SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE HEUI
APLICADO A LA FAMILIA DE MOTORES 3400EINDICE
MODULO 1: INTRODUCCION……… 6
Vista General………... 7
Componentes Mayores... 9
MODULO 2: SISTEMA ELECTRONICO DE CONTROL ……… 26
Inyección de Combustible …...…….. 29
Sistema de Control de Inyección de combustible.…....………...… 31
MODULO 3: SISTEMA DE INYECCION DE COMBUSTIBLE………..… 48
Componentes del Sistema ...… 50
Operación del Sistema………..…. 52
Operación Hidráulica de la Unidad Inyectora.………..…. 55
Características de Operación del Inyector………...……….. 63
Componentes de Inyector.………... 64
Desmontaje y Montaje del Inyector………. 67
Secuencia de Inyección……….… 69
MODULO 4: SISTEMA HIDRAULICO………. 81
Grupo de Bomba Hidráulica de Suministro………. 83
Operación del Sistema……… 91
MODULO 5: SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE VOLTAJE...……… 102
Suministro de Alimentación al ECM………. 104
Suministro de Alimentación a los Sensores de Velocidad/Tiempo………. 105
Suministro de Alimentación a los Inyectores………. 106
Suministro de Alimentación a los Sensores Análogos……….. 107
Suministro de Alimentación a los Sensores Digitales………... 108
Suministro de Alimentación a la Válvula de Control de la Bomba……….. 109
MODULO 6: SISTEMA ELECTRONICO Y SENSORES………. 110
Sensores de Velocidad y Tiempo………. 112
Circuitos de Sensores Análogos………. 113
Circuitos de Sensores Digitales……… 127
Sistema de parada del motor……… 132
Control del Requerimiento del Ventilador……… 133
Sistema de Inyección de Eter……… 134
Conector Data Link……….……. 135
Eventos Lógicos……….. 137
MODULO 7: APLICACIONES DE MAQUINAS………. 139
Tractores de CadenasD9RD10R……….…. 140
Camiones Fuera Carretera 769C/771C/773B/775B ………. 147
Motores Industriales 3408E/3412 HEUI……….…. 149
LISTADO DE IMÁGENES………. 152
IMAGEN DE COMPONENTES………. 155 NOTAS DEL ALUMNO
• MODULO 1: INTRODUCCION
Esta presentación discute el Sistema de Inyección de Combustible con Inyector de Accionamiento Hidráulico con Control Electrónico (HEUI) en todas las aplicaciones.
Los temas a continuación son:
-Introducción y Componentes Mayores -Sistema Electrónico de Control
-Sistema de Inyección de Combustible -Sistema Hidráulico
-Sistema de Alimentación de Combustible -Sistema Electrónico y Sensores
• APLICACIONES DEL MOTOR 3400 HEUI
Los motores 3408E/3412E equipados con el sistema de combustible HEUI están disponibles en los equipos de construcción y aplicaciones industriales.
Los motores industriales están disponibles en ambos 3408C/3412C (con sistema de combustible con bomba en línea) y las versiones 3408E/3412E HEUI.
Las máquinas Caterpillar accionadas por motores 3408E/3412E HEUI, se incluyen: - Camiones Fuera de Carretera 769D/771D/773D
- Cargadores de rueda 988F/ 990 Serie II. - Tractores D9R/D10R
- Mototraillas 631E/637E/651E/657E - Motoniveladora 24H
• COMPONENTES MAYORES
Estas exposiciones esquemáticas muestran varios componentes en el sistema de combustible HEUI.
Una explicación detallada del sistema y de sus componentes se dará luego en esta presentación.
Los componentes electrónicos en el sistema de combustible HEUI son muy semejantes a los usados en el sistemas EUI. Sin embargo, en el sistema HEUI, el inyector no es accionado por un camón de leva.
Una bomba de alta presión hidráulica, que recibe un flujo de aceite a presión, de la bomba de lubricación, eleva la presión a un máximo de 22.800 kPa (3300 psi.) La presión es controlada por el Módulo de Control Electrónico o (ECM). El flujo hidráulico es dirigido a actuadores hidráulicos en cada inyector.
El inyector se activa electrónicamente (como en el sistema EUI) el aceite bajo alta presión mueve un pistón que mueve al Embolo que presuriza el combustible.
• COMPONENTES DEL SISTEMA
Esta imagen muestra alguno de los componentes mayores utilizados en el sistema de combustible HEUI.
1. La Bomba Hidráulica de Suministro 2. ECM 3. Control de aceleración 4. Sensor de Velocidad/Tiempo 5. Inyector de combustible 6. El sensor de temperatura 7. Sensor de Presión
• Conector Cat data link e Interruptor de Flujo de Líquido Refrigerante (no mostrado)
El conector de datos (no mostrado) proporciona una vía de comunicación vidireccional de comunicación entre el Control del sistema HEUI y los circuitos electrónicos o los restantes sistemas en la máquina. La vía de comunicación de alta velocidad Data Link permite también que la herramienta de servicio se comunique con el sistema electrónico del motor.
NOTA : Sólo un ejemplo de cada sensor (de presión, de temperatura y de Velocidad/Tiempo)
• MODULO DE CONTROL ELECTRÓNICO
El componente principal en el sistema HEUI, es el Módulo de Control Electrónico, montado encima de la tapa delantera derecha de válvulas.
El ECM es el "corazón" del motor. El ECM gobierna el motor, determina el tiempo y limita el combustible. Lee la información de los sensores y se lo comunica al sistema de instrumentos por el conector de datos Data Link.
El Módulo de Personalidad es usado para programar el ECM con toda la información que precisa la aplicación. El Módulo de la Personalidad puede ser cambiado por el reemplazo directo o puede tener un programado rápido (reprogramado) con un PC. La cubierta de acceso del Módulo de Personalidad se localiza debajo del ECM.
El Grupo de Bomba Hidráulica de Suministro se monta en la V del motor en la misma posición como la bomba original de combustible y el gobernador para los motores 3408C/3412C. Esta bomba suministra el flujo de presión que acciona los inyectores. Montado en la parte trasera de la bomba esta bomba de transferencia del combustible.
Entre los componentes visibles esta el Arnés de Alambrado y el Conectores de 40 pines del ECM.
• UBICACIÓN DE SENSORES
Esta vista del lado izquierdo superior del motor muestra el Sensor (1) de Temperatura de Combustible. El Sensor de Presión Atmosférico (2) montado en el adaptador del Grupo Hidráulico de Bomba de Suministro.
Montado en el Grupo de Bomba Hidráulico de Suministro esta el Sensor (3) de Presión de Aceite de Lubricación. El sensor es usado por el ECM para generar una alarma de baja presión de aceite para el operador.
También montado en el Grupo Hidráulico de Bomba de Suministro esta el Sensor Hidráulico de Temperatura (4). Este sensor es usado por el ECM para la compensación de la viscosidad y mantiene la entrega sólida del combustible y el tiempo de inyección a pesar de cambios de viscosidad causados por la variación de la temperatura del aceite.
Ambos sensores se encuentran en la caja de bomba de suministro.
El Conector de Comunicación de Máquina de 40 Pines (5) se monta atrás del Grupo de Bomba Hidráulico de suministro. Este componente hace la conexión entre el motor y Arnés de cableado de la máquina.
1. El conector de la sonda de calibración de tiempo 2. El sensor de presión hidráulica
3. El conector de Inyector Ubicación:
El Conector de Calibración de la Sincronización se localiza adyacente al ECM.
El Sensor de Presión Actuación de Inyección se localiza entre las bases de la tapa de válvulas y el Múltiple Suministro de aceite.
