Manual Motor c175 20 Acert Caterpillar Sistemas Admision Escape Refrigeracion Lubricacion Combustible Aire Finning

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CATERPILLAR

MOTOR C175-20 ACERT

Nombre del Participante: __________________________________

1

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Índice Introducción……………………………………………………………..

3

Motor C175-20 ACERT………………………………………………... 14 Sistema de admisión y escape…………………………………………..

33

Sistema de refrigeración del motor……………………………………..

47

Sistema de lubricación del motor………………………………………. 62 Sistema de combustible del motor……………………………………… 70 Sistema de aire………………………………………………………….

2

109

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Introducción Aplicaciones del

La foto superior muestra el Motor C175-16 para la aplicación en

Motor ACERTC175

Máquinas.

•

Ventajas competitivas

El motor C175 expande el liderazgo en el mercado de motores de alta velocidad. - Los motores 3500 han aumentado desde 80 hp/cil desde 1979 a más de 220 hp/cil en 2003. - Los motores 3500 están limitados en potencia y control de emisiones. - El motor C175 alcanza hasta 275 hp/cil (versión EPG).

•

•

•

Cuadro comparativo

Plataforma del motor C175.

- Flexibilidad y capacidad en el control de las emisiones. - Mayor potencia. •

La tabla N°1 muestra las diferencias entre el motor C175-16 ACERT EPG y el motor 3516B. La tabla N°2 muestra las diferencias entre los modelos del motor C175 ACERT en sus versiones de 12, 16 y 20 cilindros.

3

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Tabla N°1 Modelo Desplazamiento

C175-16

3516B

3516B HD

85 L

69 L

78 L

Peso

10200 Kg

8100 Kg

8100 Kg

Peso Bruto

18000 Kg

14890 Kg

14890 Kg

Calibre & carrera

175 x 220

170 x 190

170 x 215

Potencia

3000 KW

2250 KW

2680 KW

C175-16

C175-20

Tabla N°2 Modelo

C175-12

RPM

1800

1800

1800

Desplazamiento

63,5 L

84,7 L

105,9 L

Calibre & carrera

175 x 220

175 x 220

175 x 220

Largo

3,385 m

3,945 m

4,505 m

Alto

2,146 m

2,146 m

2,146 m

1,658

1,658

1,658

8200 Kg

10435 Kg

12300 Kg

Ancho Peso

4

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•

Principales cambios que incorpora el motor C175

El block está hecho de hierro dúctil, lo que le permite una mayor elasticidad y flexibilidad. •

Block

• • •

Incorpora un eje de levas único, central, compuesto de dos partes ensambladas. Tiene un múltiple interno de retorno del refrigerante. Tiene una galería central de entrada de aceite. Incorpora pernos laterales de soporte de bancadas.

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Cigüeñal

El cigüeñal transforma la fuerza de combustión en el cilindro en movimiento rotacional útil (torque). En la parte delantera del motor se encuentra el dámper, que reduce las vibraciones torsionales que podrían dañar al motor. El cigüeñal impulsa a un grupo de engranajes en la parte frontal, para comandar a la bomba de aceite, bomba de barrido, bombas de agua, bomba de combustible, compresor, y accesorios. Además, el cigüeñal comanda un grupo de engranajes en la parte posterior del motor, para el movimiento del eje de levas, y el mando de bombas con sus accesorios. En ambos extremos tiene sellos y bujes, y descansa sobre once bancadas principales. Tiene una placa de empuje, a ambos lados de la bancada trasera, que evita el juego axial del cigüeñal.

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Bomba de Combustible de Alta Presión.

Incorpora una bomba de combustible de alta presión, que trabaja a un rango de 180000 KPa (26100 psi) aproximadamente, e incorpora una válvula de alivio que drena el excedente al tanque cuando el sistema alcanza una presión de 29733 psi. La bomba es del tipo de desplazamiento fijo, y puede tener 2, 3 ó 4 pistones dependiendo si se trata del motor de 12, 16 ó 20 cilindros respectivamente. La relación de revoluciones entre la bomba de alta presión y el motor es de 1,3:1. El eje de la bomba tiene 2 lóbulos por elemento, desfasados a 180°, lo que permite dos carreras del pistón por cada revolución del eje. Además, incorpora Válvula de que Control Combustible (FCV), que dosificauna el combustible entradea la bomba de alta presión, para poder regular el flujo a la salida y la presión en el riel de alta presión.

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Termostato Electrónico (E-Stat).

El termostato tradicional es reemplazado por un Termostato Electrónico (E-Stat), que es el encargado de controlar la temperatura y circulación del refrigerante del motor, por medio del Modulo de Control de Temperatura (TCM).

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Culatas.

Las culatas son del tipo “flujo cruzado”, lo que permite, entre otras ventajas, un mejor rendimiento del motor, una mayor potencia, mayor eficiencia y optimización de la combustión.

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Conjunto del Pistón y Biela •

Componentes dely Biela conjunto Pistón

El pistón es de una solaresistente. pieza, hecho de acero forjado, lo que lo hace más liviano y más Los anillos son de sección rectangular, lo que permite una mejor adaptación a la superficie de la camisa, controlando mejor la lubricación, y reduciendo el desgaste de la camisa y las pérdidas de presión (blow-by). El pistón tiene un orificio roscado en el centro, que sirve para extraerlo de la camisa. Las bielas, por diseño, son más grandes que la camisa, por lo que para sacarlas, se debe desmontar el paquete del cilindro (camisapistón-biela) completo.

1. Unión de la fractura.

Las bielas están fracturadas hidráulicamente (1), lo que hace que cada una tenga su única tapa.

2. Numeración de la Biela.

Además están diseñadas par e impar, con una numeración especial que incluye el N° de parte y el N° de la tapa de biela (2), además de indicar con una flecha hacia la parte delantera del motor.

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Herramientas Especiales •

Componentes del conjunto Pistón y Biela.

1. Herramienta de Instalación del Paquete de Cilindro (322-3564). 2. Herramienta de Guía de Biela (274-5875).

La Herramienta de Instalación del Paquete de Cilindro (3223564) (1) está disponible para la instalación y remoción del paquete de cilindro del Motor C175, que incluye a la camisa, el pistón y la biela. La Herramienta de Guía de Biela (274-5875) (2) se usa para proteger las uniones fracturadas cuando se instala y remueve el paquete de cilindro. Existen bielas pares e impares, que se instalan en los cilindros pares e impares respectivamente. Una vez instaladas, la totalidad de los números e inscripciones de todas las bielas, deben verse el lado derecho del motor. Sientonces alguna biela no tiene a ladesde vista los números e inscripciones, está mal instalada.

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Herramienta de Tensión de los Espárragos de la Bancada (278-1150)

La Herramienta de Tensión de los Espárragos de la Bancada (278-1150) está diseñada para apretar y soltar eficientemente las tuercas de los espárragos de la bancada del cigüeñal, en los motores C175. El tensor de los espárragos es único para el motor C175, pero la bomba hidráulica usada es la misma que se usa en los motores de la serie 3500. Para mayor información, acuda al Manual de Operación de la Herramienta (NEHS0944) .

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Tren de Válvulas.

El tren de válvulas tiene solamente un eje de levas central, que actúa en los alzaválvulas, que son de acero. Cada culata tiene 2 válvulas de admisión y dos de escape. Los puentes son flotantes, y los balancines son de acero forjado en el escape, y de hierro fundido en la admisión.

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Motor C175-20 ACERT

•

Motor C175 -20

La foto superior muestra la vista del lado derecho del motor C175 de 20 cilindros en el camión 797F. El motor C175 reemplazará al motor 3524B que actualmente potencia al camión 797B. El C175 es un motor métrico. Algunos de los componentes tienen un mayor peso, como la culata, que es aproximadamente un 50% más pesada que la del motor 3500, y requiere de un dispositivo de levante. Se debe extremar el cuidado al trabajar en o alrededor del sistema de combustible de alta presión, ya que el sistema alcanza las 26100 psi. La limpieza durante el mantenimiento es crítica, ya que el sistema es muy sensible a los contaminantes, comparado a los motores de la serie 3500/3600.

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Características del motor.

Las siguientes son algunas de las características del motor C175-20: •

Sistema de riel común de alta presión.

•

Post enfriador aire-aire (ATAAC).

•

Mayor potencia.

•

Cigüeñal único, de dos piezas.

•

Inyectores electrónicos (EUI).

Las siguientes son algunas especificaciones del motor C17520. •

Prefijo LLM

•

Especificaciones de rendimiento: 0K7439

•

Potencia bruta: 2983 KW (4400 hp) a 1750 rpm.

•

Máxima altitud: 4880 m (16000 pies).

•

Velocidad alta en vacío: 1960 rpm.

•

Velocidad plena carga: 1750 rpm.

•

Velocidad Stall del Convertidor: 1600 +- 10 rpm.

•

Presión de refuerzo a veloc. plena carga: 209±20 KPa (30±3 psi) a nivel del mar.

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•

Lado derecho del motor.

