Programa de Capacitación sobre los Motores MaxxForce 11 y MaxxForce 13 de 2010

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Texto completo

(1)

Programa de Capacitación

sobre los Motores

MaxxForce

®

11 y

MaxxForce

®

13 de 2010

Guía de estudio

TMT-121006-SP

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Todos los derechos reservados. Se prohíbe copiar o almacenar parte alguna de esta publicación en sistemas de recuperación de

información sin el permiso escrito y expreso de Navistar, Inc.

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Introducción ... 1

Módulo 1: Sistema mecánico y de freno del motor ... 5

Sección 1 – Descripción general ...5

Sección 2 – Compresores de aire ...5

Sección 3 – Sensores de sincronización ...6

Sección 4 – Tapas del cojinete principal y de las bielas ...6

Sección 5 – Freno del motor ...7

Módulo 2: Sistema de lubricación ...11

Sección 1 – Descripción general ...11

Sección 2 – Sensores del sistema ...12

Sección 3 – Módulo de filtro ...12

Sección 4 – Lubricación de los componentes ...13

Sección 5 – Calentador del cárter de aceite ...13

Módulo 3: Sistema de enfriamiento ... 17

Sección 1 – Descripción general ...17

Sección 2 – Enfriador de EGR y válvula de control del refrigerante ...18

Sección 3 – Termostatos y sensores del sistema ...19

Sección 4 – Impulsores del ventilador ... 20

Módulo 4: Sistema de combustible ... 23

Sección 1 – Descripción general ... 23

Sección 2 – Filtro primario de combustible y colador ...24

Sección 3 – Bomba de alimentación de combustible ... 25

Sección 4 – Sensor del sistema de alimentación de combustible ... 25

Sección 5 – Bomba de alta presión del sistema de combustible ...26

Sección 6 – Líneas de alta presión y tubos de combustible ...27

Sección 7 – Riel de combustible de alta presión ...27

Sección 8 – Retorno de combustible ... 28

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Módulo 5: Sistema de gestión del aire ... 31

Sección 1 – Descripción general ...31

Sección 2 – Inducción de aire ... 32

Sección 3 – Enfriadores del aire de carga ... 33

Sección 4 – Control de refuerzo ... 34

Sección 5 – Sensores de la inducción de aire ... 35

Sección 6 – Recirculación de gases de escape ... 36

Sección 7 – Válvula del regulador de admisión ... 38

Sección 8 – Aireador del cárter ... 38

Módulo 6: Sistema de postratamiento ... 41

Sección 1 – Descripción general ...41

Sección 2 – PDOC, DOC y DPF ...42

Sección 3 – Estrategias activas y estacionarias ... 43

Parte 1 – Válvula del regulador de admisión y válvula de contrapresión de gases de escape ...43

Parte 2 – Inyección corriente abajo ... 45

Sección 4 – Línea de alimentación de combustible e inyector de postratamiento ... 46

Sección 5 – Sensores de gases de escape...47

Sección 6 – Regeneración estacionaria ... 48

Módulo 7: Sistema de refuerzo para arranque en frío ... 51

Sección 1 – Descripción general ...51

Sección 2 – Relé, dispositivo de encendido del combustible y solenoide ...52

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Introducción

Bienvenido a la Capacitación para

Técnicos sobre los Motores MaxxForce®

11 y MaxxForce® 13 de 2010. El objetivo

de este curso es el de presentar esta familia de motores al personal de servicio que realiza el mantenimiento, los diagnósticos y las reparaciones. Al terminar este curso, usted podrá localizar los componentes del motor, trazar el flujo de los fluidos en el motor, e identificar el funcionamiento de cada sistema.

Este curso está dividido en esta

introducción y siete módulos de sistemas del motor. Para comenzar, demos un vistazo breve al motor.

Esta familia de motores está disponible

en dos versiones, el MaxxForce® 11 y

el MaxxForce® 13. Exteriormente, los

motores son idénticos.

Para efectos de identificación, el número de serie está estampado en el cárter y en la etiqueta de emisiones.

Los primeros tres dígitos del número de serie indican la cilindrada del motor. Estos

son 106 para el motor MaxxForce® 11, ó

125 para el MaxxForce® 13.

“El número de serie

está estampado

en el cárter y en

la etiqueta de

emisiones”.

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El tren de engranaje delantero está ubicado detrás de la cubierta del frente. El tren de engranaje impulsa la bomba de aceite, el ventilador de enfriamiento de montaje inferior y el ensamblaje de la transmisión auxiliar.

El módulo del filtro de combustible y la bomba de alta presión de combustible se localizan en la parte izquierda del motor. La bomba tiene capacidad de 31,900 psi, o 2,200 bar de presión de inyección.

Estos motores están equipados con un solo módulo electrónico de control, o ECM. El ECM tiene cuatro conectores. Los conectores C1 y C2 son para las entradas del chasis. El conector E1 es para los sensores y accionadores montados en el motor. El conector E2 es para los inyectores.

El sistema de diagnóstico de a bordo de trabajo pesado, o HD-OBD, requiere que todos los códigos de diagnóstico de problemas (DTC) se registren con la fecha, la hora y los valores relevantes de los sensores.

Para lograr esto, el nuevo módulo

autónomo en tiempo real, o SART, está ubicado en una posición remota. El módulo SART proporciona la hora y la fecha al ECM.

“Estos motores

están equipados

con un sólo ECM.”

“El módulo SART

proporciona la hora

y la fecha al ECM.”

(7)

El tren de engranaje trasero está ubicado detrás del envolvente del volante. El tren de engranaje trasero impulsa el árbol de levas, el compresor de aire y el PTO opcional.

Los motores MaxxForce® 11 y 13 cuentan

con turbocargadores dobles, cada uno con un accionador de la compuerta de descarga. Ambos están controlados por el mismo controlador de la compuerta de descarga.

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Sistema mecánico y

de freno del motor

Descripción general

En esta sección se comentarán los

siguientes componentes: Compresor de aire, sensores de sincronización, tapas del cojinete principal y los de la bielas y el

freno del motor MaxxForce® de Jacobs®.

Compresores de aire

El compresor de aire está montado en la parte posterior izquierda del cárter.

Hay dos tipos de compresores.