El Conector de Inyector es uno de cuatro conectores en un motor 3408E. (Cada conector suministra la corriente a dos solenoides de inyector.)
• SENSOR DE TEMPERATURA DE REFRIGERANTE
El Sensor de Temperatura de Líquido Refrigerante de motor (flecha) se localiza en la frente de la culata derecha de los cilindros. Esta señal la utiliza el ECM para el control de varias funciones.
Los sistemas o los circuitos siguientes utilizan la señal del Sensor de Temperatura:
El Sistema de Monitoreo de la Información Vital (VIMS), Sistema de Monitoreo Caterpillar (CMS) transmitido por el conector de enlace de datos Caterpillar (Cat Data Link)
El indicador de Alerta de Alta Temperatura de Refrigerante, esta información sé suministrada al VIMS con el objeto de almacenar y luego transmitirla por el conector Cat Data Link.
El Control de Demanda variable del Ventilador, si está instalado, usa la referencia de la señal del sensor para proporcionar la velocidad apropiada al ventilador.
El Técnico Electrónico (ET) posicionado en la pantalla de estado indica la temperatura de líquido refrigerante.
El Interruptor de Flujo del Líquido Refrigerante (no visible en este recuadro) es montado debajo del sensor de temperatura de líquido refrigerante en la caja del enfriador de aceite.
• SENSOR DE VELOCIDAD (secundario)
Esta vista muestra uno de los Sensores de Velocidad y Tiempo. Un sensor se monta en cada lado de la caja donde esta el engranaje de sincronización.
El sensor de Velocidad primario se localiza cerca del ECM. En esta vista se muestra el sensor Secundario.
Estos sensores son utilizados para calcular la velocidad del motor y posición del Cigüeñal para propósitos de Tiempo.
Los sensores son de libre ajuste, pero precauciones especiales son necesarias durante la instalación para prevenir su daño. (Las precauciones se describen luego en la presentación.)
• RANURA DE INDENTIFICACION (50/50)
Esta vista muestra el Engranaje de Sincronización removido del motor.
Advierta las ranuras del mismo tamaño, son de igual medida 50/50 mostrado en la rueda. Las otras 23 ranuras son 80/20 en tamaño relativo.
El diente del tamaño 50/50, la ranura es usada por el ECM como un punto de referencia para determinar la posición del motor para tiempo de inyección (completamente explicado luego en la presentación).
El ECM atravez del sensor de Velocidad/Tiempo puede identificar el Cilindro n°1 ya este diente crea una señal diferente que los otros dientes indicando una posición determinada.
Una marca de la sincronización, "H," en el lado inverso de la rueda de la sincronización está como referencia para poner a punto el engranaje a los otros engranajes de la distribución además de poner a su vez el cigüeñal en TDC.
• SENSOR DE ENTRADA DE TURBO
El Sensor de la Presión de Entrada de Turbo esta montado entre el filtro de aire y el turbo cargador. No todas las máquinas tienen este sensor instalado.
Este sensor (si está instalado) es usado en unión con el sensor Presión de Atmosférico para la medida de la restricción del filtro de aire, con el propósitos de protección de motor. La diferencia entre las dos medidas de presión se usa como la Presión Diferencial de Filtro. El ECM usa este cálculo y determina la disminución de potencia necesaria para protege el motor por la falta de Aire apropiado por la restricción de estos..
• SENSOR DE PRESIÓN DE REFUERZO (BOOST)
En el frente del motor en la culata de cilindros del lado derecho esta el Sensor de la Presión de Salida de Turbo (Boost). Este sensor es usado por el ECM para el control electrónico de la Relación Aire / Combustible (FRC).
Esta característica permite el control muy preciso de las emisiones de humo, que no era posible con motores gobernados mecánicamente.
• IDENTIFICACION DE COMPONENTES: 1. Sensor de Presión Atmosférica
2. Sensor de Temperatura de Combustible 3. Sensor de Velocidad / Tiempo primario 4. Sensor de Velocidad / Tiempo secundario
• El Sensor de la Presión Atmosférica (1) se instala en el adaptador Hidráulico del Grupo de Bomba de Suministro y es ventilado a la Atmósfera.
Un bloque de la espuma ayuda al sensor para prevenir la entrada de tierra. Además con este se realizan las siguientes funciones:
- Medición de la presión del Ambiente para la compensación automática de la Altitud y la compensación automática del filtro de Aire.
- Medición de la presión Absoluta para el control de la relación aire/combustible, los cálculos de presión para el Panel de Sistemas de Monitoreo Caterpillar
• El Sensor de Temperatura del Combustible (2) es usado para la compensación automática de la temperatura del combustible.
• Los Sensores de Velocidad Primario (3) y Secundario (4) de Sincronización
(discutido más adelante) son localizados en el lado trasero donde se instala el engranaje de sincronización.
1. Línea de suministro de aceite 2. Válvula compensadora. 3 Válvula de control de Bomba
4. Bomba de transferencia de combustible
Varios componentes se montan en el Grupo Hidráulico de Bomba de Suministro.
La Línea del Suministro del Aceite(1) de la galería de aceite es una línea de diámetro mayor para la entrega máxima de flujo durante la operación en frío. La bomba hidráulica depende de la bomba de la lubricación para la primera etapa del aumento de la presión.
La Válvula de Compensación (2) se monta en la parte trasera de la bomba.
Debajo de la válvula de la compensación, esta es la Válvula del Control de Bomba (3). Esta válvula se puede referir también como la "Válvula de Control de Presión de Actuación de Inyección (IAPCV)" Esta válvula controla el ángulo de inclinación del plato, que varía la descarga de la bomba.
La Bomba de Transferencia del Combustible (4) se monta en la parte trasera de la Bomba Hidráulica del Suministro y es accionada por el eje principal de la bomba hidráulica. También visible en este recuadro son la entrada de bomba de transferencia y líneas de combustible de retorno, y los sensores de presión y temperatura (discutido anterior mente).
• BOMBA DE ACEITE DE LUBRICACIÓN
Montado internamente en el cárter de aceite esta la Bomba de Aceite de Lubricación. Esta bomba suministra aceite en aproximadamente 400 kPa (65 psi) a la galería del aceite para la lubricación de motor.
El aceite es suministrado también a la bomba hidráulica para propósitos de la Actuación para la Inyección. Por esta razón, la bomba de aceite de lubricación del motor HEUI es más grande que la bomba en el motor con Inyección Mecánica, abasteciendo las necesidades adicionales de lubricación y los sistemas hidráulicos de actuación de inyección.
• SONDA DE CALIBRACIÓN
El Sensor de la Calibración para la Sincronización se instala en la caja, donde esta el volante. Este sensor (foto-captor magnético) es instalado en la perforación normalmente reservada para el punto de la sincronización. (El punto es usado para la posición del cigüeñal con el pistón No.1 en punto muerto superior.)
• FILTROS
El separador de agua (1) que funciona también como un Filtro Primario de combustible, es una parte importante del sistema del combustible.
Al existir una alta presión en el sistema de combustible con presiones de trabajo que bordean aproximadamente 150000 kPa (22000 psi), la calidad del combustible es importante. El agua en el combustible puede causar corrosión de los émbolos y cilindros. La tierra puede causar lo mismo al poco tiempo en estos componentes. El separador de agua contiene un filtraje de 30 micras.
La Bomba de cebado esta montada en la base del filtro. Por la misma razón, el filtro Secundario de 2 micras se debe usar en el sistema. El espacio libre entre el pistón y el cilindro es aproximadamente 5 micras. Típicamente, con 3 a 8 micras la materia abrasiva desgasta prematuramente los componentes de sistema de combustible.
El separador agua se mantiene diariamente drenando el agua y sedimentos.