La figura muestra los componentes principales que están al lado derecho del motor: 1. Riel de alta presión 2. Múltiple de admisión 3. Bomba de combustible de alta presión 4. Compresor del aire acondicionado 5. Bomba de cebado de combustible 6. Filtros de combustible secundarios 7. Filtro de combustible terciario 8. Filtros de aceite 9. Mando de bombas

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Lado izquierdo del motor.

La figura muestra los componentes principales que están al lado izquierdo del motor: 1. Bomba de agua. 2. Bomba de aceite. 3. Mirilla de nivel de aceite. 4. Toma de muestra de aceite (SOS). 5. Enfriadores de aceite de motor. 6. Toma de muestra de refrigerante de motor.

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•

Vista superior del motor.

Los componentes que están en la parte superior del motor son los Turbos (1), el Escape (2) y los Múltiples de Escape (3)

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Diagrama de Señales de Entrada al ECM del Motor

•

Entradas Sistema de Controldel Electrónico del motor.

Sistema de Control Electrónico del Motor. El Motor C175 consta de señales de entrada, señales de salida y un ECM de Motor (1) para controlar el tiempo de inyección y la cantidad de combustible inyectado, y así operar eficientemente el motor, dentro de las regulaciones en la emisión de contaminantes. El ECM A4:E4 del Motor tiene un conector de 70 pines y uno de 120 pines. El motor está equipado con sensores activos y pasivos, que toman la información de presión, temperatura y velocidad/sincronización de los diferentes sistemas del motor, y la envían al ECM de Motor. El ECM procesa la información y envía las señales de salida correspondientes para controlar las funciones del motor.

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Salidas del Sistema de Control Electrónico del motor

Basado en las señales de entrada, el ECM de Motor (1) analiza la información y energiza a los Inyectores Electrónicos EUI (2) para controlar la entrega de combustible por medio de la señal de corriente enviada a sus solenoides. El ECM envía una señal PWM a la Válvula de Control de Combustible FCV (3), que controla la salida de la Bomba de Combustible de Alta Presión. Además, la red CAN Data Link Global J1939 (14) se usa para enviar información entre los ECM´s de la máquina (5) y los módulos del VIMS (6)

•

Relays

El ECM de Motor envía señales de voltaje a los relays de los siguientes componentes: - Ayuda en la partida (7). - Bomba de cebado de combustible (8). - Bomba de prelubricación (9).

•

Voltajes de salida

Los siguientes voltajes de salida son enviados a los diversos sensores: - ± 12 VDC (10). - ± 8 VDC (11). - ± 5 VDC (12).

•

CAN Data Link

El CAN Data Link se reconoce por los cables y el conector

•

blindados. Dentro, hay un par de cables de cobre torcidos, con un resistor de 120 ohms en cada uno de sus extremos, que los protegen de las interferencias electromagnéticas. El CAN Data Link se usa para la transmisión de datos a alta velocidad entre los ECM´s. 20

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Parte frontal del motor.

El Sistema de Monitoreo y la Inyección de Combustible son controlados por el ECM de Motor A4:E4 (1), que está

1. ECM de Motor

ubicado frontal del motor. 70 pines en (J1)layparte uno de 120 pines (J2). Tiene un conector de

•

El ECM de Motor responde a las señales de entrada enviando una señal de salida a un determinado componente ara iniciar una acción. Por ej, el ECM recibe una señal de alta temperatura del refrigerante, interpreta la señal de entrada, evalúa el estado actual de operación, y derratea la entrega de combustible bajo carga. El ECM de Motor recibe tres tipos distintos de señales de entrada: 1. Entradas de Interruptor: Proporciona la línea de señal a la batería, a masa o abierta. 2. Entradas PWM: Proporciona la línea de señal con una onda cuadrada de frecuencia específica y un ciclo de trabajo positivo variable. 3. Señal de velocidad: Proporciona una línea de señal, que puede ser de un voltaje patrón fijo, repetitivo, o una señal sinusoidal de frecuencia y nivel variable.

21

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante El ECM de Motor tiene tres tipos de comandos de salida: 1. Comando ON/OFF: entrega al dispositivo de salida una señal de Voltaje de Batería (ON) o menos de 1 Volt (OFF). 2. Comando PWM: Entrega al dispositivo de salida una onda cuadrada de frecuencia fija y ciclo de trabajo positivo variable. 3. Corriente controlada: El ECM energizará al solenoide con una corriente de pull-up por un tiempo determinado, y entonces disminuirá al nivel de corriente por inicial el tiempo dure el estado ON.deElmantención alto amperaje le da que al actuador una rápida respuesta, y el nivel más bajo mantendrá al solenoide en la posición correcta. Con esto, además, se aumenta la vida útil del solenoide. El ECM tiene la capacidad de auto chequearse. Así como detecta condiciones de fallas en el tren de potencia, el ECM almacena los eventos en la memoria y los códigos de diagnóstico para solucionar las fallas, y los muestra a través del CAT ET.

2. Sensor de Presión Atmosférica

El sensor de presión atmosférica (2) está ubicado en el panel al lado del ECM de Motor, y su función es proporcionar la información relacionada con la altitud al ECM, junto a la presión calculada para todos los demás sensores de presión, que reportan al ECM de Motor. Si se pierde la señal del sensor de presión atmosférica, el motor derrateará un 10%. Normalmente, a 0 rpm y 2 segundos después del arranque, el ECM del Motor lee cada sensor de presión, para asegurarse que el valor de la presión esté dentro de una tolerancia específica. Si el valor está dentro de la tolerancia, el ECM de Motor compara el valor de los sensores de presión con el sensor de presión atmosférica, y les asigna un valor de equilibrio específico a cada sensor para calibración. NOTA: el ECM de Motor usa la señal del sensor de presión atmosférica para calcular un número de medidas de presión en la mayoría de los motores electrónicos. La señal de presión atmosférica es comparada con las señales de los otros sensores de presión para calibrar los sensores. Cuando el ECM de Motor es energizado, usa la señal del sensor de presión atmosférica como referencia para

calibrar a los demás sensores de presión del motor.

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Redes CAN

Redes CAN •

Ruta de la Señal CAN

El diagrama muestra la RED de Controladores CAN para los camiones de la Serie “F”. La red consiste de un par de cables comunes, conectados a múltiples controladores. El set de cables permite que los pequeños trozos de información se puedan compartir entre muchos dispositivos diferentes, a través de unos pocos alambres de señal. La ruta consiste de dos cables torcidos y blindados, con un Resistor Terminal (1) de 120 ohms en cada extremo de la red. Los resistores terminales protegen a la Red CAN de interferencias eléctricas. La designación de los cables es CAN + y CAN -, con una tercera conexión denotada como CAN SHLD (blindaje). Dos resistores terminales se ubican cerca del ECM (2), uno está instalado cerca del termostato electrónico E-Stat (3), y uno está cerca de la Válvula de Control de Combustible FCV (4). El E-Stat se encuentra entre el radiador y en motor. El chasis del camión tiene un enlace de datos. El ECM del Motor tiene dos enlaces de datos: 1) CAN Global, que está ruteado con los ECM de la máquina y los componentes externos (Advisor, E-Stat y el conector del ET); y 2) CAN Local, que conecta al ECM del Motor con la válvula de control del combustible (FCV).

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•

Resistores Terminales ECM de Motor Resistor Terminal Resistor CAN Global E-Stat Resistor CAN Local

La foto de la izq. Superior indica donde están los resistores terminales en relación al ECM de Motor (1). Los resistores (no se ven) están unidos al arnés (2), debajo del ECM. Un resistor es para la Red CAN Local y otro para la RED CAN Global. Para determinar cuál es el resistor global y el resistor local, siempre revise los números de los cables. La figura superior derecha muestra el resistor de la RED CAN Global (3) ubicado cerca del E-Stat (4), a la izquierda del grupo del radiador. La figura abajo a la izquierda muestra al otro resistor Terminal de la Red CAN Local (5). Se ubica debajo del múltiple de admisión derecho, cerca de la bomba de alta presión. La figura derecha inferior muestra el diagrama de los resistores y el ECM de Motor.

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Sensado de la Posición del Motor Lado Izquierdo del Motor

El sensado de la posición del motor es la función que determina la posición real del cigüeñal y del eje de levas respecto al tiempo, de modo que se pueda calcular la velocidad del motor. El sensado de la posición del motor también permite las salidas de sincronismo, incluyendo el tiempo de la inyección de combustible y el tiempo de encendido. Es un proceso crítico para entregar el combustible con precisión, y para una operación y un rendimiento en el control de las emisiones más confiable.

1. Conector del sensor de veloc/sinc del cigüeñal

El conector del sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal (1) está apernado a la tapa (2), en el lado trasero izquierdo del motor. El sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal (3) está debajo de la tapa. Envía una señal de voltaje de valor fijo al ECM de Motor, indicando la velocidad, dirección y sincronización del motor. El sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal es la entrada primaria del ECM para determinar la velocidad y posición del cigüeñal. El sensor de velocidad detecta la referencia para la velocidad y sincronización del motor desde un patrón único en el respectivo engranaje. Normalmente el sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal identifica la sincronización durante la partida del motor y determina cuando el cilindro N°1 está en el punto muerto superior. Una vez que se establece la sincronización, el sensor del cigüeñal se usa para entregar la velocidad del motor y la señal del sensor del eje de levas no se considera.