Uno de los tipos controla la presión del aire a través de un gobernador en el secador de aire y se ofrece como unidad de cilindro único o doble. Esto representa una carga continua sobre el motor.

El otro tipo utiliza un embrague en el compresor y solamente está disponible como motor de dos cilindros.

Este tipo tiene dos líneas, una de ellas lleva aire al secador de aire y la otra regresa la presión al embrague. Cuando se logra la presión deseada del secador, se desacopla el mando del compresor. Esto elimina la carga del compresor sobre el motor cuando el sistema del aire está bajo presión.

Módulo 1

“El compresor de

aire está montado

en la parte

posterior izquierda

del cárter”.

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Sensores de sincronización

Estos motores usan dos sensores para determinar la posición y la velocidad tanto del cigüeñal como del árbol de levas. Ambos sensores son sensores de tipo magnético de dos cables.

El sensor de posición del cigüeñal se encuentra en la parte superior del envolvente del volante. El sensor de posición del árbol de levas se ubica en la parte trasera de la culata del cilindro.

Tapas del cojinete principal

y de las bielas

Dentro del cárter, tanto la tapa de los cojinetes de las bielas como la del

cojinete principal cuentan con superficies de acoplamiento fracturadas.

Se debe tener cuidado al manipular la biela y su tapa así como la tapa del cojinete principal para evitar daños a las superficies de acoplamiento. No deje caer ni apoye las tapas de los cojinetes sobre la superficie fracturada.

Reinstale siempre las tapas del cigüeñal en sus posiciones originales. Los

números estampados en las tapas del cigüeñal están orientados al lado izquierdo del motor.

La biela y la tapa tienen números

grabados con láser que se deben alinear al mismo lado del conjunto de la biela.

“El sensor de

posición del

cigüeñal se

encuentra en la

parte superior

del envolvente

del volante”.

“Se debe tener

cuidado al

manipular la biela

y su tapa así

como la tapa....”

(11)

La biela se debe instalar en el cárter de modo que las cabezas de los pernos queden frente al lado derecho del motor.

Freno del motor

El freno del motor MaxxForce® de Jacobs®

requiere dos ensamblajes de freno, seis lóbulos escalonados adicionales en el árbol de levas y seis puentes de válvulas de escape especiales con clavijas de mando.

Cada unidad controla tres cilindros e incluye: una válvula solenoide, tres

válvulas de control, tres pistones maestros de rodillo y tres pistones esclavos. Las unidades de freno usan aceite lubricante para funcionar.

Veamos cómo funciona la activación. Cuando se abre el solenoide del freno, fluye aceite lubricante a través de la válvula de control para llenar los conductos de la unidad de freno. La válvula de control actúa como válvula de cierre de una vía para atrapar aceite entre el pistón maestro y el pistón esclavo.

Cerca de la parte inferior de la carrera de admisión, el primer paso del lóbulo del árbol de levas empuja contra el rodillo. El aceite atrapado transfiere movimiento de la leva a los pistones esclavos. El pistón esclavo empuja sobre la clavija de mando provocando que se abra la válvula de escape. Con la válvula abierta, los gases

“La válvula de

control actúa como

válvula de cierre

de una vía para

atrapar aceite entre

el pistón maestro y

el pistón esclavo”.

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quemados añaden presión al cilindro. La válvula se cierra y la energía se absorbe a medida que el pistón es impulsado contra la carrera de compresión.

Conforme el pistón se acerca a la parte superior de la carrera de compresión, el segundo paso del lóbulo de la leva fuerza nuevamente la apertura de la válvula

de escape. Esto libera compresión del cilindro para reducir la presión del pistón hacia abajo y aumentar la potencia de frenado del motor.

Cuando el operador presiona el

acelerador, se cierra el solenoide del freno y se detiene el flujo de aceite a la unidad de freno. El aceite en la unidad de freno sale a través del tornillo de ajuste del freno provocando que termine la acción de frenado.

Esto concluye el Sistema mecánico y de freno del motor.

Durante el ajuste de las válvulas, cada pistón esclavo tiene un perno de ajuste que se deberá configurar.

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Sistema de lubricación

Descripción general

Empecemos nuestra discusión de la lubricación con la identificación de los componentes del sistema. Las piezas principales son: el tubo de captación, la bomba de aceite, y el módulo de filtro/ enfriador de aceite.

La bomba de aceite está ubicada detrás de la cubierta del frente. El aceite a

presión de la bomba ingresa en el módulo del filtro de aceite al lado derecho del motor.

El módulo consta del elemento del filtro, la unidad del enfriador, los sensores de presión y de temperatura y el regulador de presión.

El aceite pasa del elemento del filtro a la culata del cilindro a través de una brida externa. El aceite lubrica los componentes y los engranes del tren de válvulas. El aceite filtrado también ingresa a los conductos del cárter directamente del módulo del filtro de aceite. Este aceite lubrica los componentes internos y también es dirigido a los surtidores de enfriamiento del pistón. Los

turbocargadores se lubrican con aceite filtrado desde un tubo de suministro externo. El aceite de los turbos regresa entonces al cárter a través de los tubos de baja presión y alta presión de retorno de aceite del turbocargador.

Módulo 2

“La bomba de

aceite está ubicada

detrás de la cubierta

del frente”.

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Sensores del sistema

El sensor del nivel de aceite del motor está ubicado en el lado izquierdo inferior del cárter.

El ECM envía una señal a este sensor cuando la ignición está encendida y el motor está apagado. El ECM mide el tiempo que toma para que la señal regrese al ECM. El tiempo de la señal variará dependiendo del nivel de aceite del motor. Esta medición se usa para notificar al operador si el nivel de aceite del motor está bajo.

Hay dos sensores montados en el módulo del filtro. El sensor de presión de aceite del motor está localizado en el alojamiento del módulo, mientras que el sensor de temperatura está ubicado en el codo que suministra la culata del cilindro. El ECM monitorea ambos sensores para el funcionamiento y la protección del motor.

Módulo de filtro

El motor utiliza un filtro de aceite de tipo cartucho.

La válvula de derivación está ubicada en la tapa del filtro y permite que el aceite se desvíe del filtro si está obstruido.

La válvula de retorno anti drenaje está ubicada debajo del elemento del filtro de aceite. Esta válvula evita que el aceite se

“La válvula de

derivación está

ubicada en la

tapa del filtro”.

