiple de admisión (1). Las válvulas de admisión controlan el flujo de aire desde la lumbrera de admisión a los cilindros.

Ilustración 12: Sistema de admisión de aire y escape [Fuente: SI S CAT] 2. Núcleo del posenfriador

4. Salida del escape

5. Lado de la turbina del turbocompresor 6. Lado del compresor del turbocompresor 8. Múltiple de escape

9. Válvula de escape 10. Válvula de admisión

11. Admisión de aire cada cilindro tiene dos válvulas de admisión (10) y dos válvulas de escape (9) en la culata. Las válvulas de admisión se abren cuando el pistón se mueve hacia abajo en la carrera de admisión. Cuando las válvulas de admisión se abren, aire comprimido y enfriado entra al cilindro desde la lumbrera de entrada dentro del múltiple de admisión. Las válvulas de admisión se cierran cuando el pistón empieza a subir en la carrera de compresión. Se comprime el aire en el cilindro y el combustible se inyecta en el cilindro cuando el pistón está cerca de la parte superior de la carrera de compresión. La combustión empieza cuando el combustible se mezcla con el aire. La fuerza de combustión empuja el pistón hacia abajo en la carrera de potencia. Las válvulas de escape se abren y los gases de escape se empujan a través de la lumbrera de escape al múltiple de escape (8). Después de que el pistón completa la carrera de escape, las válvulas de escape se cierran y el ciclo empieza otra vez.

Los gases de escape del múltiple de escape entran en el lado de la turbina del turbocompresor (5). Los gases de escape a alta presión causan que la rueda de turbina del turbocompresor gire. La rueda de la turbina está conectada al eje que impulsa la rueda del compresor. Los gases de escape del turbocompresor pasan a través de la salida de escape (4), a través de un silenciador y a través de un tubo de escape vertical.

(34)

Ilustración 13: Turbocompresor (ejemplo típico) [Fuente SI S CAT]

1. Tubo

2. Múltiple de escape

Los gases de escape entran en el turbocompresor y hacen girar las paletas de la rueda de turbina del turbocompresor. Como la rueda de turbina del turbocompresor está conectada por medio de un eje a la rueda compresora del turbocompresor, la rueda de turbina y la rueda del compresor giran a velocidades muy altas. La rotación de la rueda del compresor hace pasar aire limpio por la entrada de aire de la caja del compresor. La acción de las paletas de la rueda del compresor causa una compresión del aire de admisión. Esta compresión permite que una cantidad mayor de aire entre en el motor. Con más aire en el motor, el motor es capaz quemar más combustible. El efecto total es un aumento en la potencia.

Cuando la carga en el motor aumenta o cuando se desea una mayor velocidad del motor, se inyecta combustible adicional en los cilindros. Esto produce más gases de escape lo que causa que la rueda de turbina y la rueda del compresor giren más rápidamente. A medida que la rueda del compresor gira más rápidamente, se hace pasar más aire al motor. El aumento del flujo de aire permite que el motor produzca más potencia. El motor produce más potencia porque es capaz de quemar combustible adicional con mayor eficiencia.

(35)

Ilustración 14: Turbocompresor con válvula de derivación de gases de escape [Fuente: SI S CAT]

15. Recipiente

16. Palanca de accionamiento

El motor puede funcionar en condiciones de baja presión de refuerzo. Baja presión de refuerzo es una condición que ocurre cuando el turbocompresor produce una presión de refuerzo menor que la óptima. Hay un resorte dentro del recipiente (15). En condiciones de baja presión de refuerzo, el resorte empuja el diafragma en el recipiente (15). Esto mueve la palanca de accionamiento (16). La palanca de accionamiento cierra la válvula de derivación de gases de escape lo que permite que el turbocompresor opere con rendimiento máximo.

En condiciones de alta presión de refuerzo, la válvula de derivación de gases de escape se abre. La válvula de derivación de gases de escape abierta permite que los gases de escape no pasen por el lado de turbina del turbocompresor. Cuando la presión de refuerzo aumenta contra el diafragma del recipiente (15), se abre la válvula de derivación de gases de escape. Se limita el valor de rpm del turbocompresor derivando una porción de los gases de escape alrededor de la rueda de turbina del turbocompresor.

Nota: La calibración de la válvula de derivación de gases de escape se preajusta en fábrica. No se puede hacer ningún ajuste a la válvula de derivación de gases de escape.