•

2. Tapa 3. Sensor de velocidad/sinc. del cigüeñal

Si el motor está corriendo y se pierde la señal del cigüeñal, se podrá percibir un cambio ligero en el rendimiento, al momento que trabaje el sensor de velocidad/sincronización del eje de levas.

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Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante El sensor viene ajustado de fábrica, y no se le realiza ningún ajuste. En caso de falla del sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal, el ECM de Motor realiza lo siguiente: -

Se almacena un código de sensor de cigüeñal. El ECM cambia al sensor de velocidad/sincronización del eje de levas. El ECM de Motor usa la rotación almacenada como la rotación del motor, si el sensor falla durante el establecimiento del patrón.

El sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal cumple 4 propósitos: - Medir la velocidad del motor. - Medir la sincronización del motor. - Identificación del N° de cilindro y ubicación del PMS. - Protección de rotación inversa. El sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal no es ajustable. Si el motor está corriendo por 3 segundos y el patrón desde el ciclo de sincronización se pierde por 2 segundos, el ECM enviará un código de diagnóstico para el sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal.

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•

Parte trasera motor

del

1. Sensor primario del eje de levas

2. Sensor secundario del eje de levas

El motor C175 tiene dos sensores de velocidad/sincronización que indican la velocidad del eje de levas. El sensor primario del eje de levas (1) se usa para sincronizar la entrega de combustible con el ciclo del motor, y proporciona un respaldo en caso de que falle el sensor del cigüeñal. Si el sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal falla, el ECM usará al sensor primario del eje de levas para mantener corriendo al motor, pero le entrega del combustible podría ser menos precisa. La velocidad del engranaje del eje de levas es la mitad de la velocidad del engranaje del cigüeñal. El sensor de velocidad/sincronización secundario del eje de levas (2) es un respaldo del sensor primario, cuando éste ha fallado. También este sensor viene ajustado de fábrica.

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Parte trasera del motor:

El pasador de sincronización del eje de levas (1) y el del volante (2) aparecen en la posición guardados. El pasador del

1. Pasador de sincronización del Eje de Levas 2. Pasador de sincronización del Volante 3. Orificio del pasador del eje de levas 4. Orificio del pasador del volante

eje de levas se introduce el orificio (3) cuando se realiza la sincronización del eje deenlevas. El pasador de sincronización del volante se inserta en el orificio (4) cuando se necesita ubicar el punto muerto superior.

•

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•

Tren de engranajes de sincronización

1. Sensor de veloc./sincronización del cigüeñal 2. Sensor primario de veloc./sincronización del eje de levas 3. Sensor secundario de veloc./sincronización del eje de levas 4. Engranaje del cigüeñal 5. Engranaje del eje de levas 6. Engranaje intermedio 7. Muesca (engranaje

La figura superior muestra el tren de engranajes de sincronización. Cuando arranca el motor, el sensor de velocidad/sincronización del cigüeñal (1) se sincroniza con el sensor primario (2) y el sensor secundario (3) del eje de levas. El engranaje del cigüeñal (4) gira dos veces por cada vuelta del engranaje del eje de levas (5). Los engranajes del cigüeñal y del eje de levas tienen la misma medida y la misma cantidad de dientes. El engranaje intermedio (6) es una combinación engranajes, con un engranaje mayor que tiene el doble dientes que el engranaje menor. El engranaje mayor conducido por el engranaje del cigüeñal, y el menor conducido por el del eje de levas.

de de es es

Durante el arranque del motor, el sensor del cigüeñal busca la muesca (7) en el engranaje del cigüeñal para determinar la posición. Cuando el ECM de Motor localiza la señal del sensor al detectar la muesca, entonces espera por la señal del sensor del eje de levas.

29

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del cigüeñal)

8. Muesca (engranaje eje de levas) 9. Muesca en un diente

Cuando el sensor del eje de levas ubica la muesca (8) en uno de los dientes del engranaje del eje de levas, y después de que el sensor del cigüeñal ha ubicado la suya, el ECM de Motor espera por la segunda muesca, para verificar el patrón. El ECM de Motor envía la señal para una mayor precisión del ciclo de inyección, si es que hay presión en el riel. La figura de abajo muestra una muesca (9), cortada en uno de los dientes del engranaje, que se usa para determinar la posición del motor.

•

El Motor C175 es sincronizado electrónicamente

Los motores C175 son sincronizados electrónicamente y no necesitan de la sonde para calibrar velocidad/sincronización. El ECM de Motor usa las señales de entrada desde los tres sensores de velocidad/sincronización para ayudar a calcular más precisamente la sincronización dentro del software durante el arranque. El software en el ECM de Motor compara el ángulo de los dientes entre los engranajes del cigüeñal y el eje de levas. El ECM de Motor busca un rango de rpm estable por sobre 700. las revoluciones por minuto deben ser ± 5 rpm por un segundo para que se considere estable. El ECM de Motor toma 50 muestras del borde de ataque de la posición angular de los dientes del eje de levas, y compara cada una lacondiferencia el dientemedida más cercano cigüeñal.teórica El ECM compara con ladel diferencia de diente de cada muestra, y promedia los errores de diente. Esta diferencia promedio entre la posición real y la posición teórica del eje de levas determina el ángulo de compensación, que es usado por el ECM para calibración. La calibración de la sincronización se realiza en cada partida del motor, y después del ciclo del ECM energizado.

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Sensor de Velocidad/sincronización •

Sensor de Velocidad /sincronización

El ECM de Motor usa este sensor para determinar la velocidad del motor (tacómetro), además de otros parámetros útiles para la transmisión, ARC, etc. Es del tipo ajustable, en donde la regulación del espacio de aire se realiza durante la instalación.

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Sensor de Presión del Cárter •

Lado derecho del motor

1. Sensor de presión del cárter 2. Múltiple de admisión

El sensor de presión del cárter (1) se usa para medir la presión en el cárter, y se ubica al lado derecho del motor, debajo del múltiple de admisión (2). El sensor de presión del cárter detecta las fugas por entre el pistón, e indica el blow-by del cilindro. El sensor de presión del cárter iniciará una Alarma de Nivel 1 cuando la presión en el cárter sea 4 KPa (0,6 psi).

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SISTEMA DE ADMISIÓN Y ESCAPE

Sistema de Admisión y Escape •

Componentes del sistema de admisión & escape

1. Filtros de aire 2. Ductos de aire de admisión 3. Turbos 4. Tuberías de salida de los turbos 5. ATAAC 6. Tuberías de salida del ATAAC

El camión 797F está equipado con un Post enfriador Aire-aire (ATAAC), que reemplaza al Post enfriador de Circuito Separado (SCAC). El aire es succionado dentro del sistema a través de cuatro filtros de aire (1) y cuatro ductos de admisión (2) hacia la etapa del compresor de los turbos (3). El aire limpio desde el compresor de los turbos, es dirigido por dos tuberías (4) hacia el ATAAC (5), donde el aire es enfriado. Desde el ATAAC, el aire frío se dirige por dos tuberías de salida (6) hacia el interior de los múltiples de admisión derecho e izquierdo.

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SENSORES DEL SISTEMA DE ADMISIÓN Y ESCAPE

•

Sensores del sistema de admisión y escape

Los sensores del sistema de admisión y escape son: -

Sensores de presión de entrada al compresor de los turbos (4). Sensor de presión de entrada al múltiple de admisión izquierdo. Sensor de presión de entrada al múltiple de admisión derecho. Sensor de presión del cárter. Sensor de temperatura de entrada al múltiple de admisión izquierdo. Sensor de temperatura de entrada al múltiple de admisión derecho. Sensor de temperatura de entrada a la turbina, lado izquierdo. Sensor de temperatura de entrada a la turbina, lado derecho.

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SISTEMA DE ADMISIÓN Y ESCAPE MOTOR BAJA ALTITUD

•

Flujo de aire a través del sistema de admisión y escape

Este diagrama muestra el flujo de aire a través del sistema de admisión y escape. El aire limpio fluye por los filtros de aire (1) e ingresa a los turbos por el lado del compresor. El aire comprimido en el compresor del los turbos se dirige hacia el ATAAC (2) y luego hacia los múltiples de admisión izquierdo y derecho, hasta los cilindros., donde se combina con el combustible para la combustión.

•

Sensores de presión y temperatura

Los turbos son impulsados por los gases de escape de los cilindros, que entran por el lado de la turbina. Los gases de escape fluyen a través de los turbos, los ductos de escape hasta salir por los silenciadores. Los cuatro sensores de presión de entrada al compresor de los turbos (3); los dos sensores de temperatura de entrada de los múltiples de admisión (4); los dos sensores de presión de entrada al múltiple de admisión (5) y los dos sensores de temperatura de aire de entrada a la turbina (salida del múltiple de escape) (6) reportan al ECM de Motor (7).