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drene del filtro de aceite cuando no esté funcionando el motor.

Tanto el enfriador de aceite como la válvula reguladora de presión están ubicados entre el módulo y el cárter. El regulador limita la presión máxima del aceite del motor. Éste está enroscado en el alojamiento del filtro/enfriador y se le puede dar servicio. El enfriador de aceite se usa para limitar las temperaturas del aceite lubricante utilizando el refrigerante de motor.

Lubricación de los

componentes

Tanto el alojamiento de la transmisión auxiliar como el compresor se lubrican a través de un orificio en el monobloque. Entonces el aceite regresa al cárter directamente desde la abertura en el alojamiento.

Calentador del cárter de aceite

Como ayuda opcional para el arranque, hay un calentador de aceite instalado en el cárter. Éste se usa para mantener caliente el aceite para mejorar el arranque en climas fríos. El filtro de derivación

de montaje remoto recibe aceite no filtrado desde un orificio en el módulo de filtro/enfriador. El aceite ingresa a este elemento de filtro centrífugo y pasa a través de dos toberas colocadas en dirección opuesta. Esta acción causa

“El regulador

limita la presión

máxima del aceite

del motor”.

“Se utiliza un

calentador opcional

de aceite para

mantener caliente

el aceite para

mejorar el arranque

en climas fríos”.

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que el elemento gire a alta velocidad. Las fuerzas centrífugas separan el hollín y los contaminantes finos. El aceite

filtrado entonces regresa a la bandeja del cárter de aceite a través de un orificio de escurrimiento en el lado derecho del cárter.

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Sistema de enfriamiento

Descripción general

Como paso siguiente, consideraremos las características e iniciaremos nuestra discusión del sistema de enfriamiento identificando sus componentes

principales:

la bomba de agua, la caja del distribuidor, el cárter, la culata del cilindro, el enfriador de EGR de dos pasos, la válvula de

control del refrigerante, el radiador de baja temperatura y los termostatos. El flujo del sistema de enfriamiento empieza con la bomba de agua

montada sobre la caja del distribuidor. El refrigerante de la bomba fluye a través del cárter y de la culata del cilindro de manera independiente. Los flujos del cárter y de la culata del cilindro se unen en el codo de salida y pasan a través del enfriador de EGR. El refrigerante ingresa entonces a la caja del termostato.

El refrigerante también fluye exteriormente. Se suministra al compresor de aire a

través de una línea exterior. Algo de refrigerante del tubo

transversal posterior también fluye a través del inyector de combustible del postratamiento. Esto reduce la temperatura del inyector.

Módulo 3

“Algo de

refrigerante del tubo

transversal posterior

también fluye a

través del inyector

de combustible del

postratamiento”.

(22)

El refrigerante fluye entonces a la admisión del calentador del tubo de aspiración y regresa a la admisión de la bomba de agua.

Hay un calentador opcional de

refrigerante disponible como ayuda para el arranque. El calentador está instalado en el adaptador de admisión de la bomba de agua.

El sistema de enfriamiento usa conectores de tubo ahulados en muchas de las

conexiones del sistema. Si se requiere dar servicio, lubrique el conector con vaselina durante el montaje.

Enfriador de EGR y válvula de

control del refrigerante

El enfriador EGR está dividido en dos secciones. Una sección fría en la parte del frente y una sección caliente en la parte trasera. El refrigerante del tubo transversal entra en la sección caliente. Este refrigerante fluye a través de la

sección caliente a un conducto separado en la parte del frente del enfriador al codo de retorno y luego a la caja del termostato. El refrigerante de la sección fría viene del conjunto de la válvula de control del refrigerante. Después de pasar a través de la sección fría, el refrigerante fluye al enfriador de aire de carga de baja presión y la válvula de EGR. La ventilación de EGR en la parte superior del enfriador de EGR purga aire al tanque de desaireación.

“Si se requiere dar

servicio, lubrique

el conector con

vaselina durante

el montaje”.

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El conjunto de la válvula de control del refrigerante también controla el flujo del refrigerante a través del enfriador de aire de carga montado en el motor y el radiador de baja temperatura o LTR. El conjunto de la válvula consiste en una válvula de control de flujo y una válvula mezcladora. Durante la operación, la válvula de control de flujo varía el flujo del refrigerante a través de los dos enfriadores, mientras que la válvula mezcladora controla la cantidad de refrigerante que pasa a través del LTR. A temperaturas bajas del refrigerante, la válvula mezcladora no pasa por el LTR y envía el refrigerante directamente al enfriador de EGR. Cuando lo requieren las condiciones del motor, la válvula mezcladora pasará hasta el 100% del refrigerante al LTR para un enfriamiento adicional. Al mismo tiempo, la válvula de flujo regula el volumen de refrigerante que pasa a través de los enfriadores. El flujo mínimo es del 20%, aumentando hasta el 100%, según lo requieran las condiciones.

Termostatos y sensores del

sistema

El motor tiene dos termostatos para mayor fiabilidad y capacidad de flujo. Ambos termostatos se abren a 180° Fahrenheit, es decir cerca de 83° Centígrados.

“A temperaturas

bajas del

refrigerante, la

válvula mezcladora

no pasa por el LTR y

envía el refrigerante

directamente al

enfriador de EGR”.

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El sensor 1 de temperatura del

refrigerante del motor está ubicado en el tubo de transferencia del refrigerante. El sensor indica al ECM la temperatura del refrigerante antes de entrar en la sección caliente del enfriador de EGR. El sensor 2 de temperatura del refrigerante del motor está ubicado en la sección fría del enfriador de EGR en la descarga del refrigerante. Durante el funcionamiento, el ECM monitorea este sensor y da instrucciones a las válvulas de flujo y mezcladora para satisfacer los requerimientos del motor.

Impulsores del ventilador

Los motores MaxxForce® 11 y 13 están

disponibles ya sea con un impulsor de ventilador de montaje bajo o bien con uno de montaje alto.

El impulsor de montaje bajo está accionado por engranes del tren de engranajes delantero. Los motores con ventilador de montaje bajo cuentan con un impulsor viscoso de velocidad variable controlado por el ECM.

Este elemento viscoso de velocidad variable permite que se pueda controlar la carga de par en el tren de engranajes.