El cojinete (7) y el cojinete (9) en el turbocompresor usan aceite de motor a presión para la lubricación. El aceite para la lubricación de los cojinetes fluye a través de la lumbrera de admisión de aceite (8) y llega a la lumbrera de admisión en la sección central del cartucho del turbocompresor. El aceite sale del turbocompresor a través del orificio de salida de aceite (13). El aceite regresa entonces al colector de aceite del motor a través de la tubería de drenaje de aceite del turbocompresor.

(36)

Ilustración 15: Componentes del sistema de válvulas [Fuente: SI S CAT] 1. Puente de válvula 2. Balancín 3. Arbol de levas 4. Rotador 5. Resorte de válvula 6. Guía de válvula 7. Válvula

Las válvulas y el mecanismo de válvulas controlan el flujo del aire de admisión a los cilindros durante la operación del motor. Las válvulas y el mecanismo de válvulas controlan el flujo de los gases de escape que sale de los cilindros durante la operación del motor.

(37)

Ilustración 16: Componentes del engranaje de sincronización [Fuente: SI S CAT]

8. Marca de sincronización 9. Engranaje del árbol de levas 10. Engranaje loco ajustable 11. Engranaje loco

12. Marca de sincronización 13. Tren de engranajes 14.Engranaje del cigüeñal

El mecanismo de válvulas abre las válvulas de admisión y las válvulas de escape. El mecanismo de válvulas cierra también las válvulas de admisión y las válvulas de escape. Esto ocurre a medida que la rotación del cigüeñal hace que el árbol de levas (3) gire. Una serie de dos engranajes locos (10) y (11) impulsa el engranaje del árbol de levas (9). El tren de engranajes (13) impulsa el engranaje loco (11). El engranaje del cigüeñal (14) impulsa el tren de engranajes (13). La marca de sincronización (12) y la marca de sincronización (8) se alinean para proporcionar la relación correcta entre el pistón y el movimiento de la válvula.

(38)

el mecanismo del inyector unitario. Los lóbulos del árbol de levas giran y los balancines se mueven hacia arriba y hacia abajo. El movimiento de los balancines hace que los puentes de las válvulas de admisión y de escape se muevan hacia arriba y hacia abajo. Estos puentes permiten que un balancín abra o cierre dos válvulas al mismo tiempo. Cada cilindro tiene dos válvulas de admisión y dos válvulas de escape. Cada válvula tiene un resorte de válvula (5). El resorte cierra la válvula cuando el lóbulo del árbol de levas gira más allá del balancín.

Los rotadores (4) hacen que las válvulas giren cuando el motor está funcionando. La rotación de las válvulas proporciona una vida útil más larga. La rotación de las válvulas minimiza también los depósitos de carbón en las válvulas.

El engranaje loco ajustable (10) está diseñado para proporcionar el contrajuego de los engranajes necesario entre el engranaje loco no ajustable (11) y el engranaje de árbol de levas (9). Si se quita la culata, las tolerancias de los componentes cambiarán. Los componentes que cambian son la culata y la empaquetadura de la culata. Se debe reubicar el engranaje loco ajustable.

El engranaje de mando del árbol de levas tiene péndulos integrados que actúan como un amortiguador de vibraciones para el grupo de engranajes delanteros. Estos péndulos están diseñados para contrarrestar las fuerzas de torsión de los pulsos del inyector. Esto elimina las vibraciones y el ruido. El motor funciona también con más suavidad a todas las velocidades.

2.2.4

Sistema electrónico

2.2.4.1

Sistema monitor del motor

El sistema de control electrónico incluye un sistema monitor del motor. Este sistema vigila la presión del aceite del motor, la temperatura del refrigerante, la temperatura del aire del múltiple de admisión y el nivel del refrigerante. Todos los motores de camión se envían de la fábrica con los siguientes sensores: sensor de presión del aceite, sensor de temperatura del refrigerante y sensor de temperatura del aire del múltiple de admisión. El fabricante del camión es responsable de proporcionar e instalar el sensor del nivel del refrigerante. El sensor del nivel del refrigerante es el único sensor que se puede seleccionar individualmente para el sistema monitor del motor. Un parámetro del ECM programable por el cliente activa el sensor del nivel del refrigerante. El ajuste de fábrica por defecto es "NO". Los parámetros del ECM programables por el cliente tienen cuatro niveles que se utilizan por el sistema monitor del motor: - Apagado

- Advertencia (valor por omisión programado en fábrica) - Reducción de potencia

- Parado

2.2.4.2

Sistema monitor del motor en la modalidad

Apagado

El ECM ignorará el sensor de presión del aceite y el sensor del nivel del refrigerante. La temperatura del refrigerante se usa todavía para operación en modalidad fría. La temperatura del aire del múltiple de admisión se usa para operación en frío independientemente de la modalidad del sistema monitor del motor.