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SISTEMA DE ADMISIÓN Y ESCAPE MOTOR ALTA ALTITUD

1

•

Flujo de aire de admisión

El aire limpio proveniente de los filtros entra a los cuatro turbos de baja presión (1) por el lado del compresor,

2

Luego, el aire fluye hacia los dos turbos de alta presión (2), desde donde es enviado a través de los ductos al ATAAC. 36

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1

•

Flujo de aire de escape

Desde los múltiples de escape, los gases calientes entran a los dos turbos de alta presión (1) por la etapa de la turbina.

37

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1

2

Desde los turbos de alta presión (1) los gases son enviados hacia la turbina de los turbos de baja presión (2), desde donde salen hacia el escape de la máquina. 38

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1

•

Ubicación de los sensores de temperatura de escape

1.Sensor izquierdo de temperatura de entrada a la turbina

2

El sensor izquierdo de temperatura de entrada a la turbina (1) se encuentra ubicado en el tubo de escape izquierdo, y el sensor derecho de temperatura de entrada a la turbina (2) se encuentra en el tubo de escape derecho. La foto superior indica la posición de los sensores, en la parte delantera del motor, y corresponde a un motor Standard. La foto inferior muestra un motor configurado para altura, en donde los

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2. Sensor derecho de temperatura de entrada a la turbina

Material del Estudiante sensores de temperatura se ubican en la parte superior trasera del motor. Los sensores de entrada de temperatura a la turbina miden la temperatura de escape en el lado de la turbina de los turbos. El ECM de Motor recibe la información de ambos sensores e inicia una alarma, una reducción de potencia, o la parada del motor, usando el sensor con la mayor temperatura. Si cualquiera de los sensores lee una temperatura de 805°C (1481°F) el ECM del motor enviaráal una Alarmapara de Nivel 3 alo más, módulo del VIMS, alertando operador realizar una parada SEGURA del motor. Si se detecta una falla ya sea en alguno de los circuitos de los sensores izquierdo o derecho, el ECM aplicará, por defecto, una reducción de potencia máxima del 25%. La presencia de una reducción de potencia por temperatura de escape almacenará un Evento de Motor en el ECM. El ECM no reducirá la potencia del motor si falla alguno de los sensores de entrada de la turbina.

40

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante REDUCCIÓN DE POTENCIA POR TEMPERATURA DE ESCAPE

•

Reducción de potencia por temperatura de escape

La potencia del motor se reducirá cuando el sensor de temperatura alcance un valor crítico que pueda causar un daño al motor. En este gráfico, 0% de reducción equivale a una temperatura de 725°C (1337°F) por menos de 5 segundos. Cuando la temperatura más alta de cualquiera de los dos sensores de temperatura de entrada de la turbina se eleve por encima de los 725°C (1337°F) por un período de cinco segundos, el porcentaje de reducción se incrementará en 2%. Esto continuará con incrementos sucesivos de 2% por cada 5 segundos, hasta que la temperatura baje de los 725°C (1337°F) o se alcance una reducción de potencia del 25%. Si la condición vuelve a presentarse y el ECM de Motor no se ha desenergizado, el porcentaje de reducción de potencia será el mismo de la última vez. NOTA:

La reducción máxima de la potencia real del motor es

del 50% (2200 hp aproximadamente). Los índices de reducción que indican los gráficos en el motor, se refieren a un porcentaje del 50% total máximo permisible.

41

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4

•

Tubos de admisión en la parte delantera del motor:

1. Sensor de temperatura del múltiple de admisión RH 2. Sensor de temperatura del múltiple de admisión LH 3. Sensor de presión del múltiple de admisión LH 4. Sensor de presión del múltiple de admisión RH

El sensor de temperatura del múltiple de admisión derecho (1) se encuentra ubicado en el ducto de admisión al lado derecho del motor. El sensor de temperatura del múltiple de admisión izquierdo (2) se encuentra ubicado en el ducto de admisión al lado izquierdo del motor. El ECM de Motor monitorea la temperatura del múltiple de admisión para prevenir posibles condiciones de riesgo provocadas por alta temperatura del aire de admisión, que podrían causar exceso de combustible en el cilindro y altas temperaturas de escape. Si la temperatura aireAlta es de 80°C (176°F), se activaráSiuna Alarma de Nivel 1delpor Temperatura de Admisión. la temperatura en el múltiple de admisión se eleva sobre los 90°C (194°F), se activará una reducción de potencia de Nivel 2. El sensor de presión del múltiple de admisión izquierdo (3) se encuentra ubicado en el ducto de admisión al lado izquierdo del motor. El sensor de temperatura del múltiple de admisión derecho (4) se encuentra ubicado en el ducto de admisión al lado derecho del motor. La información proveniente de los sensores de presión es usada por el ECM de Motor para controlar electrónicamente la relación aire-combustible. El ECM de Motor puede almacenar un evento de alta presión en el múltiple de admisión, y un evento de baja presión en el múltiple de admisión.

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Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante

•

Sensores de presión de entrada del compresor

Los sensores de presión de entrada del compresor (flechas) están instalados en los ductos entre los filtros de aire y los turbos. Los cuatro sensores miden la presión de entrada a cada uno de los compresores de los cuatro turbos. El sensor de presión de entrada del compresor lee la restricción de aire de admisión más alta, e inicia una alarma o reduce la potencia del motor. La reducción aumentará en la medida que la restricción aumenta.

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REDUCCIÓN POR RESTRICCIÓN DE LA PRESIÓN DE ENTRADA AL COMPRESOR

•

•

Reducción de potencia Nivel 2

Cada sensordedecada presión compresor mide de la restricción filtro de de entrada aire en del particular. El ECM Motor iniciará una Alarma de Nivel 2 cuando uno de los sensores detecte una presión mayor de 7,5 KPa (1,1 psi). El ECM también iniciará una reducción de potencia de Nivel 2 de 2% cuando uno de los sensores lea una presión mayor de 10 KPa (1,5 psi), y además le enviará una señal al módulo del VIMS con la información de la reducción.

10% de máxima reducción

Por cada 1 KPa (0,15 psi) de restricción adicional, el mapa de la reducción aumentará de a 2% hasta llegar al 10%.

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•

Vista en corte de la culata

1.Pasaje de admisión 2.Pasaje de escape

La figura muestra el flujo de aire dentro de la culata. El diseño de flujo cruzado el motor C175 cambia el flujo de aire a través de la culata, aumentando el rendimiento, la potencia y la eficiencia. El aire entra desde el múltiple de admisión a través del pasaje de admisión (1) y fluye dentro del cilindro. Desde el cilindro, los gases de escape salen a través del pasaje de escape (2) hacia el múltiple de escape. La culata de flujo cruzado proporciona una separación entre las lumbreras de admisión y escape. La culata más alta tiene una válvula también más alta de 22 mm (0,866 pulg) comparada con la de 18 mm (0,71 pulg) que usa el motor 3524. El flujo de aire mejorado permite optimizar la circulación del aire de admisión y la evacuación de los gases de escape. Los pasajes de admisión y escape son redondeados, lo que disminuye la restricción de aire y aumenta la circulación. Los pasajes de admisión y escape tienen el mismo tipo de curva. Las válvulas y pasajes están girados con precisión, para proporcionar una excelente condición de circulación de aire.

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•

Fugas en la admisión

1. Conjunto de Presurización 2. Regulador

El Conjunto de Presurización del motor C175 (321-6022) se usa para detectar las fugas en el sistema de admisión de aire. Se necesita un Conjunto de Presurización (1) en cada filtro de aire, de la sección que está siendo probada. Uno de los conjuntos incluye un regulador (2) para ajustar la presión y el flujo. El otro presurizador está cerrado para bloquear el escape de aire desde el otro filtro. Cuando el sistema esté con presión, se puede usar agua jabonosa para detectar cualquier filtración, según se aprecia en la foto inferior derecha.

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SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DEL MOTOR CONFIGURACIÓN RETARDO EN PLANO/SUBIDA

•

Sistema de refrigeración del motor, con configuración plano/subida

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DEL MOTOR La figura muestra el sistema de refrigeración del camión 797F configurado para retardo en plano/subida. La bomba de agua (1) impulsa el refrigerante desde el radiador (2) y lo envía a través de los enfriadores de aceite del motor (3) hasta el block del motor (4). Después de salir del block, el refrigerante fluye a través de los turbos (5) y retorna por una línea hacia el tanque de expansión (6) del radiador. También el refrigerante que sale del block fluye hacia el enfriador de aceite de transmisión (7), de dirección y fan (8), y entonces a través de los enfriadores de aceite de frenos delanteros y traseros (9) hasta el Termostato Electrónico E-Stat (10). Dependiendo de la temperatura del refrigerante, el E-Stat lo dirige hacia el radiador o de vuelta hacia la bomba de agua, por la línea de derivación (11). 47

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante El sensor de temperatura de refrigerante a la salida de la bomba de agua (12) envía una señal al módulo de control de temperatura TCM (13) en el E-Stat. El sensor de presión de entrada de refrigerante al block (14) y el sensor de temperatura del refrigerante a la salida del block (15) envía señales directamente al ECM del Motor (16). El sensor de temperatura del refrigerante a la salida del block es una de las entradas claves de señal de temperatura para el sistema hidráulico del fan. El sensor de nivel de refrigerante (17) envía una señal al ECM de Motor indicando el nivel del refrigerante en el tanque de expansión. NOTA: La figura muestra la mayoría del refrigerante circulando directamente hacia la bomba y no por el radiador.