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El ventilador de montaje alto está impulsado por una correa serpentina. La correa está impulsada por una polea acoplada al frente del amortiguador de vibraciones. Este tipo de impulsor de ventilador utiliza un embrague neumático o un embrague electrónico de dos

velocidades.

Esto concluye el sistema de enfriamiento.

“Este tipo de

ventilador utiliza

un embrague

neumático o

un embrague

electrónico de dos

velocidades”.

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(27)

Sistema de combustible

Descripción general

Los motores MaxxForce® 11 y 13 de 2010

cuentan con un riel común de alta presión. Este sistema de combustible utiliza los siguientes componentes: una bomba de baja presión, un filtro primario remoto, un filtro montado en el motor, una bomba de alta presión, un riel de alta presión, líneas de alta presión e inyectores con regulación del flujo de inyección.

El sistema de combustible tiene tres secciones: Suministro, alta presión y retorno.

La bomba de baja presión succiona del tanque a través del filtro remoto al conjunto colador/bomba de cebado. El combustible de la bomba se envía al módulo del filtro montado en el motor. Entonces el combustible filtrado es suministrado al solenoide de refuerzo para arranque en frío, la unidad de medición de postratamiento y la bomba de alta presión. La bomba de alta presión suministra combustible al riel a través de dos líneas de alta presión. Las líneas de acero del riel suministran combustible a cada inyector. El combustible que retorna del módulo del filtro del motor, de los inyectores y de la bomba de alta presión se mezcla en una línea. El combustible de retorno puede pasar a través de la

Módulo 4

“La bomba de alta

presión suministra

combustible al riel a

través de dos líneas

de alta presión”.

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unidad de filtro remoto o bien regresar directamente al tanque.

Filtro primario de combustible

y colador

Existen dos tipos de módulos remotos de filtro primario de combustible. Ambos tipos cuentan con un filtro de 10 micrones que admite mantenimiento, un sensor de agua en el combustible y una bomba opcional de cebado.

En el primer tipo el combustible de retorno del motor pasa a través del módulo. Esto ayuda a calentar el combustible en climas fríos.

El segundo tipo no pasa el combustible de retorno a través del módulo. En esta aplicación, el combustible de retorno del motor fluye directamente al tanque de combustible.

El combustible del módulo de filtro primario fluye al colador/bomba de cebado ubicados en el módulo de filtro del motor.

Para dar mantenimiento al colador de 300 micrones se desenrosca la trampa de plástico transparente.

La bomba de cebado se usa para cebar el sistema después de abrirlo o darle mantenimiento.

“Ambos módulos

cuentan con un

filtro de 10 micrones

que admite

mantenimiento”.

(29)

Bomba de alimentación de

combustible

El combustible del colador fluye a la bomba de baja presión. Esta bomba está montada en la parte de atrás de la bomba de alta presión.

La bomba se regula internamente con una salida de aproximadamente 72-130 psi, o 5 a 12 bar.

El combustible de la bomba de baja

presión fluye a la unidad de filtro montada en el motor desde donde pasa a través del filtro de 3 a 5 micrones.

Después de pasar a través del filtro, el combustible fluye a la bomba de alta presión, la unidad de medición de postratamiento y el solenoide de refuerzo para arranque en frío.

Sensor del sistema de

alimentación de combustible

El sistema de suministro de combustible tiene sensores tanto de agua en el

combustible como de presión del combustible del motor.

El sensor de presión del combustible del motor está ubicado en el módulo del filtro de combustible. Éste mide la presión en el lado no filtrado del sistema de suministro.

“El sensor de

presión del

combustible

del motor está

ubicado en el

módulo del filtro

de combustible”.

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El sensor de agua en el combustible está ubicado en el filtro remoto. Este sensor monitorea el nivel de agua en la caja del filtro. Si el nivel de agua es alto, se prende una luz en el tablero de instrumentos.

Bomba de alta presión del

sistema de combustible

La bomba de alta presión está impulsada por el alojamiento del propulsor de

accesorios.

La bomba aumenta la presión de

combustible en el riel común a un máximo de 31,900 psi, o 2,200 bar.

La válvula reguladora de presión del combustible controlada por el ECM está montada en la parte trasera de la bomba y se usa para regular la presión del riel. El ECM utiliza una señal modulada por la anchura del impulso en el lado de tierra del circuito. Un aumento en el ciclo de servicio disminuye la presión, mientras que una disminución del ciclo de servicio aumenta la presión.

Para retirar la bomba es necesario retirar el alojamiento de la transmisión auxiliar. Consulte el Manual de Servicio en el ISIS para obtener información de los procedimientos de mantenimiento apropiados.

Para evitar el riesgo de muerte o lesiones personales a usted o a otro personal del taller, libere adecuadamente la presión del sistema de combustible

antes de abrirlo para su mantenimiento. CUANDO EL MOTOR ESTÁ APAGADO, LA PRESIÓN DEL COMBUSTIBLE EN EL LADO DE COMBUSTIBLE DE HP SIGUE ESTANDO POR ARRIBA DE 14,000 PSI (o 1,000 BAR). Consulte el Manual de Diagnósticos en el ISIS para obtener información sobre los procedimientos de alivio de presión.

adverteNcia

!

“Para retirar

la bomba es

necesario retirar

el alojamiento

de la transmisión

auxiliar”.

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Líneas de alta presión y tubos

de combustible

Desde el riel común, el combustible pasa a través de las líneas de alta presión a los tubos de los inyectores.

Los tubos de los inyectores suministran combustible a través de conductos

perforados en la culata del cilindro hacia los inyectores.

Tanto las líneas de alta presión como los tubos de los inyectores son para usarse una sola vez pues no sellan si se vuelven a utilizar. Al dar servicio, siga los procedimientos de cambio y la secuencia de apriete correctos.

Riel de combustible de alta

presión

El riel de combustible de alta presión está montado a la culata del cilindro.

El sensor de presión del combustible del riel está ubicado en el frente del riel. El sensor medidor de microesfuerzo de 3 cables monitorea la presión en el riel. El ECM utiliza estos datos para poder calcular las señales al regulador de presión del combustible del riel. La válvula limitadora de presión está ubicada en la parte trasera del riel de alta presión.