El filtro separador de agua se cambia por un elemento nuevo cada 500 horas de operación.
• IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL MOTOR
Este esquemático identifica los componentes externos del motor 3400HEUI (mostrado en el lado derecho del arnés de motor de este esquemático). Los componentes mostrados en el lado izquierdo del esquema son los elementos que se montan en el motor. Se da a conocer que el sensor de presión de Entrada de Turbo se monta en la máquina.
Componentes Eléctricos
Conector 40 Pines ECM Módulo de Personalidad
Ubicación del conector de la Sonda de Tiempo Sensor de Presión de Aceite Hidráulico (Actuación) Sensor de Temperatura Aceite
Sensor Primario de Velocidad y Tiempo Sensor Secundario de Velocidad y Tiempo Sensor Temperatura del Refrigerante Sensor de Presión Atmosférica
Sensor de Presión Entrada de Turbo-alimentador Sensor de Presión Salida Turbo-alimentador (Boost) Sensor de presión de aceite de Lubricación
Sensor temperatura del Combustible Interruptor de flujo de refrigerante Conector de interfase comunicación Pernos de Masa Motor y Maquina Lineas Cat Data Link (Arnés) Sensor Posición del Acelerador Interruptor de parada
Componentes Mecánicos
Grupo de Bomba de Suministro Hidráulico Válvula de control de Bomba (IAPCV) Válvula de compensación
Deposito para partida en Frío Válvulas Hidráulicas (Inversoras) Múltiple de Suministro
Filtro Primario / Separador de Agua Filtro Secundario
Bomba de Transferencia
Válvula Reguladora de Presión de Combustible Inyector de combustible
Tubo Alimentación
•
MODULO 2: SISTEMA DE CONTROL ELECTRÓNICO
Esta sección de la presentación explica el Sistema Electrónico del Control incluye los componentes siguientes:
ECM
Módulo de Personalidad
Unidad Hidráulica y Solenoide del Inyector Engranaje de Tiempo
También veremos los siguientes subsistemas y procedimientos relacionados: Control del Tiempo Inyección
Control de la cantidad de Combustible Control de la Velocidad.
• MODULO DE CONTROL ELECTRONICO
El Módulo Control Electrónico (ECM) es una computadora y tiene la función de gobernar el sistema de combustible. El ECM recibe todas las señales de los sensores y energiza el solenoide del inyector controlando el tiempo y velocidad del motor.
El ECM es sellado con excepción del acceso al software que contiene en el Módulo de la Personalidad (próximo recuadro). Este ECM es la segunda generación de Sistemas Avanzados de Administración de Motor Diesel y se puede referir frecuentemente como "ADEM II."
Este ECM se usa en la totalidad de aplicaciones de motores 3408E y 3412E.
El ECM se puede cambiar también de una aplicación a otra; sin embargo, una contraseña es requerida para activar el ECM cuando el software nuevo se instala.
El Módulo de Personalidad (mostrado fuera del ECM) contiene el software con toda la información de regulación de combustible (tal como la potencia en HP, curva de Torque y la proporción de relación Aire / Combustible) que determina el comportamiento del motor. El Módulo de Personalidad se instala en la cara inferior del ECM, donde tiene el acceso.
Actualmente, dos métodos se están utilizando para actualizar el software:
1. El Flascheo: Reprogramación Electrónica del Software del Módulo de Personalidad. (Este método se prefiere para actualizar el Software)
2. Reemplazo del Módulo de Personalidad. (Este método se puede usar si no es posible la Reprogramación)
Mejorar el software no es una tarea rutinaria, pero quizás se realice por razones de mejoras del producto, una mejora del rendimiento o una reparación de problemas del producto
• INYECTOR DE COMBUSTIBLE
La unidad de Inyección del motor 3400HEUI es eléctricamente semejante a la unidad inyectora electrónica de los motores 3500. El inyector es Controlado Eléctricamente por el ECM pero es Accionado Hidráulicamente. La señal del ECM controla la apertura y cierre de la válvula de solenoide. La válvula solenoide controla el flujo de alta presión de aceite hidráulico al interior del inyector. Este sistema facilita al ECM para el control del volumen de combustible a Inyectar, la Sincronización y la Presión de Actuación de la Inyección (la presión hidráulica generada por el Flujo de la bomba de suministro).
PRECAUCION
El solenoide del inyector opera con 105 voltios de corriente continua. Debe permanecer siempre despejada el área del inyector cuando el motor esta en funcionamiento o una descarga eléctrica puede ocurrir.
Tres pruebas se utilizan para determinar cuál cilindro o inyector tiene un mal funcionamiento: PRUEBA DEL SOLENOIDE DE INYECTOR Esta prueba se realiza mientras el motor esta detenido. El solenoide de inyector se puede probar automáticamente con la herramienta de servicio “ Prueba del Solenoide del Inyector”. Esta prueba individualmente el funcionamiento de cada solenoide en forma secuencial e indica si esta presente un corto circuito o un circuito abierto del Solenoide o del Arnés.
CORTE DE CILINDRO (Prueba Manual) Esta prueba se realiza mientras el motor esta en funcionamiento a cualquier velocidad. El pulso de 105 volt puede ser cortado individualmente para ayudar a la localización de falla de un inyector o cilindro con problemas.
PRUEBA AUTOMATICA DEL INYECTOR Esta prueba se realiza con la herramienta del servicio mientras el motor esta en funcionamiento y en cualquier velocidad. La prueba hace una evaluación relativa de todos los inyectores y muestra numéricamente los resultados. La prueba habilita una evaluación del motor y los inyectores.
Una prueba satisfactoria de todos los solenoides de inyector, sin que exista algún código de diagnóstico presente nos indica que un problema mecánico en el cilindro probablemente existe.
• SISTEMA DE CONTROL DE LA INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE
Este esquema muestra la lógica del control de la sincronización dentro del ECM. La velocidad del motor, la cantidad del combustible (en relación a la carga), y la señal de entrada de temperatura del aceite hidráulico es recibida para el control de la sincronización. La señal de la temperatura hidráulica determina cuando se debe activar el Modo Frío. Estas señales de entrada combinadas determinan el Comienzo de la Inyección de Combustible.
El control de la sincronización proporciona la puesta a tiempo óptima para todas las condiciones. Los beneficios de un control "instantáneo" de la sincronización es:
- Reducción de las partículas y emisiones.
- Consumo menor de combustible mientras el rendimiento es mantenido.
- Mayor vida útil del motor.
• CONTROL DE LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE Cuatro entradas controlan la cantidad del combustible: 1. Velocidad del motor
2. Presión actuación de inyección (Hidráulica) 3. Posición del acelerador
4. Presión de múltiple(Boost)
Estas señales son recibidas por una parte del gobernador electrónico del ECM. El gobernador entonces envía la señal deseada a la inyección del combustible y el control de la actuación de inyección. La cantidad del control lógico del combustible recibe también las señales de la relación del combustible y control del momento de torsión.
Las variables que determinan la cantidad del combustible y el tiempo son: - El comienzo de inyección determinada por la puesta a punto del motor. - La duración de inyección y presión de actuación de inyección.
• SENSORES DE VELOCIDAD / TIEMPO
Los Sensores de Velocidad / Tiempo tienen tres funciones en el sistema: 1. La medida de la velocidad del motor
2. La relación del orden de encendido del motor 3. La ubicación del cilindro y el TDC
Los sensores de Velocidad/Tiempo, están montados en la caja frontal que contiene el engranaje de sincronización, son de auto ajuste durante la instalación y no tienen espacio libre con la rueda de la sincronización.
La cabeza se extiende antes de su instalación.
Con la acción de atornillar el sensor en la carcaza la cabeza topa la rueda de la sincronización.