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CONFIGURACIÓN RETARDO EN BAJADA

•

Sistema de refrigeración del motor, con configuración bajada

La figura muestra el sistema de refrigeración del camión 797F con la configuración opcional de retardo en bajada. Con el retardo en bajada, la bomba de agua auxiliar (1) impulsa refrigerante desde el radiador (2) y lo envía a través del enfriador de aceite de frenos delantero (3), y de vuelta nuevamente hasta el radiador. Además, en esta misma configuración, el refrigerante que sale del block fluye a través de los dos enfriadores de aceite de frenos traseros (4).

49

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1

2

•

Frente del motor

1. Bomba de agua principal

2. Bomba de agua auxiliar

1

La bomba de agua principal (1) se ubica en la parte frontal izquierda del motor. Suministra el refrigerante a los enfriadores de aceite del motor, al block, enfriador de aceite de la transmisión, al enfriador de aceite de dirección y fan, y a los turbos. Además, la bomba de agua principal proporciona el refrigerante a los enfriadores de aceite de frenos delantero y trasero, en caso de que el camión esté configurado con retardo en plano/subida. Si el camión está configurado con retardo en bajada, la bomba de agua auxiliar (2), que está en la parte frontal derecha del motor, proporciona el refrigerante al enfriador de aceite de frenos delantero, mientras que la bomba principal envía el refrigerante a los dos enfriadores de aceite de frenos traseros. 50

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante

1

2 3 4

•

Entrada del refrigerante al motor

El refrigerante que sale de la bomba principal es dirigido a los enfriadores de aceite de motor (1), que están al lado izquierdo del motor, y luego retorna hacia la parte delantera nuevamente, desde donde ingresa al block. En la figura se pueden apreciar el sensor de presión de entrada de refrigerante al block (2), el sensor de temperatura de salida del refrigerante del block (3) y la línea desde donde el refrigerante sale del motor y se dirige hacia los enfriadores de aceite de la máquina (4). 51

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante

2

1

•

Entrada del refrigerante al motor

El refrigerante proveniente desde los enfriadores de aceite de motor ingresa al block por los ductos de entrada (1), se dirige a los paquetes de cilindros y las culatas y regresa por el múltiple de retorno (2), hacia los enfriadores de aceite de la máquina.

52

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1 2

4

3

•

Refrigeración de las camisas y las culatas

El refrigerante que entra al block por los ductos de entrada, se ocupa de enfriar al primer tercio de los paquetes de cilindros (1), por medio de un pasaje de agua (2) que hay en cada uno de los cilindros. Además, el refrigerante pasa desde los cilindros a enfriar la culata por dos pasajes (3) y vuelve por un conducto (4), hacia el múltiple de retorno.

53

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1 2

3

•

Lumbreras de retorno de refrigerante

El refrigerante que vuelve de las culatas, pasa a través de una lumbrera en el block. Cada lumbrera tiene un diámetro diferente, para asegurar una distribución uniforma del refrigerante por todos los cilindros. Las lumbreras con bujes de menor diámetro (1) corresponden a los cilindros N°1 y N°2. Las lumbreras de buje de diámetro mayor (2) corresponden a los cilindros N°3 al N°8. Los cilindros N°9 al N°20 tienen una lumbrera sin buje (3). 54

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1

4

•

Enfriadores de aceite

1. Aceite de motor 2. Aceite de transmisión 3. Aceite de dirección y fan 4. Frenos traserosretardo plano/subida 5. Frenos delanterosretardo plano/subida 6. Frenos traserosretardo bajada 7. Frenos delanterosretardo bajada

Los enfriadores de aceite de motor (1) se ubican al costado izquierdo del motor. Los enfriadores de aceite de transmisión (2) y de dirección y fan (3) están ubicados en el lado izquierdo de la máquina, cerca del tanque de combustible. El enfriador de aceite de frenos delantero (4) y el de frenos trasero (5), en los camiones configurados con el retardo en plano/subida, se encuentran delante del tanque hidráulico, en el costado derecho de la máquina. Los dos enfriadores de aceite de frenos traseros (6) y en enfriador de frenos delantero (7), en los camiones que tengan la configuración con retardo en bajada, también se encuentran en el costado derecho de la máquina, inmediatamente delante del tanque hidráulico.

55

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1

3 2

Sensores del sistema de El sensor de temperatura de salida de la bomba de agua (1) es un sensor pasivo de dos cables, que se ubica a la salida de la bomba refrigeración de agua. El sensor envía una señal al módulo de control de temperatura, como ya se ha descrito anteriormente. 1. Sensor de temperatura de salida El sensor de presión de entrada de refrigerante al block (2) está de la bomba de agua •

2. Sensor entradadedepresión de refrigerante al motor

ubicado al frente del motor, en la El tubería la bomba del refrigerante y las entradas de agua. sensorentre de presión se usa para monitorear la presión del refrigerante que fluye al block del motor, y viene a reemplazar al interruptor de flujo que usa el motor 3524. 56

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante Si la presión del refrigerante baja en relación al valor fijado de acuerdo a las rpm del motor, el ECM reflejará un evento. Si la presión cae por debajo de la presión mínima fijada (ver la siguiente tabla) a unas rpm específicas del motor, el ECM de motor iniciará una Alarma de Nivel 1, que será presentada en el panel del Advisor. Rpm de motor

3. Sensor de temperatura de salida del refrigerante del block

KPa

psi

0

0

0

700

31.5

4.6

1000

46.7

6.8

1200

57

8.3

1400

67.3

9.8

1600

77.5

11.2

1800

87.8

12.7

El sensor de temperatura de salida del refrigerante del block (3) se ubica en el lado frontal izquierdo del motor, detrás del ECM. El sensor de temperatura de salida del refrigerante del block sirve para monitorear la temperatura de salida del motor, y es una entrada del ECM de Motor, que se usa para diferentes estrategias de control y protección (ej, exceso de temperatura del motor, daño al motor por presión excesiva en el cilindro, y desgaste del motor por exceso de refrigeración).

57

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante REDUCCIÓN DE POTENCIA POR ALTA TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE

•

•

•

•

Reducción de potencia por temperatura del refrigerante Sensor de temperatura de salida del refrigerante del block Alarma de Nivel 1 Temperaturas de reducción de potencia

El gráfico muestra el porcentaje de reducción de la potencia del motor, respecto del aumento de la temperatura. El sensor de temperatura de salida del refrigerante del block mide la temperatura del refrigerante. Cuando la ECM temperatura del Alarma refrigerante sobrepasa los 100°C (212°F), el iniciará una de Nivel 1. Cuando la temperatura del refrigerante sobrepasa los 101°C (213°F), el ECM iniciará una Alarma de Nivel 2 y una reducción de potencia de un 25%. A los 104°C (219°F), la reducción será de 50%. A los 107°C (225°F), la reducción será de un 75%. A los 110°C (230°F), la reducción será del 100%, y el ECM iniciará una Alarma de Nivel 3. una reducción del 100% equivale a una reducción real de la potencia del motor en aproximadamente 50%.

58

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante

•

Parte superior del radiador

1. Interruptor de bajo nivel de refrigerante 2. Tanque de expansión

El interruptor de bajo nivel del refrigerante (1) está ubicado en el tanque de expansión (2), que está montado arriba del radiador. El interruptor está detrás de la tapa removible, entre el radiador y el motor. El interruptor de bajo nivel de refrigerante envía una señal al ECM de Motor, indicando que el nivel del refrigerante. Con la llave de contacto en ON y el nivel del refrigerante por debajo del interruptor de bajo nivel de refrigerante, por más de tres segundos, el ECM de Motor iniciará una Alarma de Nivel 2 en el panel del Advisor. Si el motor está corriendo, y el nivel está por debajo del interruptor de bajo nivel, por más de 17 segundos, el ECM de Motor iniciará una Alarma de Nivel 3 a través del panel del Advisor.

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Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante

Termostato electrónico El Termostato Electrónico (E-Stat) está fijo en un montante cerca del radiador, abajo en el lado derecho, y está compuesto de E-Stat un motor paso-a-paso (1), un módulo de control de temperatura TCM (2), y la válvula de tres vías (3). 1. Motor paso-a-paso 2. Módulo de control de El módulo de control de temperatura recibe una señal vía CAN temperatura TCM •

3. Válvula

data linkdeLocal que envía el sensor temperatura salidade de la bomba refrigerante, que está de instalado en ladesalida la bomba de agua principal. Luego, el TCM procesa esa señal de entrada para enviar una señal de salida y controlar la posición de la válvula. La válvula consiste de un alojamiento fijo, una tubería de entrada y otra de salida, una placa pistón que se desplaza sobre un tornillo sinfín, y un motor eléctrico de posición variable, usado para mover al sinfín. El motor eléctrico recibe la señal de voltaje desde el TCM para girar al sinfín y posicionar el pistón dentro del alojamiento. El TCM informa la temperatura del refrigerante al ECM de Motor a través de Can data link Local, pero el ECM no controla la temperatura del refrigerante. La temperatura del refrigerante es controlada por el TCM. Así como la temperatura del refrigerante sube, el TCM envía una corriente al motor, para mover al pistón, bloqueando la tubería de derivación y permitiendo al refrigerante fluir hacia el radiador. 60

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante

•

Termostato electrónico En caso de una falla en el sensor de temperatura de salida de la bomba de refrigerante, el termostato se puede ajustar E-Stat manualmente, desconectando el cable desde el TCM y girando el perno allen en el extremo de la válvula. La flecha indica el sentido de giro, para bloquear totalmente la tubería de derivación y enviar todo el refrigerante hacia el radiador.