(32)

La válvula alivia la presión en el riel si ésta excede las 37,000 psi, o 2,600 bar. Cuando esta válvula se abre, cae la presión del sistema y se mantiene aproximadamente a 14,000 psi, o 1,000 bar.

Cuando la válvula está abierta, el exceso de combustible se regresa al tanque.

Retorno de combustible

Durante el funcionamiento, el combustible de retorno es captado de diversas

fuentes.

El combustible no usado de los inyectores se capta dentro de un conducto en la culata del cilindro. Este combustible sale de la culata del cilindro y entra en una línea de retorno.

Si la válvula limitadora de presión se abre, el combustible liberado ingresa a una línea de retorno.

El combustible utilizado para enfriar y lubricar las piezas internas de la bomba de combustible ingresa a una línea de retorno.

El exceso de combustible del sistema de refuerzo para arranque en frío es captado en el módulo del filtro e ingresa a una línea de retorno.

“La válvula

limitadora de

presión alivia la

presión en el riel

si ésta excede

las 37,000 psi,

o 2,600 bar”.

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El exceso de combustible de estos

componentes regresa entonces al tanque de combustible.

Regulación del flujo de

inyección

Los motores MaxxForce® 11 y 13 de

2010 cuentan con corrección del flujo de inyección.

La corrección del flujo permite que el ECM mantenga el control preciso del inyector.

Esta característica requiere la

programación correcta del ECM cuando se cambian uno o más inyectores.

Los técnicos necesitarán ingresar el número de serie y la colocación de los cilindros del inyector nuevo usando la herramienta de servicio electrónico.

Esto concluye el sistema de combustible.

“La corrección del

flujo permite que

el ECM mantenga

el control preciso

del inyector”.

Si se van a volver a utilizar los inyectores, éstos se DEBERÁN reinstalar en el

mismo cilindro. Estos inyectores NO son compatibles con los motores 2008-2009 anteriores.

PrecaucióN

(34)
(35)

Sistema de gestión del aire

Descripción general

El sistema de gestión del aire puede dividirse en tres subsistemas: inducción de aire, recirculación de gases de escape y ventilación del cárter.

Los componentes principales incluyen un conjunto de turbocargador doble, un enfriador de aire de carga de baja presión, un enfriador de aire de carga de alta presión, un enfriador de EGR de dos pasos y un aireador centrífugo del cárter. El sistema comienza con la inducción de aire y el elemento del filtro de aire. El turbocargador de baja presión comprime el aire filtrado y lo dirige hacia el enfriador del aire de carga de baja presión. El

enfriador del aire de carga de baja presión reduce la temperatura del aire y lo dirige al turbo de alta presión. El turbocargador de alta presión comprime el aire y lo dirige hacia el enfriador del aire de carga de alta presión. Entonces, el aire enfriado fluye a través de la válvula del regulador de admisión y hacia la caja del mezclador. La caja del mezclador dirige el aire de carga hacia el múltiple de admisión.

En el lado de la turbina, el gas de escape sale del múltiple e ingresa en el turbocargador de alta presión. La descarga del turbocargador de alta presión está conectada directamente a

Módulo 5

“El turbocargador

de baja presión

comprime el aire

filtrado y lo dirige

hacia el enfriador

del aire de carga

de baja presión”.

(36)

la admisión del turbocargador de baja presión. Después de pasar a través del turbocargador de baja presión, el gas de escape ingresa al tubo descendente del turbocargador.

Parte del flujo que sale del múltiple de escape es desviado hacia el sistema de EGR. Los gases de escape desviados ingresan a la válvula de EGR. Si la válvula está abierta, el escape pasa a través del enfriador y fluye a través de los tubos transversales hacia la caja del mezclador. El mezclador mezcla los gases de escape enfriados con el aire de carga.

El aireador centrífugo separa el aceite de los gases que después fluyen hacia el tubo de escape.

El ECM monitorea once sensores del sistema de gestión del aire. Esta información de los sensores se usa para controlar el sistema a través de la válvula de EGR, la válvula del regulador de

admisión y la unidad de control de gestión del aire.

Inducción de aire

Estos motores utilizan turbocargadores dobles. Ambos turbocargadores están montados en el lado derecho del motor con el cargador de alta presión ubicado encima del turbocargador de baja presión. En el lado de carga de aire, el

turbocargador de presión baja succiona

“El ECM monitorea

once sensores

del sistema de

gestión del aire”.

(37)

aire a través del elemento del filtro. El aire comprimido fluye desde el turbocargador de baja presión hacia el enfriador de aire de carga de baja presión. Entonces, el aire enfriado fluye hacia el turbo de alta presión. El turbocargador de alta presión comprime el aire y lo fuerza a través del enfriador del aire de carga de alta presión y luego hacia la caja del mezclador.

Enfriadores del aire de carga

El enfriador de la carga de aire de baja presión, o LP-CAC, es un interenfriador de aire-agua.

El LP-CAC está ubicado en el lado derecho inferior del cárter. El enfriador reduce la temperatura del aire que ingresa al turbo de alta presión.

La admisión utiliza un arosello y la descarga utiliza un conector de tubo ahulado. Para ayudar en el montaje,

lubrique estos componentes con vaselina. Compruebe que el arosello esté bien asentado después de instalar el enfriador. El enfriador de la carga de aire de alta presión, o HP-CAC, es un enfriador aire-aire. El montaje del HP-CAC depende de la aplicación. La carga de aire del turbo pasa a través del enfriador y transfiere el exceso de calor al medio ambiente. Este enfriador reduce la temperatura del aire que entra en la caja del mezclador.

“Compruebe que

el arosello esté

bien asentado

después de instalar

el enfriador”.

(38)

Control de refuerzo

Cada turbo tiene una compuerta de descarga en la caja de la turbina. Se utiliza una compuerta de descarga para desviar parte del flujo de escape lejos del rotor de la turbina. Ambos están operados por un accionador neumático separado. Si la compuerta de descarga del

turbocargador de alta presión está cerrada, todo el escape ingresa a la

turbina de alta presión. Si la compuerta de descarga está abierta, parte del escape no pasa por la turbina de alta presión y fluye directamente a la turbina de baja presión.

La válvula de control de gestión del aire utiliza presión de aire regulado, como aire del vehículo, para controlar los accionadores de la compuerta de descarga. La válvula de control requiere mínimo 90 psi para funcionar, pero la

válvula de control regula la presión del aire para los dos accionadores de compuerta de descarga a 25-45 psi.