Este contacto es sólo momentáneo mientras el motor comienza a realizar la primera RPM y se produce el auto-ajuste correcto.
El Sensor de Velocidad/Tiempo Primario (en lado derecho de motor) mide y gobierna la velocidad del motor, además tiene el propósito de la identificación de los cilindros y la posición del cigüeñal.
El Sensor de Velocidad /Tiempo Secundario (en el lado izquierdo de motor) permite la operación continua si el sensor primario falla ( es de respaldo). Una falla del sensor primario causará que el ECM automáticamente asuma la señal del sensor secundario. También, encenderá la lámpara de chequeo de motor y almacenara el código de falla.
El ECM suministra 12.5 ± 1 Voltios a los Sensores de Velocidad/Tiempo Primario y Secundario. Los conectores A y B transmiten la alimentación común a ambos sensores. Los conectores C transmiten las señales por separado de cada sensor al ECM para propósitos de identificación.
• RUEDA DE SINCRONIZACIÓN
La Rueda de la Sincronización es una parte integrante del engranaje de impulsión para la bomba. Las marcas de la sincronización se usan para localizar la rueda en el diente correcto de la posición al cigüeñal. Esta Rueda de sincronización es común para todos los motores 3408E/3412E.
Como previamente expresado, la Rueda de la Sincronización tiene una suma de 24 dientes. 23 dientes son grandes con espacios pequeños entre ellos (el tamaño del diente se identifica como 80/20.)
El otro diente tiene el espacio y las dimensiones iguales (el tamaño del diente se identifica como 50/50.) Esta configuración es usada por el ECM para localizar TDC del cilindro N° 1. NOTA:
La cabeza del sensor no se debe posicionar en la ranura mas ancha de la rueda de sincronización durante la instalación. La posición incorrecta causará el daño a la cabeza del sensor.
Los sensores de Velocidad/Tiempo se posicionan verticalmente sobre los dientes.
La forma de los dientes y los sensores generan una señal de salida de Ancho de Pulso Modulado (PWM) para el propósito de Sincronización y una señal salida de Frecuencia Modulada para la medida de la velocidad.
El Sensor Secundario de Velocidad / Tiempo funciona al mismo tiempo que el sensor Primario.
La señal del Sensor de Velocidad / Tiempo Secundario es usada cuando la señal del sensor Primario se pierde o se distorsiona. Si el sensor Secundario se selecciona, continuará en uso hasta que el motor se detenga y después arranque nuevamente. Entonces, el sensor primario será seleccionado.
Una vez que el motor arranca, el ECM no cambiará del Sensor Secundario al Sensor Primario. Esta característica previene la conmutación constante entre los sensores si un defecto intermitente ocurre.
El Sensor de Velocidad/Tiempo usa los dientes de la rueda de sincronización y determina: - Punto Muerto Superior del cilindro N°1 (Cuando encuentra, los cilindros que
identifica su Orden de Encendido.) - Velocidad del motor (R.P.M)
La sucesión de señales mostradas en la segunda columna (ciclo de trabajo) es analizada por el ECM. En este punto, ningún combustible será inyectado hasta que ciertas condiciones se reúnan. Los motores son semejantes al EUI, sin embargo este motor no necesita la configuración de dientes para prevenir la rotación inversa.
La bomba de lubricación y la bomba hidráulica no desarrollarán flujo durante la rotación inversa, y no suministraran el combustible de la bomba al inyector. Por lo tanto, el motor no puede arrancar en sentido inverso.
Durante el arranque, el sensor controla inicialmente los pulsos creados por los dientes que pasan e identifica la sucesión como se muestra. Después que una rotación completa se realiza, el control puede reconocer la ubicación de TDC del modelo como la ilustración superior.
Durante el arranque inicial, ningún combustible se inyecta hasta que: La rueda de sincronización haya completado una revolución completa. El control identifique los PMS de todos cilindros.
Después que el sensor ha proporcionado las señales necesarias, el ECM está listo para el comienzo de la inyección (sí la presión hidráulica está disponible para accionar los inyectores.)
NOTA: Los puntos de referencia señalan las posiciones en la rueda de la sincronización que el control mide como el punto de inyección y PMS.
• OPERACIÓN NORMAL
Durante la operación normal, el ECM puede determinar la sincronización del tiempo y la referencia para cada uno de los cilindros. El punto de referencia es almacenado por el ECM después que la calibración de tiempo se a realizado.
La Sincronización de inyección se realiza conectando una sonda con una señal desde el Cigüeñal por el conector de acceso de servicio en el Arnés de motor, y activando la secuencia de la calibración con la herramienta de Servicio Caterpillar ET.
El ECM eleva la velocidad del motor a 800 r.p.m. (para optimizar la certeza de la medida), compara la verdadera ubicación No.1 en TDC al cilindro asumido N°1 ubicación de TDC, y corrige la desviación en la EEPROM (Memoria Sólo de Lectura Programable y Borrable Electrónicamente.)
NOTA: El rango de la desviación de la calibración es limitado a ± 10 grados del eje cigüeñal. Si
el rango se excede, la desviación es puesta a cero y un mensaje de diagnóstico se genera por la calibración no realizada. (calibración insuficiente)
• SONDA DE CALIBRACIÓN
El Sensor de la Calibración de la Sincronización (fotocaptor magnético) es instalado en él cubre volante durante la calibración. El conector se localiza arriba del ECM.
(En algunas máquinas, en otras palabras en los tractores D9R/D10R, el sensor se instala permanentemente.)
Al usar la herramienta del servicio ET, la calibración de tiempo se realiza automáticamente para ambos sensores cuando sé esta en la pantalla apropiada.
La velocidad deseada del motor es puesta a 800 R.P.M. Este paso es realizado para evitar la inestabilidad y asegura que ningún contragolpe se presente en los engranajes de la distribución durante el proceso de calibración.
• VENTANA DE CORRECCION DE TIEMPO
Los Sensores de Velocidad/ Tiempo usan la rueda de sincronización para referencia de la sincronización, la calibración de sincronización mejora la certeza de inyección de combustible corrigiendo alguna tolerancia leve entre el eje cigüeñal, los engranajes de distribución y la rueda de sincronización.
Durante la calibración, la desviación se almacena en la memoria del Módulo de Control EEPROM (Memoria de sólo Lectura Borrable y Programable Electrónicamente ). La distancia de la desviación de la calibración es limitada a ± 10 grados del eje cigüeñal. Si la sincronización esta fuera de rango, la calibración se aborta. El valor previo se retendrá y un mensaje diagnóstico es generado en la herramienta de servicio.
La calibración de sincronización se realiza normalmente después los procedimientos siguientes:
1. El reemplazo de ECM.
2. El reemplazo del sensor velocidad/ Tiempo.
3. El reemplazo de la rueda sincronización o intervención de los engranajes de la distribución.
• DURACIÓN DE LA CORRIENTE EN EL SOLENOIDE
Esta ilustración muestra como la corriente aumenta inicialmente para crear la atracción en la bobina del inyector y cerrar la válvula poppet, por el rápido pulso de 105 Voltios ON-OFF , el flujo de la corriente disminuye en cierto grado. La inyección finaliza cuando el suministro de corriente se corta y la presión hidráulica disminuye. Por lo tanto, la presión de combustible disminuye rápidamente en el inyector.
• MOVIMIENTO DE LA VÁLVULA POPPET
Este esquema grafica a través de la energía que recibe el solenoide se esquematiza el movimiento de la válvula poppet, cuando el ECM energiza el solenoide. La válvula poppet permite el paso de aceite hidráulico sobre el pistón intensificador de inyector el cual mueve el émbolo del inyector.