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SISTEMA DE LUBRICACIÓN DEL MOTOR

•

Flujo del aceite de motor

La figura muestra el flujo del aceite a través del motor C175. El aceite es succionado desde el fondo del cárter (1) a través de una rejilla (2) por la bomba de aceite (3). La bomba envía el aceite al regulador de presión (4) que dirige el aceite hacia los enfriadores (5) o a través de la válvula de derivación (6), o de vuelta al cárter, en caso de que la presión sea demasiado alta. El aceite fluye desde los enfriadores de aceite o la válvula de derivación hasta los filtros de aceite (7). El sensor de presión de aceite sin filtrar (8) y el sensor de presión de aceite (filtrado) (9) calculan la restricción de los filtros. Desde los filtros de aceite de motor, el aceite entra al block y fluye por la galería principal para lubricar los componentes internos del motor y los turbos (10). El aceite filtrado también es enviado para lubricar la bomba de combustible de alta presión (11).

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Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante Si la presión de aceite del motor aumenta por encima de los 550 KPa (80 psi), ésta se manifiesta en la parte superior del regulador, y lo mueve hacia abajo, en contra de la fuerza del resorte, dirigiendo el aceite hacia el depósito en el fondo del cárter. En la sección frontal del depósito del cárter se encuentra la bomba de barrido (12). La bomba de barrido es la encargada de succionar el aceite desde la sección trasera del depósito y lo envían al depósito principal. La bomba de prelubricación (13) proporciona aceite de lubricación al sistema, y sedel conecta y los enfriadores de aceite motor.entre el regulador de presión Además, en la línea de la bomba de aceite se encuentra instalada la válvula de alivio (14), que limita la presión máxima del sistema a 875 KPa (127 psi). La toma de muestra de aceite SOS (15) está ubicada en la válvula de derivación de los enfriadores de aceite.

63

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•

Lado izquierdo del motor

La figura muestra la ubicación de la mayoría de los componentes del sistema de lubricación, en el lado izquierdo del motor: 1. Válvula de alivio y regulador de presión de aceite. 2. Bomba de aceite. 3. Válvula de derivación de los enfriadores de aceite. 4. Toma de muestra SOS. 5. Enfriadores de aceite del motor. La tubería de aceite (6) comunica el flujo del aceite desde los enfriadores hacia los filtros de aceite, en el lado derecho del motor. El interruptor de nivel de llenado rápido de aceite (7) proporciona una señal de nivel de aceite al indicador de nivel lleno, en el Panel de Llenado rápido Caterpillar. El interruptor deaceite bajo al nivel dedeaceite (8) proporciona una señal de nivel de ECM Motor. La mirilla de nivel de aceite (9) permite a los técnicos chequear visualmente el nivel de aceite desde el piso. 64

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•

Lado derecho del motor

La figura muestra la ubicación de los componentes del sistema de lubricación, en el lado derecho del motor: 1. Tubería inferior de aceite. 2. Base de los filtros de aceite. 3. Tubería superior de aceite. 4. Filtros de aceite. 5. Sensor de temperatura de aceite. 6. Sensor de presión de aceite filtrado. 7. Sensor de presión de aceite sin filtrar.

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1

•

Flujo del aceite de lubricación

El aceite es succionado desde el depósito en el cárter, a través de la rejilla de succión, por la bomba de aceite (1), desde donde es enviado a la válvula de alivio y al regulador de presión. Luego el aceite es dirigido a los enfriadores de aceite de motor (2), o a la válvula de derivación, desde donde sale por la tubería inferior de aceite (4).

2

3 4

66

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3 4

5

1 2

Por la tubería inferior, el aceite llega a la base de los filtros (1), pasa por los filtros (2), desde donde sale por la tubería superior hasta el block, y por una línea paralela, a lubricar la bomba de alta presión. El flujo del aceite de entrada al block es monitoreado por el sensor de temperatura de aceite (3) y el sensor de presión de aceite filtrado (4). El sensor de presión de aceite filtrado monitorea la presión en el lado de descarga de la base de los filtros, y trabaja junto con el sensor de presión de aceite sin filtrar (5) para determinar el grado de saturación de los filtros. El sensor de presión de aceite sin filtrar monitorea la presión de aceite a la entrada del grupo de filtros. El sensor de presión de aceite filtrado es el encargado de iniciar una Alarma de Nivel 1 por filtros de aceite saturados, y envía una señal al panel del Advisor, para informar al operador. La información del sensor de presión que es enviada al ECM de Motor, también se usa como presión determinante para controlar un evento de baja presión de aceite del motor. El sensor de en temperatura de aceite se usa paradel monitorear la temperatura las estrategias de protección motor. La temperatura debe ser controlada para informar al operador, vía panel del Advisor, que la temperatura del aceite está por sobre los límites. 67

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REDUCCIÓN DE POTENCIA POR TEMPERATURA DEL ACEITE

•

Reducción de potencia por temperatura del aceite

A los 108°C (226°F), el ECM de Motor inicia una Alarma de Nivel 1 (1). Cuando la temperatura exceda los 110°C(230°F), la potencia del motor se reducirá en 3%, al tiempo que el ECM del Motor inicia una Alarma de Nivel 2 (2). Esta reducción tendrá incrementos de 3% hasta que la temperatura alcance los 113°C (235°F). A los 114°C (237°F), la reducción aumenta a un 25%. A los 115°C (239°F), la reducción será de 50%, y a los 116°C (240°F), la reducción aumentará a 75%. A los 115°C (239°F), el ECM de Motor envía un mensaje de detención (3) al módulo de alarma del VIMS, alertando al operador de realizar una detención SEGURA del motor.

•

Detención segura del motor

Para una detención SEGURA del motor, se deben reunir las siguientes condiciones: •

El motor debe estar a menos de 1300 rpm.

•

La transmisión debe estar en NEUTRAL.

•

•

Se debe aplicar el freno de estacionamiento. La máquina debe estar completamente detenida (velocidad CERO).

68

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DETENCIÓN DEL MOTOR POR BAJA PRESIÓN DE ACEITE

•

•

•

Detención del motor por baja presión de aceite

El gráfico muestra la detención del motor por baja presión de aceite. La detención del motor es activada por la señal que el sensor de presión de aceite filtrado le envía al ECM de Motor. Si la presión es menor que el valor especificado para una velocidad determinada del motor, se grabará el evento y se iniciará la Detención de Nivel 3 (1).

Valores específicos para la detención

Los valores específicos para la Detención de nivel 3 son: 700 rpm……….menos de 226 KPa (33 psi).

Detención segura de Nivel 3

•

•

1200 rpm………menos de 300 KPa (43 psi).

•

2000 rpm………menos de 375 KPa (54 psi).

Para una detención SEGURA del motor, se deben reunir las siguientes condiciones: •

El motor debe estar a menos de 1300 rpm.

•

La transmisión debe estar en NEUTRAL.

•

Se debe aplicar el freno de estacionamiento.

•

La máquina debe estar completamente detenida (velocidad CERO).

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Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante

SISTEMA DE COMBUSTIBLE DEL MOTOR

SISTEMA DE COMBUSTIBLE DEL MOTOR •

•

Diagrama del sistema

Esta figura muestra el diagrama del sistema de combustible. Éste

de combustible

consta de un del ladolado de de bajaaltapresión uno los de que alta sepresión. Los componentes presióny son encuentran dentro de la caja de color azul.

Sistema de baja presión

En el sistema de baja presión, la bomba de transferencia de combustible (1) succiona combustible desde el tanque (2), a través de los filtros primarios / separador de agua (3). Durante la partida, también se activa la bomba de cebado de combustible (4). Entonces, el combustible fluye a través de los filtros secundarios (5) y el filtro terciario (6), luego al monoblock (7) y a la bomba de alta presión (8). La entrega de combustible de baja presión es controlada por la válvula reguladora de combustible (9).

•

Sistema de alta presión

En el sistema de alta presión, el combustible fluye desde el monoblock a la válvula de control de combustible FCV (10), que controla la salida de hacia la bomba de alta presión. La bomba de alta presión envía el combustible a través del riel de alta presión hacia los inyectores (11). Desde los inyectores, una cantidad mínima de combustible de derivación fluye de vuelta hacia el monoblock, y el tanque de combustible. 70

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante

SISTEMA DE COMBUSTIBLE DE BAJA PRESIÓN •

•

Componentes y flujo del combustible

Esta figura muestra el flujo del combustible en el sistema de baja presión.