Cuando el ECM emite la orden a la

válvula de control de abrir una compuerta de descarga, se cierra el orificio de

ventilación y la presión del aire se suministra al accionador. Esta acción vence el resorte interno del accionador y abre la compuerta de descarga.

Cuando el ECM emite la orden de cerrar la compuerta de descarga, la presión del

“La válvula de

control de gestión

del aire utiliza

presión de aire

regulado para

controlar los

accionadores

de la compuerta

de descarga”.

(39)

aire del accionador sale hacia la atmósfera y el resorte del accionador fuerza que la compuerta de descarga se cierre.

Sensores de la inducción

de aire

El subsistema de inducción de aire utiliza cuatro tipos de sensores: flujo, temperatura, presión y humedad.

El sensor de flujo másico, con frecuencia llamado sensor MAF, está ubicado en el ducto de admisión del turbo de baja presión. Este sensor se utiliza para medir el flujo de aire a fin de calcular la cantidad de combustible que se debe inyectar. El sensor de temperatura de salida del enfriador del aire de carga está montado en la salida de aire del LPCAC. Este sensor se usa para medir la temperatura del aire de carga antes de entrar en el turbo de alta presión.

El sensor de temperatura de la

sobrealimentación 1 está ubicado en la caja del mezclador. Este sensor se utiliza para medir la temperatura del aire del HP-CAC.

Se utilizan dos sensores para medir la presión de sobrealimentación. El sensor de presión de la sobrealimentación 2 está ubicado en el ducto después del LPCAC. El sensor de presión del múltiple de admisión está ubicado en la caja del

“Se utilizan dos

sensores para

medir la presión de

sobrealimentación”.

(40)

mezclador después de la válvula del regulador de admisión.

El sensor de humedad está ubicado en el ducto de admisión al turbo de baja presión. Este sensor se combina con el sensor de temperatura del aire de admisión y se utiliza para medir la humedad para controlar las emisiones.

Recirculación de gases de

escape

El sistema de Recirculación de los gases de escape, o EGR, cuenta con una válvula del regulador de admisión, un enfriador de EGR, un sensor de oxígeno y una válvula electrónica de EGR.

Durante la operación del motor, el flujo de EGR es controlado por el ECM utilizando información múltiple, que incluye: la carga del motor, la temperatura del refrigerante, la temperatura del múltiple, la presión de sobrealimentación y el nivel de oxígeno en el escape.

Cuando se requiere flujo de EGR, el

ECM emite una orden a la válvula de EGR para abrirse, permitiendo que los gases de escape fluyan a través del enfriador. Entonces, el escape enfriado fluye dentro de la caja del mezclador, donde se mezcla con el aire de admisión. Si se requiere flujo adicional de EGR, el ECM cierra la válvula del regulador de admisión según sea necesario.

“Durante la

operación del

motor, el flujo de

EGR es controlado

por el ECM”.

(41)

La unidad de la válvula de EGR está ubicada en la parte trasera del enfriador de EGR. La unidad consiste en un motor, dos válvulas de mariposa y un sensor. El motor controlado por el ECM se utiliza para colocar en posición las válvulas de mariposa. Un sensor interno monitorea la posición del motor. La unidad de la válvula se enfría con refrigerante para aumentar la durabilidad del accionador.

Existen tres sensores de temperatura y un sensor de oxígeno en el sistema de EGR. Primero, el sensor de temperatura de EGR está ubicado en la salida del escape del enfriador de EGR. Luego, el sensor de temperatura del refrigerante del motor 2 está ubicado en la sección fría del enfriador de EGR. Este par de sensores permiten que el ECM monitoree la

temperatura del escape y del refrigerante que sale del enfriador de EGR. El tercer sensor es el sensor de temperatura de aire del múltiple de admisión. Éste está ubicado en el múltiple de admisión y se utiliza para informar al ECM la temperatura de EGR en el múltiple de admisión.

El sensor de oxígeno es la

retroalimentación al ECM para poder posicionar correctamente la válvula de EGR. El sensor está instalado en el tubo de escape antes del inyector de combustible de postratamiento. Durante el calentamiento inicial del motor, el elemento del calentador del sensor de oxígeno se activa cuando el refrigerante

“Un sensor interno

monitorea la

posición del motor”.

“El sensor de

oxígeno es la

retroalimentación

al ECM para

poder posicionar

correctamente la

válvula de EGR”.

(42)

del motor llega a 104° Fahrenheit , o 40° Centígrados, y la temperatura de los gases de escape exceden los 212° Fahrenheit, o 100° Centígrados, durante más de 30 segundos.

El sistema de EGR funciona en un bucle abierto hasta que el sensor del oxígeno se calienta lo suficiente para estar activo aproximadamente a 1,400° Fahrenheit, o 760° Centígrados.

Válvula del regulador de

admisión

La válvula del regulador de admisión está montada en la parte izquierda del frente de la culata del cilindro.

La válvula consiste en un motor, una válvula de mariposa y un sensor interno. El motor controlado por el ECM se utiliza para posicionar la válvula de mariposa. Un sensor interno monitorea la posición del motor.

Esta válvula se utiliza para restringir el flujo de aire de admisión que luego provoca flujo adicional de EGR.

Aireador del cárter

El aireador centrífugo está montado dentro de una cavidad en el enfriador de aceite.

(43)

Los gases del cárter entran en el módulo y pasan dentro del aireador. Un elemento interno, impulsado por presión de aceite para que gire a velocidades altas, separa la niebla de aceite de los gases del cárter. El aceite se escurre hacia el cárter, y los gases salen al tubo de escape.

En la parte superior del elemento

giratorio del aireador están ubicados dos imanes. Se utiliza un sensor de captación magnética para monitorear la velocidad de la unidad. Si el ECM detecta una falla con la velocidad, se activa un DTC.

El refrigerante fluye a través de un conducto al final del tubo de escape. Este calentador se utiliza para impedir bloqueo por hielo en la apertura del tubo. Esto concluye el sistema de gestión del aire.

“Los gases del

cárter entran en

el módulo y pasan

dentro del aireador”.