• CARACTERISTICAS DE RESPUESTA, DURACION DE LA INYECCION Y FIN DE LA INYECCION
Aquí esta ilustrado gráficamente la sincronización de:
1. El ECM envía la señal al inyector para el comienzo de la inyección.
2. El solenoide del inyector abre la válvula poppet. 3. La proporción de la inyección aumenta.
LIMITES DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE
• POTENCIA MAXIMA• MAXIMO TORQUE
• RELACION DE COMBUSTIBLE
• REDUCCIÓN EN MODO PARTIDA EN FRIO • COMBUSTIBLE PARA LA PARTIDA
Así como en el motor MUI los límites mecánicos determinan la entrega del combustible máximo durante la carga total, el momento de torsión y la aceleración, el sistema electrónico HEUI tiene también los límites de protección del motor. Estos límites son:
- La potencia Máxima
- El Límite del Momento de torsión (Características de ascensión de momento de torsión) - Control de la Relación de Combustible (el combustible es Limitado hasta que la presión de múltiple esté disponible)
- Modo Límite Frío (el combustible se Limita con el motor frío para el control del humo blanco) - Limitación del combustible para la partida (el combustible es Limitado durante el arranque) Una demora de aceleración existe durante el arranque del motor el cual sostiene la marcha en baja en vacío por dos segundos hasta que la presión de aceite alcanza un minimo de 140 kpa (20 psi.)
Los Camiones fuera de carretera tienen un sistema que aumenta la potencia del motor solo en marcha directa. Este sistema protege el tren de mando del momento de torsión excesivo en las marchas más bajas.
Los Camiones fuera de carretera también tienen la característica herramienta de servicio diseñada para programar puntos más bajos de marcha y la limitación de combustible para mejorar el consumo del combustible a petición del cliente.
MODO FRIO DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE
• CONTROL DE VELOCIDAD• LIMITACION DEL COMBUSTIBLE • SINCRONIZACIÓN DE INYECCIÓN
• PRESIÓN DE ACTUACION DE INYECCIÓN
•
INYECCIÓN DE ETHERMODOS FRIOS
El sistema de combustible HEUI esta diseñado para modificar la característica operacional del motor durante la operación en frío. Esta modificación es hecha para proteger el ambiente, y mejorar las características del motor.
REDUCCIÓN DEL COMBUSTIBLE
• COMPENSACIÓN AUTOMÁTICA POR ALTITUD
• COMPENSACIÓN AUTOMÁTICA POR RESTRICCIÓN DE FILTRO
•
DISMINUCIÓN DE POTENCIA POR ALERTA DE MOTOREl sistema limita el combustible para cada condición. Esta disminución de potencia se describe individualmente luego en la presentación, aquí son resumidos:
- Compensación Automática por la Altitud (Disminución por altitud geográfica). - Compensación Automática de Filtro de Aire.
(Disminución por la restricción de filtro de aire sí esta instalado)
- Disminución por Alerta de Motor (Disminución para la baja presión de aceite y alta temperatura del refrigerante; no instalado en todas las aplicaciones)
- Si una pérdida de la señal del sensor de presión de múltiple ocurre, el ECM asume la presión de múltiple a cero. Una disminución de la potencia será reducida aproximadamente 50 a 60%.
- Compensación de Temperatura del Combustible (Compensa hasta 5% para la pérdida del poder causada por el combustible con alta temperatura)
•
MODULO 3: SISTEMA DE INYECCION DE COMBUSTIBLE
Esta parte de la presentación describe los principios de la operación del Sistema de Inyección de Combustible HEUI usado en motores 3408E y 3412E.
NOTA DEL ALUMNO: Varios códigos del color que se usarán en esta sección de la
presentación identifican flujos y presiones: Circuitos Hidráulico y de Lubricación
Rojos - Aceite a alta presión Rayas Rojas y Blancas - Aceite reducido de presión Verde - Succión de aceite
Circuitos de combustible
Rojos - Combustible a alta presión
Rayas Rojas y Blancas - Presión de bomba de transferencia de combustible
SISTEMA DE COMBUSTIBLE 3408E/3412E HEUI
El Sistema de Actuación de Inyección de Combustible se logra usando la hidráulica, antes la actuación se realizaba usando el eje de leva sobre el inyector utilizado en otros sistemas del combustible diesel. Hoy en día la Actuación hidráulica ofrece varias ventajas comparativas con la actuación mecánica, incluye la habilidad de mantener la presión de inyección de manera independiente a la velocidad de operación del motor. Esta capacidad es especialmente ventajosa en muchos aspectos, incluyendo por ejemplo la respuesta rápida del motor, partida en frío, un buen control de emisiones y ruido.
• COMPONENTES DEL SISTEMA
Una revisión a los sistemas del motor 3400 HEUI y los circuitos hidráulicos de suministro combustible serán vistos a continuación:
• Grupo de Bomba de Suministro Hidráulico incluyendo: - Bomba Hidráulica
- Bomba de transferencia de combustible - Válvula de control de bomba
• Módulo de Control Electrónico (ECM) • Sensores Electrónicos
- Temperatura Hidráulica - Presión Hidráulica • Inyector de Combustible
.
• GRUPO HIDRÁULICO DE BOMBA DE SUMINISTRO:
Los siguientes componentes se integran en una sola unidad llamado Grupo Hidráulico de Bomba de Suministro:
- Bomba Hidráulica
- Válvula de control de bomba - Bomba de transferencia
Este grupo de bomba se localiza en la V del motor en la misma posición como la bomba de inyección de combustible en motores mecánicos.
Tres circuitos de líquidos se incluyen en el sistema: aceite de baja presión, aceite de alta presión (hidráulico), y el suministro de combustible de baja presión.
• OPERACIÓN DEL SISTEMA
En un equipó con motor HEUI, la bomba de lubricación tiene dos funciones: 1. Proporciona la lubricación al motor
2. Proporciona aceite a baja presión a la bomba hidráulica HEUI
La bomba de lubricación del motor ha sido ampliada para proporcionar el aumento de flujo requerido. La bomba hidráulica tiene un depósito de aceite para la partida en frío. Este depósito previene a la bomba hidráulica de la cavitación durante partida inicial del motor hasta que la bomba de lubricación pueda suministrar la aceite a presión adecuada. Un sensor de presión del aceite se localiza en el depósito aceite de arranque en frío, que esta en la caja de la bomba hidráulica del aceite. El sensor monitorea la presión de aceite de lubricación. Un sensor de temperatura de aceite se instala también en el depósito. Este sensor se referirá como el "sensor de temperatura hidráulica" por decirlo así y usado para este propósito.
• ALTA PRESIÓN DE ACCIONAMIENTO
Durante condiciones normales de operación, el aceite es presuriza entre 5000 y 21500 kPa (725 y 3100 psi) por el flujo movido por la bomba hidráulica de alta presión y acciona los inyectores. El nivel de presión hidráulica es controlado por el ECM, con una señal a la válvula de control de bomba produciendo un aumento de la carrera del plato de la bomba hidráulica. Cuándo el motor esta en funcionamiento, aceite a alta presión está disponible siempre para todos los inyectores.
El aceite de la bomba de alta presión entra a los dos pasajes del suministro de aceite.
Las válvulas inversoras de flujo son usadas para prevenir golpes de presión entre los pasajes de aceite de los bancos. Los pasajes del suministro del aceite hidráulico son conectados al inyector por tubos puente. El aceite usado por el inyector es liberado debajo de las cubiertas de válvula y drenado al cárter por los conductos internos del motor.
• SISTEMA DE COMBUSTIBLE DE BAJA PRESIÓN.