Filtros secundarios y sensores

Los filtros secundarios (1) y el filtro terciario (2) están equipados con líneas de purga (3) que están conectadas a la base del filtro terciario. Estas líneas de purga permiten que una cantidad mínima de combustible retorne al tanque (5), a través de la válvula reguladora (10), para purgar el aire desde el suministro de baja presión. La base de los filtros secundarios está equipada con un sensor de presión de combustible filtrado (6) y uno de presión de combustible sin filtrar (7), que determinan la restricción de los filtros secundarios de combustible. El sensor de temperatura de transferencia de combustible (8), que también está en la base de los filtros secundarios, envía una señal al ECM de motor (9) indicando la temperatura del combustible de baja presión.

71

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante •

•

•

Válvula reguladora de combustible

Aproximadamente a 550 KPa (80 psi), la válvula reguladora (10) comienza a abrirse, y si la presión excede los 650 KPa (94 psi), el combustible es dirigido por una línea de retorno hacia el tanque de combustible. En la línea de retorno al tanque se encuentra instalada una válvula check (11) que bloquea el retorno de combustible desde el tanque al monoblock. El sistema de combustible de baja presión debe estar como mínimo a 350 KPa (51 psi) para suministrar combustible al sistema de alta presión.

Filtros primarios y sensores

El sensor de presión de entrada de transferencia de combustible

Bomba de cebado de combustible

La bomba eléctrica de cebado de combustible (15) es activada por el ECM de Motor y/o por el interruptor manual de la bomba (16). Cuando el sistema de combustible ha sido reparado, se usa la bomba para cebar el sistema.

(12) envíaenuna señal primarios al ECM de decombustible Motor indicando una restricción los filtros (13). Losdefiltros primarios están equipados con un sensor de agua en el combustible (14), que enviará una señal al ECM de Motor cuando haya un exceso de agua en el combustible.

72

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SENSOR ULTRASÓNICO DE NIVEL DE COMBUSTIBLE

•

Sensor de nivel de combustible

El sensor ultrasónico de nivel de combustible determina la cantidad de combustible calculando el tiempo que se demora el sonido en volver desde la base del flotador (1) hasta el sensor (2). Mientras más alto es el nivel de combustible dentro del tanque, mayor es el tiempo del sonido en volver al sensor. Mientras más bajo es el nivel de combustible dentro del tanque, al sonido le toma menos tiempo en devolverse hacia el sensor.

•

•

ECM de Chasis El Advisor muestra el nivel de combustible

El sensor de nivel de combustible es monitoreado por el ECM de Chasis, el que le envía una señal al panel del Advisor. Entonces, el Advisor envía una señal análoga al indicador de nivel de combustible ubicado en el panel de instrumentos. La pantalla de rendimiento del panel del Advisor también proporciona una lectura digital del porcentaje de combustible remanente.

•

Alarma de nivel 1

El Advisor alertará al operador con una alarma de Nivel 1 cuando el nivel de combustible llegue al 15% (18,5 % de ciclo de trabajo) de la capacidad del tanque por un 120 segundos.

•

Alarma de Nivel 2S

Cuando el nivel de combustible alcance el 10% de la capacidad del tanque, por 120 segundos, se generará una Alarma de Nivel 2S, que es cuando el tanque de combustible debería ser llenado nuevamente. Si los inyectores están faltos de combustible, podrían dañarse debido a la falta de lubricación y refrigeración que proporciona el combustible mismo. 73

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•

Reverso del tanque de combustible

1.Filtros de combustible primarios / separadores de agua 2.Sensor de agua en el combustible

Los filtrosdetrás primarios de combustible/separadores de línea agua (1) están ubicados el tanque de combustible, en la entre el tanque y la bomba de transferencia de combustible. En la parte inferior del filtro de la izquierda está el sensor de agua en el combustible (2), el que envía una señal al ECM de Motor cuando detecta la presencia de agua. Si se detecta una gran cantidad de agua en el combustible el ECM de Motor enviará una Alarma de Nivel 1 al módulo del VIMS, para alertar al operador del nivel de agua en el combustible. El sensor de nivel de combustible (no aparece en la figura), ubicado en el fondo del tanque, monitores la profundidad del combustible en el tanque. El sensor de agua en el combustible está compuesto de dos contactos de acero inoxidable envueltos eléctricamente en un alojamiento plástico. Ambos contactos están conectados por un resistor. El sensor funciona entregando una resistencia de salida, la cual es una combinación de la resistencia del combustible y el resistor interno cuando se le aplica una señal. 74

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante Con una señal aplicada a los contactos expuestos al combustible, el sensor proporcionará una resistencia para ese fluido (combustible). Cuando entra agua al combustible dentro del filtro, los contactos están expuestos al agua, y el sensor arrojará una resistencia paralela para el fluido (combustible con agua). El sensor usa estos valores de resistencia para determinar la presencia de agua en el combustible y proporciona las señales eléctricas al ECM de Motor. NOTA:

para mayor información respecto de solución de fallas en

el sensor de agua en el combustible, vea el artículo de la Revista de Servicio “Solución de fallas con el sensor de agua en el combustible” 1400-0079-2006.

75

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•

Lado derecho del motor

1. Bomba de de transferencia combustible 2. Monoblock 3. Bomba de combustible de alta presión 4. Sensor de presión de transferencia de entrada de combustible

La bomba de transferencia (1) y el monoblock están montados con la bomba de combustible de alta presión (3). La bomba de transferencia succiona combustible desde el tanque y lo envía a la base de los filtros secundarios. La válvula reguladora también se ubica en la base de los filtros secundarios. El sensor de presión de transferencia de entrada de combustible (4) envía una señal al ECM de Motor indicando una restricción en los filtros de combustible primarios.

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•

Lado derecho delantero del motor

1. Bomba de cebado de combustible 2. Motor 3. Interruptor manual de la bomba de cebado

El motor C175 equipado cony un unamotor bomba de cebado combustible (1) deestá mayor volumen, eléctrico (2). de La bomba de cebado de combustible es activada por el ECM de Motor por medio de un relay en la cabina, o a través del interruptor de cebado de la bomba (3). El interruptor de la bomba de cebado se usa para cebar el sistema con combustible después de que se han cambiado los filtros. NOTA: si el motor está 100 rpm por debajo del valor de ralentí especificado, el ECM de Motor desactivará la bomba de cebado de combustible, y solamente la bomba de transferencia proporcionará el combustible al sistema de baja presión.

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Lado derecho delantero del motor 1. Filtros de combustible secundarios 2. Filtro de combustible terciario 3. Sensor de presión en la entrada de la base de filtros 4. Sensor de temperatura de transferencia de combustible 5. Sensor de presión a la salida de la base de filtros •

Los filtros secundarios (1) y el filtro terciario de combustible (2) se ubican a la derecha del motor. El sensor de presión de combustible (3) a la entrada de la base de los filtros secundarios, monitorea la presión del combustible sin filtrar. El sensor de presión de combustible (5) en la base del filtro terciario monitorea la presión del combustible ya filtrado. Los sensores de presión trabajan juntos para determinar la restricción en los filtros secundarios. El sensor de temperatura de transferencia de combustible (4), en la base del filtro terciario monitorea la temperatura del combustible en el sistema de baja presión.

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REDUCCIÓN DE POTENCIA POR RESTRICCIÓN DE LOS FILTROS DE COMBUSTIBLE PRESIÓN MAYOR DE 124 KPa (18 psi)

•

Alarma de reducción de potencia por filtro de combustible

1. Alarma de Nivel 1

2. Alarma de Nivel 2

La figura muestra el gráfico de reducción de potencia por restricción de los filtros de combustible. El ECM de Motor usa la presión diferencial entre los sensores de presión para indicar una restricción en los filtros de combustible. Cuando exista una presión diferencial de 104 KPa (15 psi) por más de dos minutos de duración, El ECM registrará una alarma de Nivel 1 (1). Después de cinco minutos a una presión diferencial de 124 KPa (18 psi), se registrará una alarma de Nivel 2 (2) con una reducción de potencia del motor de 17,5%. Un segundo después, se agregará otra reducción de 17,5%, completando una reducción total de 35%.

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•

Sensor de temperatura de transferencia de combustible

El sensor de temperatura de transferencia de combustible mide la temperatura del combustible que sale de la base de los filtros de combustible, y que es impulsado por la bomba de transferencia. El ECM de Motor usa la temperatura del sensor para proteger a la bomba de alta presión del suministro de combustible a alta temperatura, que podría dañar a la bomba misma debido a la baja viscosidad del combustible. La alta temperatura del combustible se puede deber a una falla de la válvula reguladora, bajo nivel en el tanque, restricción en las líneas de suministro de combustible, sobrecalentamiento del motor o un pistón quebrado en la bomba de alta presión. La temperatura se mide para obtener un mejor control de la presión en el riel de alta presión, lo que optimizará el rendimiento del motor y el control de las emisiones. La retroalimentación desde el sensor de temperatura de combustible de transferencia, permite al ECM compensar la entrega de combustible al inyector ante cualquier cambio de la viscosidad.