2.2.4.3

Sistema monitor del motor en la modalidad de

advertencia

La modalidad de advertencia usa los siguientes sensores: presión del aceite, temperatura del refrigerante, temperatura del múltiple de admisión y sensor

(39)

del nivel del refrigerante optativo. La tabla 38 indica los códigos de diagnóstico que están disponibles. La tabla muestra también el efecto sobre el rendimiento del motor cuando un código de diagnóstico está activo. Cuando un código de diagnóstico está activo, la luz de Comprobar el motor destellará y la luz de advertencia se encenderá.

Tabla 1: Códigos de diagnóstico y sus efectos en el motor en modalidad de advertencia

PID-FMI Descripción del código de falla _advertenciaLuz de Reducción de _potencia

100-01 Advertencia de baja presión del _aceite Encendida Ninguna

100-11 Advertencia de presión de aceite _{muy baja} Encendida Ninguna

105-00 _{del aire del múltiple de admisión}Advertencia de alta temperatura Encendida Ninguna

105-11 Advertencia de temperatura muy alta del aire del múltiple de

admisión Encendida Ninguna

110-00 Advertencia de alta temperatura _{del refrigerante} Encendida Ninguna

110-11 Temperatura muy alta del _refrigerante Encendida Ninguna

111-01 Advertencia de bajo nivel del _refrigerante Encendida Ninguna

111-11 Nivel muy bajo del refrigerante Encendida Ninguna

Sistema monitor del motor en las modalidades de reducción de potencia y de parada del motor.

La modalidad de reducción de potencia y la modalidad de parada del motor permiten que el ECM cambie el rendimiento del motor para evitar que se causen daños al motor. El motor debe regresar a las condiciones normales una vez que se resuelva el problema. Cuando el motor está en reducción de potencia, la luz de comprobación del motor y la luz de advertencia estarán destellando. Vea la tabla 38. En la columna de reducción de potencia, MPH indica que se reduce la velocidad del vehículo. La reducción máxima es 45 mph. HP indica que se limita la potencia del motor. La reducción máxima de potencia es 160 HP. RPM indica que se limita la velocidad del motor. La reducción máxima de velocidad es 1350 rpm. Para ver las condiciones de operación que causan estos códigos, consulte la sección apropiada para ese sensor.

Tabla 2: Códigos de diagnóstico y sus efectos en el motor en modalidades de reducción de potencia y de parada del motor

PID-FMI Descripción del código de falla

Luz de advertencia

Reducción de potencia

(40)

muy baja RPM 105-00 Advertencia de alta temperatura del _{aire del múltiple de admisión} Encendida Ninguna

105-11 Advertencia de temperatura muy alta del aire del múltiple de admisión

Encendida Ninguna

110-00 Advertencia de alta temperatura del _refrigerante Destella MPH, HP

110-11 Temperatura muy alta del _refrigerante Destella MPH, HP

111-01 Advertencia de bajo nivel del _refrigerante Encendida Ninguna

111-11 Nivel muy bajo del refrigerante Destella MPH, HP

2.2.4.4

Tiempo hasta que el sistema monitor pare el

motor

La tabla 39 indica los códigos de diagnóstico activos que son capaces de parar el motor cuando el ECM se programa a parada del motor. La columna "Tiempo hasta parar el motor" indica el tiempo que el motor funcionará después de que se active un código de diagnóstico. El motor ha debido estar funcionando durante un mínimo de treinta segundos para activar esta modalidad. La columna "Tiempo hasta arrancar de nuevo" indica el tiempo para que el motor funcione después del arranque si existe todavía la condición. El "Tiempo hasta arrancar de nuevo" viene después de una parada causada por la función "Sistema monitor del motor". Si se indica "NO", el código no causa una parada del motor.