El combustible es succionado desde el tanque a través del separador de agua y la bomba de cebado por una bomba de transferencia de engranajes.
El combustible se dirige por el Módulo de Control Electrónico (ECM) para propósitos de refrigeración de este; Desde allí fluye por el filtro secundario de combustible. Posteriormente, el combustible entra a la galería de suministro de baja presión, abasteciendo los múltiples encima de las culatas. El exceso de combustible no inyectado sale desde el múltiple. El flujo entonces se combina en una sola línea y pasa por la válvula reguladora de presión, la cual tiene un rango de trabajo entre 310 y 415 kPa (45 y 60 psi). Desde la válvula reguladora de presión, el exceso de flujo retorna al tanque. La cantidad del combustible para la combustión y el combustible de retorno al tanque está cerca de 1:3 ( tres veces mas del volumen requerido para la combustión es suministrado al sistema con propósitos de la refrigeración de los inyectores). Un sensor de temperatura del combustible se instala en el sistema de suministro, para compensar las pérdidas de potencia causadas por las variaciones de temperatura del combustible y ajustar el tiempo en la partida en frío.
• OPERACIÓN HIDRÁULICA DE LA UNIDAD
La alta presión de aceite hidráulica es proporcionada a cada inyector por los pasajes hidráulicos de suministro y los tubos puentes individuales.
El combustible es suministrado al inyector por un pasaje de suministro de baja presión localizado en el múltiple de alimentación (descrito mas adelante.)
Los sellos especiales de "Viton" se usan en las uniones hidráulicas entre el inyector y el múltiple de alimentación.
NOTA: Esta imagen y la imagen siguiente parten de la leyenda del color usando naranjado
• SUMINISTRO DE COMBUSTIBLE DE BAJA PRESIÓN
El combustible llega por un pasaje taladrado localizado en el múltiple de alimentación.
El suministro del combustible a cada inyector es sellado de la cámara de la combustión y el área debajo de la tapa de válvula por sellos superiores y más bajos de un sello entre el inyector y la camisa de inyector en la culata.
Los gases de la cámara de la combustión son impedidos de entrar al pasaje del suministro del combustible por un sello de contacto de metal a metal entre la camisa del inyector en la culata y el inyector.
La camisa del inyector se atornilla en la culata. Una arandela de metal es usada de sello en la parte inferior del adaptador para prevenir fugas entre el sistema de refrigeración y la cámara de la combustión.
• MÚLTIPLE DE SUMINISTRO
Los pasajes siguientes se localizan en el Múltiple de Suministro Hidráulico: - Pasaje de suministro Hidráulico
- Pasaje de suministro de Lubricación - Pasaje de suministro de Combustible
El múltiple de alimentación es montado en la culata y conduce aceite hidráulico bajo presión para el accionamiento del inyector a través de tubos puente. El combustible de baja presión y el aceite de lubricación al mecanismo de la válvula se dirigen también por el múltiple. Estos pasajes se muestran en la imagen seccionada en el próximo recuadro.
• CONDUCTOS INTERNOS
Este recuadro en corte muestra los pasajes del Múltiple Suministro Hidráulico - Pasajes de suministro hidráulico de alta presión (naranjo)
- Pasajes de suministro de combustible de baja presión (Rojo con líneas Blancas) - Pasajes de suministro de aceite de lubricación (Café)
El combustible entra por el frente del múltiple y sale por la parte trasera.
La refrigeración de los inyectores es lograda circulando un volumen mayor de combustible al inyector que es requerido para la combustión.
Inicialmente, el combustible circula alrededor del exterior de la camisa del inyector y es contenido entre la camisa y el múltiple de suministro por los sellos superiores e inferiores de combustible de la camisa del inyector.
El Tubo puente (1) y el Adaptador (2) dirigen aceite hidráulico desde un pasaje del múltiple de alta presión y luego al inyector. Un procedimiento específico de apriete (torque) se debe realizar a los seis pernos (para el Tubo puente y adaptador) el cual debe ser alineado al realizar su instalación.
NOTA
El seguir este procedimiento de apriete en forma incorrecta puede tener como resultado los problemas de baja potencia, causadas por fugas hidráulicas internas. También, los esfuerzos internos en el inyector causados por un procedimiento impropio de apriete puede causar los cambios de los espacios libres internos del inyector que pueden disminuir la vida útil o rendimiento del inyector.
• CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE LA UNIDAD INYECTORA
La cantidad del combustible entregado es controlada en parte variando el tiempo que el solenoide esta energizado. Este período de tiempo es llamado. "Duración" y es calculada por
el ECM y asegura la entrega de la cantidad correcta del combustible.
Otras entradas afectan el cálculo del tiempo, incluyendo la presión del suministro hidráulico, la temperatura de aceite y características internas del desempeño del inyector. Dos niveles actuales se generan en la forma de onda:
1. La fuerza atractiva de la corriente crear un campo magnético más fuerte y atrae la armadura y levanta la válvula poppet del inyector de su asiento contra la fuerza de resorte.
2. Una alta corriente es usada para sostener la armadura y la poppet en su asiento. La corriente más baja reduce el calor en el solenoide y la vida del solenoide aumenta.
Este recuadro muestra, cuando el ECM energiza el solenoide, y se realiza el movimiento de válvula poppet. Entonces, la tasa de inyector aumenta para el comienzo de inyección. El fin de la inyección ocurre cuando las forma de la onda llegan a cero.
Por lo tanto:
• La cantidad de combustible es una función del comienzo de inyección.
• La cantidad del Combustible es una función directa para:
• La Duración de inyección
• Presión de actuación de Inyección (hidráulica)
El ECM envía una corriente mayor al solenoide para crear un campo magnético fuerte. Este campo fuerte es necesario para la máxima atracción de la armadura, que está en su distancia más lejana del solenoide.
La válvula poppet es mantenida normalmente en su asiento de entrada a través de un resorte. El incremento mayor de la corriente atrae la armadura y levanta la poppet de su asiento de entrada hacia el asiento del escape contra la fuerza de resorte. El ECM reduce el nivel de la corriente y la poppet es mantenida en el asiento de escape.
La inyección comienza después que el asiento de escape esta cerrado y la presión de aceite empuja el émbolo intensificador y pistón hacia abajo. El movimiento del pistón hacia abajo presuriza el combustible aproximadamente a 31000 kPa (4500 psi) y la válvula reversora se levanta, permitiendo que el combustible entre al cilindro. El tiempo en que se abastece de combustible y sale por la punta se llama " Comienzo de Inyección."
La proporción que se abastece de combustible inyectado es controlada por la presión de inyección hidráulica. La presión hidráulica más alta empuja el émbolo y el Pistón más rápidos, causando una proporción más alta del flujo por la punta de la tobera.
Cuándo la inyección es finalizada por el ECM, disminuye la corriente que causa que el campo magnético se desvanezca en el solenoide. El resorte de la válvula poppet entonces mueve la poppet hacia el asiento de entrada. Como la poppet es llevada a su asiento, el aceite hidráulico es cortado, y el movimiento hacia abajo del émbolo y plunger regresa a su punto inicial, llenando la cámara del pistón para la próxima carrera de inyección
Cuando la presión baja en él embolo; la tobera la válvula de aguja se cierra, la cual está cerca de los 21000 kPa (3000 psi), causando que esta presión sea retenida en la tobera para el próximo ciclo.
• COMPONENTES DE LA UNIDAD INYECTORA
La unidad inyectora de los motores 3408E/3412E ha sido diseñada para representar los últimos adelantos de la industria. Esta sección de la presentación describirá todos los componentes y sus funciones
Este recuadro muestra un inyector en corte y la camisa de inyector. Note los siguientes grupos mayores que componen el inyector:
- Cuerpo de válvula con solenoide y válvula de poppet
- Grupo de pistón intensificador, Cilindro con émbolo de bombeo - Grupo de Tobera
La camisa del inyector tiene cuatro ranuras de sello. Las dos ranuras superiores tienen los sellos que contienen el combustible dentro del múltiple de suministro (mostrado en más detalle posteriormente).