(44)
(45)

Sistema de postratamiento

Descripción general

El sistema de postratamiento tiene componentes montados tanto dentro como fuera del motor. Los componentes del sistema en el lado derecho del motor son los siguientes: la tubería descendente del turbocargador con la válvula de

contrapresión de gases de escape, el catalizador de preoxidación del diesel y el inyector postratamiento. Los componentes en el lado izquierdo son los siguientes: la válvula del regulador de admisión de combustible del motor, el ECM, y la unidad de dosificación del combustible. Otros componentes ubicados en una posición remota son: el catalizador de oxidación del diesel y el filtro de partículas del diesel.

El sistema de postratamiento está

diseñado para capturar y oxidar el hollín en los gases de escape. Durante el funcionamiento del motor, los gases de escape salen por la tubería descendente del turbocargador y fluyen hacia el

catalizador de preoxidación del diesel, el catalizador de oxidación del diesel y luego entran al filtro de partículas del diesel. El filtro de partículas captura las materias particuladas u hollín contenido en los gases de escape. Bajo ciertas condiciones de funcionamiento, parte del hollín se reduce continuamente mediante un proceso llamado regeneración pasiva.

Módulo 6

“El sistema de

postratamiento

está diseñado para

capturar y oxidar

el hollín en los

gases de escape”.

(46)

La regeneración pasiva no requiere acción alguna del módulo ECM.

Bajo ciertas condiciones, se empieza a acumular hollín en el filtro de partículas del diesel. Cuando éste alcanza cierto nivel, el ECM inicia las estrategias para oxidar el hollín. Éstas incluyen utilizar el inyector descendente, la válvula del regulador de admisión y la válvula de contrapresión de gases del escape. A este proceso se le llama regeneración activa.

Si la carga de hollín alcanza un cierto nivel, el motor no puede funcionar bajo carga constante y será necesario utilizar regeneración estacionaria para oxidar el hollín.

PDOC, DOC y DPF

Corriente abajo del inyector se encuentra el catalizador de preoxidación del diesel, o PDOC, seguido por el catalizador de oxidación del diesel, o DOC, y después el filtro de partículas del diesel, o DPF.

El PDOC y el DOC tienen una serie de pequeños pasajes que pasan a través del catalizador. A medida que los gases de escape fluyen a través de los pasajes, cualquier combustible sin quemar

reacciona con el catalizador. La reacción genera calor, aumentando la temperatura del escape.

“Si la carga de hollín

alcanza un cierto

nivel, el motor no

puede funcionar”.

(47)

El DPF está ubicado en el sistema de escape después del catalizador de

oxidación del diesel. Los pasajes del DPF están obstruidos en un extremo. La mitad de los pasajes están obstruidos en el extremo delantero y la otra mitad están obstruidos en el extremo trasero. Esto permite al DPF actuar como filtro y atrapar el hollín.

Los tres componentes están recubiertos con metales preciosos que reaccionan con la materia particulada y con el combustible sin quemar en los gases de escape. Estos materiales permiten que el sistema oxide el hollín y reduzcan cualesquier otros sólidos a cenizas para su almacenamiento en el DPF.

Estrategias activas y

estacionarias

Válvula del regulador de admisión y válvula de contrapresión de gases de escape

Veamos en detalle los dispositivos y estrategias utilizados durante la regeneración activa y estacionaria. Otra estrategia utilizada por el ECM durante la regeneración activa y

estacionaria es la activación de la válvula del regulador de admisión y la válvula de contrapresión de gases del escape. Esta acción restringe la admisión de aire y el flujo de gases de escape. El módulo ECM

“Los pasajes

del DPF están

obstruidos en

un extremo”.

“La activación

restringe la

admisión de aire

y el flujo de gases

de escape”.

(48)

cierra parcialmente la válvula del regulador de admisión de combustible lo cual

resulta en un aumento en la temperatura de los gases de escape. En condiciones de carga baja, como en ralentí, el módulo ECM cierra parcialmente la válvula de contrapresión, lo cual ayuda a aumentar la temperatura de los gases de escape. Para posicionar la válvula de

contrapresión, el ECM emite una señal a la unidad de la válvula de control de gestión del aire. La unidad de control, que está ubicada en el lado derecho del motor, utiliza un suministro de aire remoto para accionar el cilindro neumático de la válvula de contrapresión. La presión de aire de la unidad de control vence el resorte de retorno en el cilindro para cerrar parcialmente la válvula de contrapresión. Cuando la unidad de control ventila la presión del aire, el resorte de retorno fuerza la válvula de contrapresión a la posición abierta.

El módulo ECM monitorea la presión de descarga de la turbina para ayudar a posicionar la válvula de contrapresión de gases del escape. Hay un sensor ubicado dentro de la unidad de la

válvula de control de gestión del aire. Un tubo conecta el sensor a la tubería de descarga de la turbina. Este sensor es específicamente para el accionamiento de la válvula de contrapresión.

(49)

Inyección corriente abajo

Una segunda estrategia que utiliza el ECM durante la regeneración activa y estacionaria es la inyección corriente abajo, o DSI. La DSI agrega combustible a la corriente de gases de escape antes de que dichos gases entren al PDOC y al DOC. Este combustible reacciona con estos catalizadores, aumentando la presión de los gases de escape para promover la oxidación del hollín.

Los componentes utilizados para la inyección corriente abajo son: la unidad de dosificación de combustible, las líneas de combustible, y el inyector de postratamiento. El ECM controla la inyección a través de la unidad de dosificación. La unidad de dosificación incluye una válvula de cierre, una válvula dosificadora, y 2 sensores.

Para lograr la inyección, el ECM abre la válvula de cierre de combustible. Al mismo tiempo, el módulo utiliza un sensor de admisión de combustible para monitorear la presión y la temperatura del combustible que ingresa a la unidad de dosificación. El ECM envía una señal a la válvula de dosificación para que se abra, y una cantidad específica de combustible ingresa a la línea de alimentación del inyector.

La presión del combustible en la línea de alimentación causa que se eleve una aguja en el inyector, permitiendo que el

“La DSI agrega

combustible a la

corriente de gases

de escape antes

de que dichos

gases entren al

PDOC y al DOC”.

“El ECM envía una

señal a la válvula de

dosificación para

que se abra, y una

cantidad específica

de combustible

ingresa a la línea

de alimentación

del inyector”.

(50)

combustible se rocíe desde la tobera del inyector hacia la corriente de gases de escape.