Tabla 3: Códigos de diagnóstico activos que producen la parada del motor

PID-FMI Descripción del código de falla

Tiempo hasta parar el motor Tiempo hasta arrancar de nuevo

100-01 Advertencia de baja presión del aceite No No

100-11 Advertencia de presión de aceite muy _baja _segundos30 _segundos18

105-00 Advertencia de alta temperatura del aire _{del múltiple de admisión} No No 105-11 Advertencia de temperatura muy alta _{del aire del múltiple de admisión} No No

110-00 Advertencia de alta temperatura del _refrigerante No No

110-11 Temperatura muy alta del refrigerante _segundos20 _segundos60

(41)

111-11 Nivel muy bajo del refrigerante _segundos30 _segundos80

2.2.4.5

Operación del sistema de control electrónico

Se controlan electrónicamente la entrega de combustible y la sincronización de la inyección. El sistema de control electrónico proporciona mayor control de la sincronización y de la relación de combustible y aire que el que se obtiene en los motores controlados mecánicamente. La sincronización de la inyección se logra controlando con precisión el momento de encendido del inyector y la potencia del motor se controla ajustando la duración del encendido. El ECM energiza el solenoide del inyector de combustible para empezar la inyección del combustible. El ECM desenergiza el solenoide del inyector de combustible para terminar la inyección del combustible. Vea una explicación completa del proceso de inyección de combustible en Operación de Sistemas, "Sistema de combustible".

El motor usa los siguientes tipos de componentes electrónicos: de entrada, de control y de salida.

Un componente de entrada es uno que envía una señal eléctrica al ECM. La señal que se envía varía su voltaje o su frecuencia cuando hay un cambio en algún sistema específico del vehículo. Un ejemplo sería el sensor de velocidad/sincronización del motor o el sensor de temperatura del refrigerante. El módulo de control electrónico ve la señal del sensor de entrada como información sobre la condición, el medio ambiente o la operación del vehículo. Un componente del sistema de control electrónico recibe las señales de entrada. Los circuitos electrónicos que están dentro del ECM evalúan esas señales. El ECM proporciona entonces energía eléctrica a los componentes de salida del sistema que responden a combinaciones predeterminadas de valores de las señales de entrada.

Un componente de salida es uno que es activado por el ECM. Un componente de salida recibe energía eléctrica del ECM. La energía eléctrica se usa para realizar uno de las siguientes funciones:

- Realizar trabajo. Un ejemplo sería mover un émbolo de solenoide. Un componente de salida toma una parte activa en la regulación o en la operación del vehículo.

- Un componente de salida puede dar información o una advertencia. Un ejemplo sería una luz indicadora o una alarma al operador del vehículo o a otra persona.

Los componentes de salida proporcionan la capacidad de controlar electrónicamente la operación del motor para conseguir lo siguiente: mejorar el rendimiento, mejorar el régimen de consumo de combustible y reducir los niveles de emisiones. A continuación se incluye una breve descripción de los sensores que se usan en el sistema de control electrónico.

2.2.4.6

Sensor de presión atmosférica

El sensor de presión atmosférica es un sensor de presión absoluta que mide la presión del cárter. La presión de refuerzo y la presión del aceite se comunican a las herramientas de servicio y a través del enlace de datos. Los dos valores de presión se calculan restando la lectura del sensor de presión atmosférica. El sensor de presión atmosférica mide presiones de 0 (0) a 116 kPa (17 lb/pulg2_{). El ECM proporciona +5 voltios CC al sensor de presión}

(42)

El sensor de la presión de refuerzo es un sensor de presión absoluta que mide la presión del múltiple de admisión. La diferencia entre la medida de presión del múltiple de admisión y la presión medida por el sensor de presión atmosférica se llama la presión de refuerzo. La información se comunica a las herramientas de servicio y a través del enlace de datos. El sensor de la

presión de refuerzo mide la presiones de 20 kPa (3 lb/pulg2_{) a 472 kPa (68}

lb/pulg2_{). El ECM proporciona +5 voltios CC al sensor de la presión de}

refuerzo.

2.2.4.8

Sensor del nivel del refrigerante

El sensor del nivel del refrigerante es instalado por el fabricante del camión. El sensor del nivel del refrigerante es un sensor optativo. El sensor del nivel del refrigerante se selecciona por medio de un Parámetro de cliente programable del ECM. Los parámetros del ECM programables por el cliente pueden ser protegidos por contraseñas del cliente.

2.2.4.9

Sensor de temperatura del refrigerante

Un sensor electrónico que está montado en la caja del termostato del agua mide la temperatura del refrigerante del motor. La señal de temperatura del refrigerante se usa para modificar el suministro de combustible al motor y la sincronización del motor para mejorar la capacidad de arranque en frío y eliminar la emisión de humo blanco. El ECM proporciona al sensor de temperatura del refrigerante un voltaje de 5,0 ± 0,5 VCC. El voltaje de salida del sensor es de +0,5 a +4,5 VCC. El voltaje de salida del sensor depende de la temperatura del refrigerante del motor. La temperatura del refrigerante se usa para indicar operación en modalidad fría y la usa también el sistema monitor del motor.