Los dos sellos inferiores contienen el líquido refrigerante. Una arandela del metal sella la parte inferior de la camisa y previenen la entrada de refrigerante a la cámara de combustión.
El inyector se compone de tres grupos básicos que se describirán en detalle: - Conjunto de Solenoide y Válvula
- Conjunto de Cilindro - Conjunto de Tobera
Esta imagen muestra la vía de escape o ventilación del inyector drenando el aceite hacia abajo. Esta condición es una modificación del diseño anterior, el cual drenaba el aceite hacia arriba. Este inyector es intercambiable. Sin embargo, el inyector más moderno reduce la tendencia del motor a la niebla del aceite por el respiradero.
El inyector HEUI se diseñó con un mínimo de partes componentes. El inyector contiene 35 partes.
Esta imagen en despiese muestra todos los componentes por secuencia de ensamblaje:
El Grupo del Cuerpo de Válvula contiene el solenoide, armadura y la válvula de poppet. Estando ensamblada dirige el aceite al pistón intensificador hidráulico que mueve el plunger del combustible. El Grupo del Barril y el Pistón presurizan el combustible a alta presión. El Grupo de la Tobera contiene, la Tobera, y la Válvula de Aguja.
Este recuadro muestra las partes componentes en los tres grupos básicos discutidos previamente.
El cuerpo de la válvula tiene tres partes (el cuerpo, adaptador y espaciador) que se arman con una gran precisión. Cualquier daño en el área del cuerpo de válvula durante la instalación causará la falla del inyector.
NOTA: Los procedimientos correctos del desmontaje de inyector y herramientas se encuentran especificados en el Manual del Servicio y siempre se deben usar. Cualquier apalancamiento aplicado debajo del cuerpo de válvula puede causar la deformación de los asientos de la válvula poppet o una falla posible del inyector puede suceder.
• REMOSIÓN E INSTALACIÓN DE LA UNIDAD INYECTORA
Los procedimientos correctos para el desmontaje del inyector e instalación deben ser seguidos para evitar esfuerzos en el inyector y escapes hidráulicos en el área del tubo puente. Las tres superficies que unen el tubo puente, el adaptador de aceite y el inyector se deben alinear antes de aplicar él apriete final (torque)
Esta parte del procedimiento del ensamble asegura que todas las uniones y caras que sellen se unen estén alineadas y tengan un contacto completo antes de apretar los pernos.
1. Limpie las caras del inyector y la camisa de inyector e instale los sellos nuevos.
2. Lubrique los sellos con aceite e instale el inyector en la camisa de inyector.
3. Alinee visualmente el inyector con la superficie paralela plana a la línea central del motor.
4. Posicione la abrazadera de inyector en el inyector y apriete el perno a 47 ± 9 N•m (35 ± 7 lb.pie.)
5. Instale los sellos nuevos en el tubo de puente y la base del balancín.
6. Coloque el adaptador de aceite del inyector y el tubo puente en su posición.
7. Instale los pernos Allen y pernos de cabeza hexagonal apretados. Si el adaptador de aceite de inyector se instaló previamente en el inyector, afloje los tornillos Allen.
El objetivo en este punto del procedimiento es para atraer todas las caras que se unen en contacto y la alineación completa antes de comenzar el procedimiento final de apriete.
Mala alineación de los componentes ocasionará un esfuerzo en el inyector que entonces torcerá la válvula poppet y las guías del barril. Estos componentes operan con un espacio libre de 5 micras a causa de las altas presiones hidráulicas de inyección. Por lo tanto una cantidad pequeña de deformación causará un atascamiento.
Adicionalmente, algún desajuste podría causar que gases de la combustión entren al sistema de alimentación.
La secuencia de la instalación del Inyector y apriete torsional a fin de cuentas es aplicar un procedimiento para que las superficies se unan y alinien, en forma adecuada y se puede realizar de la siguiente forma:
1. Apriete los tornillos Allen y pernos de cabeza hexagonal apenas apretados suficientemente para atrae las superficies que se juntan y para la alineación de estas.
2. Aplique un torque inicial a los pernos verticales de la cabeza hexagonal a 5 ± 3 N•m (4 ± 2 lb. pie.)
3. Aplique un torque inicial a los pernos horizontales de cabeza hexagonal 5 ± 3 N•m (4 ± 2 lb. pie.)
4. Aplique un torque inicial a los tornillos Allen de 1 ± 0.2 N•m (10 ± 2 lb. Pulg.)
5. Realice el torque final a los pernos verticales de cabeza hexagonal de 47 ± 9 N•m (35 ± 7 lb. pie.)
6. Realice el torque final a los pernos horizontales de cabeza hexagonal de 47 ± 9 N•m (35 ± 7 lb. pie.)
7. Realice el torque final a lo tornillos Allen de 12 ± 3 N•m (9 ± 2 lb. pie.) 8. Verifique el sistema para ver fugas(arranque con inyección desactivada)
Verificar la presión hidráulica (se puede comparar con la presión deseada).
Varias posibilidades para escapes pueden existir. El aceite bajo alta presión puede fugarse de las uniones del tubo puente o del puerto del escape del cuerpo de válvula de inyector.
El combustible podría salir del sello superior en el inyector. También, gas de combustión puede salir posiblemente de la base del inyector.
Si aire ha entrado el sistema del suministro del combustible, múltiples inyectores en un banco pueden tener un funcionamiento defectuoso. Si el procedimiento no fue seguido correctamente, aire podría entrar por el sello inferior. Si esta condición ocurre, quite el inyector y verifique la presencia de carbón debajo del sello inferior. Reemplace el sello y realice la secuencia del procedimiento de apriete.
Aire en el sistema puede ser descubierto por un ligero contacto en la línea flexible del retorno y la verificación de pulsaciones extremas o golpes de presión por la línea. Una alternativa, consiste en instalar una botella de vidrio en cada línea del retorno, arrancar el motor y chequear la presencia de aire dentro de esta.
Cuando el solenoide esta desenergizado, la válvula poppet es mantenida en su asiento en el cuerpo por el resorte de la válvula (vista izquierda). La válvula poppet es conectada a la armadura por el tornillo. Cuándo la válvula poppet esta cerrada, el asiento previene el ingreso de aceite a alta presión al inyector. El asiento de escape de la válvula poppet está abierto, conectando la cavidad del Pistón intensificador a la atmósfera (retorno).
Basado en señales de entrada de los diversos sensores electrónicos, el ECM determina y calcula la cantidad de combustible para ser entregado por el inyector a la cámara de la combustión. En el tiempo apropiado, el ECM envía una corriente eléctrica al solenoide del inyector.
El solenoide desarrolla una fuerza magnética que atrae la armadura y cambia la posición la válvula poppet. La válvula poppet se mueve contra la fuerza de resorte, abre el asiento de admisión y cierra el asiento del escape (vista derecha).
El aceite hidráulico bajo presión desde el múltiple de suministro se dirige por el tubo puente a la parte superior del pistón intensificador.
El suministro de aceite de la bomba de suministro a la válvula poppet causa que el émbolo del pistón intensificador y el plunger de combustible se muevan hacia abajo. El desplazamiento del plunger presuriza el combustible atrapado entre la cámara bajo el plunger y el asiento de la válvula de aguja.