Cuando se cierra la válvula dosificadora, se reduce la presión en la línea de

alimentación y se cierra la aguja en el inyector. El módulo monitorea continuamente la retroalimentación del sensor 2 de presión de combustible para verificar que la dosificación esté completa.

Línea de alimentación de

combustible e inyector de

postratamiento

La línea de alimentación de combustible encamina el combustible desde la

unidad de medición hasta el inyector de postratamiento. La línea está ubicada en la parte trasera del motor, y tiene especificaciones muy exactas de longitud, diámetro interior y grosor del tubo. Consulte el Manual de Servicio en el ISIS para obtener información de los procedimientos de mantenimiento apropiados.

El inyector de postratamiento está

montado corriente abajo de la válvula de contrapresión de gases del escape en la tubería descendente de turbocargador. Un empaque metálico y dos pernos especiales de alta temperatura sellan el inyector a la tubería descendente del turbocargador. Cuando necesite darle

“Cuando se cierra la

válvula dosificadora,

se reduce la presión

en la línea de

alimentación”.

(51)

mantenimiento consulte el Manual de Servicio en el ISIS.

Sensores de gases de escape

Hay cuatro sensores de gases de

escape en el sistema de postratamiento: un sensor de presión diferencial y tres sensores de temperatura.

El sensor de presión diferencial del DPF está ubicado en una escuadra de montaje colocada en el DPF. Este sensor compara las presiones de admisión y de descarga en el DPF. Cuando la carga de hollín es alta, los pasajes en el DPF están restringidos y el diferencial de presión es alto. Este sensor permite que el módulo ECM determine la carga de hollín en el DPF.

El sensor de temperatura en la admisión del DOC monitorea el escape antes del DOC. Este sensor permite que el módulo ECM determine si la temperatura de los gases de escape es lo suficientemente alta para llevar a cabo la inyección corriente abajo.

El sensor de temperatura de admisión del DPF está ubicado después del DOC. El módulo ECM utiliza esta señal para determinar si el DOC está funcionando de manera efectiva. El sensor de temperatura de la descarga del DPF está ubicado después del DPF. La temperatura de descarga del DPF, cuando se la compara

“El sensor de

presión diferencial

del DPF compara

las presiones de

admisión y descarga

en el DPF”.

(52)

con la temperatura de admisión del DPF, determina si ocurrió la regeneración. Para que tenga éxito la regeneración activa, la temperatura de los gases de escape debe estar dentro del rango de aproximadamente 950 a 1,100° Fahrenheit, o sea 500 a 600° Centígrados. Si la temperatura es

demasiado alta en la descarga del DPF, el módulo ECM limita la inyección corriente abajo.

Regeneración estacionaria

Cuando las estrategias de regeneración pasiva y activa no son suficientes para reducir el hollín en el DPF, es necesario aplicar la regeneración estacionaria. El sistema de postratamiento notifica al operador que es necesario realizar una regeneración estacionaria activada manualmente. Consulte en el manual del operador las instrucciones para el procedimiento correcto para iniciar una regeneración estacionaria.

Durante una regeneración estacionaria, el módulo ECM controla la velocidad del motor, cierra parcialmente las válvulas de admisión y de contrapresión del escape e inyecta combustible a los gases de escape. Con el mayor calor se reducirá la carga de hollín en el DPF.

Esto concluye el Sistema de postratamiento.

“Cuando las

estrategias de

regeneración

pasiva y activa no

son suficientes

para reducir el

hollín en el DPF, es

necesario aplicar

la regeneración

estacionaria”.

(53)
(54)
(55)

Sistema de refuerzo para

arranque en frío

Descripción general

Los motores MaxxForce® 11 y 13 cuentan

con sistema de refuerzo para arranque en frío. Este sistema está diseñado para calentar el aire de admisión y ayuda en condiciones de arranque en frío. Se compone del relé para arranque en frío, del dispositivo de encendido del combustible para arranque en frío y del solenoide de combustible para arranque en frío.

Cuando el operador gira la llave de la ignición a encendido, en el panel de instrumentos se ilumina el indicador de esperar hasta arrancar. Con base en la presión barométrica y la temperatura del refrigerante, del aceite y del aire ambiente, el ECM determina si se requiere el

refuerzo para arranque en frío. En caso de necesitarse, el ECM activa el relé. Entonces el relé activa el dispositivo de encendido del combustible. Una vez que se calienta el dispositivo de encendido, el indicador de esperar hasta arrancar empieza a parpadear, lo que le indica al operador que debe arrancar el motor. Durante el arranque, se abre el solenoide del combustible y el combustible hace contacto con el dispositivo de encendido. El combustible es vaporizado por el

calor del dispositivo de encendido y

Módulo 7

“El ECM determina

si se requiere

el refuerzo para

arranque en frío”.

(56)

aspirado dentro de los cilindros. Después de encender el motor, el dispositivo de encendido y el solenoide permanecen activados mientras esté parpadeando el indicador de esperar hasta arrancar. Cuando el indicador ya no está iluminado, se desactivan el relé y el solenoide.

Relé, dispositivo de encendido

del combustible y solenoide

El ECM utiliza el relé para arranque en frío para activar el dispositivo de

encendido del combustible. El dispositivo de encendido está montado en la

caja del mezclador y actúa como bujía incandescente e inyector de combustible. El solenoide de combustible para

arranque en frío está montado en el soporte del ECM y controla el flujo de combustible hacia el dispositivo de encendido por medio de una señal del ECM. El suministro de combustible es regulado mediante un orificio y una válvula de alivio de presión ubicada en el módulo del filtro de combustible del motor. Este flujo regulado fluye a través de una línea de suministro hacia el solenoide y luego hacia el dispositivo de encendido. El exceso de presión del combustible que pasa por la válvula de alivio es dirigido de regreso al tanque a través de líneas de retorno.

Esto concluye el sistema de refuerzo para arranque en frío.

“El ECM utiliza el

relé para arranque

en frío para activar

el dispositivo de

encendido del

combustible”.

(57)
(58)
(59)

Conclusión

Programa de Capacitación para

Técnicos en los Motores MaxxForce® 11

y MaxxForce® 13 de 2010.

Muchas gracias por su participación. Ahora deberá presentar un examen posterior.

(60)

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