2.2.4.9.1

Operación del sistema monitor del motor en

respuesta a la temperatura del refrigerante

La luz de Comprobar el motor destellará si el sistema monitor del motor está programado a Reducción de potencia del motor. La luz de Comprobar el motor destellará si el sistema monitor del motor está programado a Parar el motor. La luz de advertencia destellará cuando el código de diagnóstico correspondiente esté activo. Cuando la luz de advertencia destella, el motor está en modalidad de reducción de potencia.

2.2.4.10

Sensor de temperatura del combustible

Se vigila la temperatura del combustible para ajustar los cálculos del régimen de combustible. Se vigila también la temperatura del combustible para corregir la potencia del motor. Se cambia la potencia del motor para proporcionar una potencia constante cuando las temperaturas del combustible exceden 30°C (86°F). Ocurre la corrección máxima de potencia cuando la temperatura del combustible alcanza 70°C (158°F). Si la temperatura del combustible excede de 90°C (194°F) durante diez minutos, se registra un código de diagnóstico.

2.2.4.11

Sensor de temperatura del múltiple de admisión

La temperatura del múltiple de admisión es usada por el impulsor del ventilador de enfriamiento y por el sistema monitor del motor. Se usa el sensor de temperatura del múltiple de admisión para advertir al operador de una temperatura excesiva del aire del múltiple de admisión. Cuando se ha programado el sistema monitor del motor a reducción de potencia del motor, el sensor de temperatura del múltiple de admisión no causará los siguientes sucesos: reducción de potencia y parada del motor.

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Antes de que un código de diagnóstico se registre en el ECM, la temperatura del aire del múltiple de admisión debe exceder las temperaturas que se indican durante treinta segundos. Un código de diagnóstico de temperatura alta del múltiple de admisión se genera a 91°C (195°F). Un código de diagnóstico de temperatura muy alta del múltiple de admisión se genera a 110°C (230°F). A diferencia de los códigos de diagnóstico asociados con el sistema monitor del motor, los códigos asociados con la temperatura del aire del múltiple de admisión están todavía disponibles cuando el sistema monitor del motor está "APAGADO". La luz de advertencia también se enciende si el sistema monitor del motor está programado a Advertencia, Reducción de potencia o Parada del motor.

2.2.4.12

Sensor de presión del aceite

El sensor de presión del aceite es un sensor de presión absoluta que mide la presión del aceite en la galería de aceite. La presión del aceite se comunica a través del enlace de datos y la herramienta de servicio electrónica muestra la presión del aceite. El ECM usa la entrada del sensor solamente si el parámetro del sistema monitor del motor está programado a Advertencia, Reducción de potencia o Parada. El sensor de presión del aceite mide presión desde 0 kPa (0 lb/pulg2_{) hasta 1135 kPa (165 lb/pulg}2_{). El ECM proporciona al}

sensor un voltaje de 5 VCC.

2.2.4.13

Activación del retardador del freno de

compresión

Si el motor está equipado con un freno de compresión, la operación del freno de compresión se consigue a través de la salida de activación del RETARDADOR. El ECM determina el estado de activación del retardador. Para determinar el estado de activación del retardador, el ECM vigila los siguientes artículos: interruptor del tablero del freno de compresión, interruptor del embrague, posición del pedal acelerador, interruptor de la velocidad de crucero y velocidad del motor (rpm). La operación del freno de compresión estará limitada en condiciones inapropiadas de operación del motor. Se deben satisfacer las siguientes condiciones para activar el freno de compresión: - La velocidad del motor (rpm) está por encima de 1000 rpm.

- El pedal acelerador no se ha pisado. - No se ha pisado el pedal del embrague.

- El interruptor de la velocidad de crucero está en "OFF". - El conmutador del freno de compresión está energizado.

2.2.4.14

Sensor de posición del árbol de levas y sensor

de posición del cigüeñal

El sensor de posición del árbol de levas y el sensor de posición del cigüeñal se usan para determinar la velocidad del motor y la sincronización de la inyección de combustible. El sensor de posición del árbol de levas detecta el movimiento del árbol de levas. El sensor de posición del cigüeñal detecta el movimiento del cigüeñal.

2.2.4.15

Sensor de posición del pedal acelerador

Este sensor es un sensor electrónico conectado al pedal del acelerador. El sensor de posición del pedal del acelerador envía una señal de modulación de duración de impulsos (PWM) al ECM.