NOTA: El émbolo del pistón intensificador tiene casi siete veces el área del plunger del
combustible. Cuándo el circuito hidráulico suministra una presión de 21000 kPa (3000 psi), aproximadamente 145000 kPa (21000 psi) serán generados debajo del plunger del combustible.
Cuando la presión atrapada excede la presión de apertura de la válvula de la tobera (VOP), típicamente 31000 kPa (4500 psi), la válvula de aguja se levanta, y abastece de combustible las perforaciones de la tobera en la cámara de combustión. Al final de la inyección, la válvula de aguja de la tobera se cierra aproximadamente a 21000 kPa (3000 psi).
La válvula check inversora de flujo es utilizada para prevenir la entrada de gas de combustión en el flujo de combustible introducido en la tobera.
La tobera del inyector es muy semejante al inyector de la unidad EUI. Seis orificios, cada uno con un diámetro de 0.252 mm (.010 In.), son especificados en un ángulo de 140 grados.
El fin de la inyección es alcanzado al cortar la corriente del ECM al solenoide del inyector. La pérdida resultante de la fuerza magnética en la armadura permite que la fuerza del resorte cambie la posición de la válvula poppet al asiento de escape.
El regreso de la válvula poppet a su asiento en el cuerpo de válvula, bloquean el flujo del suministro hidráulico de aceite, y simultáneamente se abre completamente el asiento de válvula de escape. Esta acción drena el aceite del inyector a través del circuito hidráulico interno debajo de la tapa de válvula.
Cuando el inyector drena el aceite, el émbolo del intensificador y el pistón de combustible son empujados hacia arriba por la fuerza de resorte de retorno del Pistón, hasta que el pistón intensificador hace contacto con el cuerpo de válvula.
Al realizar la retracción el Pistón de combustible disminuye la presión en la cámara del combustible, esto permite que la válvula de aguja se cierre(VCP) cuando la presión en la válvula de aguja cae debajo de 21000 kPa (3000 psi) finalizando la inyección.
Como el Pistón de combustible continúa la retracción, la presión debajo de Pistón disminuye a la presión de la galería de suministro del combustible. La válvula check de bola del combustible entonces se abre, permitiendo el paso de combustible por el filtro de la rejilla (próximo recuadro) a la galería de suministro para cargar el inyector para su próximo ciclo de inyección.
Note la ubicación del filtro de rejilla del combustible. El filtro de rejilla es formado por dos superficies planas paralelas separadas en aproximadamente 130 micras. Estas superficies atrapan las partículas que quizás sean suficientemente grandes para tapar los orificios de la tobera.
Otra característica usada en el inyector para aplicaciones 3408E/3412E es el mecanismo proporcional de inyección. La onda indicada se refiere a cierta cantidad de combustible que es inyectado en el motor para obtener un resultado deseable. En la aplicación 3408E/3412E, la onda formada reduce la cantidad del combustible entregado a la cámara de la combustión durante el período de la demora de la ignición y o el tiempo entre el comienzo de inyección y comienzo de la combustión, produciendo niveles de ruido menores en la combustión de él y bajas emisiones.
El dispositivo interno del inyector crea la forma de la tasa graficada que muestra una pequeña sima, una abreviación para medir una Pre-Inyección. Este detalle es básicamente un control de rociado limitado en la tobera que sirve para la cantidad del combustible entregado a la cámara de la combustión durante un desplazamiento inicial del 25% del recorrido del plunger de combustible. Esta acción produce la reducción deseada de la entrega del combustible durante el período de la demora de la combustión.
Este recuadro muestra las tres etapas del deslizamiento del embolo
1. La presión de inyección comienza a aumentar a causa del movimiento inicial del pistón de combustible y se produce la Inyección en el Cilindro.
2. Con este movimiento descenderte del pistón del combustible alinea el pasaje de modulación y el corte interno de pistón y la presión disminuye, debajo de la presión VCP. Al mismo tiempo, el flujo a la tobera disminuye momentáneamente.
3. Como el Pistón continua bajando, parte del flujo de combustible es nuevamente comprimido, la presión aumentará una vez mas, causando la reanudación de la inyección. Esta característica reduce las emisiones, el humo y el ruido. Proporciona también un ciclo más suave de la combustión y reduce el desgaste prematuro de los componentes del cilindro.
Durante el ciclo normal de inyección, la presión del aceite suministrada a la parte superior del émbolo intensificador puede aumentar a 22800 kPa (3300 psi). Un sello es instalado y reduce la perdida del émbolo. Algo de aceite que es necesario para la lubricación del émbolo intensificador sobrepasa el sello y se asienta momentáneamente debajo del émbolo. También, una cantidad pequeña del combustible puede fugarse entre el Pistón y el Barril.
Este combustible se asentará también momentáneamente en la cavidad debajo del émbolo intensificador. Si los líquidos que se acumulan debajo de los componentes de émbolo no son ventilados, un bloqueo hidráulico podría ocurrir.
Cuando el émbolo se mueve hacia abajo, el combustible se expulsa pasando la válvula check de bola de barril a la caja de la galería de baja presión. La válvula check se cierra durante la carrera del pistón hacia arriba
Cuatro válvulas check se instalan en el inyector. Tres válvulas check se instalan en el Grupo de Barril y una se instala en el Grupo de tobera.
1.- La Válvula check de entrada del combustible permite que el combustible llene el cilindro debajo del Pistón, pero se cierra cuando el pistón se mueve hacia abajo y aumenta la presión. 2.- La Válvula check ventila los líquidos acumulados debajo del émbolo intensificador. 3.- La Válvula check Inversora de Flujo previene que gases de combustión ingresen al inyector.
4.- La Válvula del check de la tobera controla la presión de Apertura de válvula previniendo el flujo del combustible por los orificios de punta hasta que una presión suficiente esté disponible para levantar la válvula desde su asiento.
La presión hidráulica deseada de actuación para la inyección del combustible se puede controlar independiente de la velocidad de motor.
Muchas combinaciones de tiempo y presión existen, operadas hidráulicamente teniendo como resultado una cantidad específica de combustible del inyector para ser inyectado a la cámara de la combustión. Esta característica es útil cuándo el motor opera a velocidad continua y se optimiza el desempeño, la respuesta, y las bajas emisiones de humo.
Esta característica hace que el sistema HEUI sea superior; la presión de inyección puede alcanzar su máximo valor a pesar de la velocidad del motor. La presión máxima de la inyección se requiere normalmente en la gama completa de velocidad para el momento de torsión. Esto no es posible lograrlo con sistemas de bomba lineal donde la presión es proporcional a la velocidad del motor.
• MODULO 4: BOMBA HIDRÁULICA DE SUMINISTRO
El Grupo de Bomba Hidráulico de suministro es de desplazamiento variable, con pistones bombantes de movimiento axial semejantes a los usados en muchos sistemas hidráulicos de máquinas Caterpillar.
La bomba mostrada contiene nueve pistones, el grupo gira con un control variable del desplazamiento. La bomba es impulsada por los engranajes de la distribución de motor a la velocidad del motor y produce 59 L/min. (15.5 gpm) en la velocidad establecida de motor.
La bomba de aceite de baja presión del motor bombea lubricante y suministra aceite a la entrada del depósito para la partida en frío del motor. El propósito del depósito es mantener una reserva de aceite para el sistema durante la partida en frío. Durante condiciones de arranque inicial, este volumen de aceite ayuda a acorta el tiempo de arranque.
El sensor de presión del aceite del sistema de la lubricación y el sensor hidráulico de temperatura se localizan en el depósito. El Grupo de Bomba Hidráulico esta compuesto por:
- Bomba de Transferencia - Válvulas Inversoras de Flujo - Válvula de Control de Bomba - Bloque de Válvula Compensadora