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•

Sensor de temperatura del riel de combustible

El sensor de temperatura del riel de combustible se ubica en el múltiple de alta presión de la bomba de alta presión de combustible. La temperatura del combustible se mide para asegurar que la alta temperatura no exceda el límite permisible para refrigeración y lubricación del inyector. El sensor dispara una Alarma de Nivel 1 por temperatura del riel de combustible cuando la temperatura del combustible supere los 100 °C (212 °F).

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•

Flujo del combustible

El

combustible

que

fluye

a

través

de

los

filtros

primarios/separadores de agua entra al sistema de baja presión a través de la “T”.

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•

Flujo del combustible

Durante el arranque, el combustible fluye simultáneamente hacia la bomba de transferencia y hacia la bomba eléctrica de cebado del combustible, que ha sido energizada por el ECM de Motor. Esto tiene por finalidad conseguir un caudal mayor y lograr la presión mínima de 250 KPa (36 psi ) necesaria de admisión en la bomba de combustible de alta presión. Aproximadamente 100larpm debajo aldelmotor ralentí motor, de el ECM de Motor corta señalpor eléctrica de del la bomba cebado. Cuando el motor está corriendo, todo el combustible es suministrado por la bomba de transferencia de combustible.

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•

Flujo del combustible

Desde la bomba de transferencia, el combustible fluye hacia la base de los filtros secundarios y terciario de combustible.

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•

Flujo del combustible

Desde los filtros, el combustible fluye hacia la válvula reguladora de presión y/o hacia el monoblock.

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•

Flujo del combustible

La válvula reguladora de presión actúa como una válvula de alivio del sistema de baja presión, limitando el flujo que sale de los filtros a una presión de hasta 94 psi. Si la presión es menor a 94 psi, el combustible que sale de los filtros, pasa por el monoblock y va hacia la válvula de control de combustible (FCV), desde donde ingresa al múltiple de baja presión de la bomba de alta presión. Si la presión sobrepasa las 94 psi, el excedente es enviado de retorno al tanque, a través del monoblock.

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•

Flujo del combustible

Desde el Monoblock (1) el combustible fluye a través de la Válvula de Control de Combustible (FCV) (2), y entra al múltiple de baja presión de la Bomba de Combustible de Alta Presión. Una vez que se ha alcanzado la presión de 26100 psi en el múltiple de alta presión de la Bomba de Alta Presión de Combustible, el flujo sale hacia el riel de alta presión por la lumbrera (3).

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•

Flujo del combustible

La Bomba de Combustible de Alta Presión que se aprecia en la figura, tiene tres cuerpos, y está diseñada para trabajar con el motor C175-16, y es idéntica en su funcionamiento a la bomba de cuatro cuerpos, instalada en el motor C175-20. El eje de la bomba comanda los pistones que admiten el combustible desde el múltiple de baja presión hacia el múltiple de alta presión. El eje tiene dos lóbulos dispuestos en 180° para accionar a cada elemento de la bomba dos veces por cada revolución. Cada cilindro es posicionado en su lugar por un pin, que tiene por función evitar el movimiento rotacional y la pérdida de alineamiento.

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•

Flujo del combustible

El flujo de combustible al múltiple de baja presión es regulado por la Válvula de Control de Combustible (FCV), por medio de una señal PWM proveniente del ECM de Motor. Cuando el elemento de la bomba se desplaza desde el PMS al PMI dentro de cada cilindro, la válvula check de descarga permanece cerrada mientras que la válvula check de la admisión se abre, permitiendo el ingreso de combustible a cada cilindro. Cuando el elemento se mueve desde el PMI al PMS, la válvula check de admisión se cierra, a la vez que la válvula check de descarga se abre, permitiendo que el combustible entre al múltiple de alta presión. Por el extremo delantero de la bomba se encuentra ubicada la salida del combustible desde el múltiple de alta presión hacia el riel de alta presión. Inmediatamente encima e la FCV se ubica la Válvula de Alivio del múltiple de alta presión, que limita la presión máxima del sistema amonoblock 29733 psi,hacia descargando el tanque.el combustible excedente, por medio del

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•

Flujo del combustible

La figura superior muestra una vista seccional de la entrada del múltiple de alta presión. Inmediatamente encima de la FCV se ubica la Válvula de Alivio del múltiple de alta presión, que limita la presión máxima del sistema a 29733 psi, descargando el combustible excedente, por medio del monoblock hacia el tanque.

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•

Flujo del combustible

Desde el múltiple de alta presión de la bomba de alta presión, el combustible se dirige hacia el riel de alta presión, a través del filtro de borde. Tanto a la salida de la bomba de alta presión, como en la conección con el filtro de borde, existen uniones esféricas y cónicas “metal-metal” que sellan las fugas de combustible entre los componentes del sistema de alta presión. 91

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•

Flujo del combustible

El filtro de borde se encuentra en la línea de alta presión entre la salida de la bomba y el riel de alta presión, y tiene por objetivo retener el particulado sólido que pudiera desprenderse de la bomba. En caso de falla en el PMS de los elementos de la bomba de alta presión, los pistones y/o los cilindros, las partículas quedan atrapadas entre los elementos del filtro de borde, evitando que lleguen hasta los inyectores. Consta de tres elementos en la entrada y tres elementos en la salida, que atrapan las partículas en un rango de 46 a 60 micrones. 92

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•

Flujo del combustible

Desde el riel de alta presión, el combustible entra al Limitador de Flujo por la lumbrera 1, fluye por la periferia del pistón (2) y abandona del el limitador flujo es porevitar la lumbrera (3). El propósito limitador de flujo un excesodedesalida combustible en los cilindros. Mientras más se desplaza el pistón dentro del limitador, mayor es el flujo de combustible que llega al tubo quill. Pero si el pistón alcanza el límite superior, se bloquea el flujo de combustible totalmente hacia el inyector correspondiente. Por ejemplo, si la punta de un inyector se quebrara repentinamente del inyector, ese cilindro y pistón estarían expuestos a una mayor cantidad de combustible, que podría causar daños y provocaría una mayor emisión de contaminación producto de la mala combustión. En el caso del ejemplo anterior, dentro del limitador de flujo el pistón se desplazaría totalmente hacia arriba, en contra de la carga del resorte, restringiendo la alimentación de combustible a ese cilindro en particular.

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•

Flujo del combustible

La figura muestra la sección transversal del limitador de flujo. Para que el pistón se desplace, es necesaria una diferencia de presión entre la entrada y la cámara del resorte, diferencia de presión que se logra durante un evento de inyección. Durante la inyección, el pistón se desplaza aproximadamente 3 mm, pero con un desplazamiento de 6 mm aprox., se cierra completamente. El limitador de flujo se une al tubo quill en su parte superior y al riel de alta presión por la parte inferior por medio de uniones esféricas y cónicas que sellan “metal-metal”, por lo que cualquier daño en las superficies podría generar fugas de combustible. El riel de alta presión consta de un tubo de pared doble, donde interiormente está la línea de alta presión, y exteriormente el colector de fugas, que llegan al monoblock, y luego al tanque. En caso de que se remuevan los limitadores de flujo, y para evitar la rotación del tubo interior dentro del riel de alta presión, se recomienda dejar al menos dos limitadores de flujo instalados en su posición, y asegurados por los tubos quill . Si el tubo interior llega a desalinearse, hay que cambiar el riel de alta presión por completo.

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•

Flujo del combustible

El tubo quill está diseñado de doble pared en la porción 1, que queda expuesta al exterior del motor. Dentro se ubica el tubo de alta presión, y por fuera la línea que va al colector de fugas. La porción 2 es la que va dentro de la culata y en contacto con el inyector, y en donde el alojamiento dentro de la culata misma sirve como colector de fugas. Los collarines 3 y 4 permiten la unión del tubo quill a la culata y al riel de alta presión respectivamente. Los sellos de goma evitan que el combustible de fugas pueda filtrar al exterior del colector. Tanto entre el inyector y el tubo quill, como entre el tubo quill y el limitador de flujo (5), y entre el limitador de flujo y el riel de alta presión existen superficies de sello esféricas y cónicas “metalmetal”. Cualquier daño a las superficies podría generar fugas de combustible cuando el sistema se encuentre a la presión de trabajo. Cualquier fuga el la línea del tubo quill se va al colector de fugas por el conducto 6.

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•

Inyector electrónico EUI

La inyección de combustible ocurre cuando el ECM de Motor energiza al solenoide del inyector. Al energizarse, la fuerza magnética generada abre una válvula check interna. La inyección comienza en el momento que la presión del combustible vence a la presión que es ejercida por el resorte de la válvula check. Durante la inyección, el combustible de alta presión fluye dentro del inyector a la tobera. La válvula de aguja en la punta del inyector está cargada por un resorte. El combustible fluye a través de un pasaje alrededor de la válvula de aguja hacia la cámara de la válvula. En la cámara, la presión levanta la válvula desde su asiento, y el combustible es atomizado a través de los orificios que están en la punta del inyector, hacia la cámara de combustión. La punta del inyector sobresale una corta distancia por debajo de la culata, introduciéndose en la cámara de combustión. El inyector tiene varios orificios pequeños que están simértricamente espaciados alrededor del diámetro exterior. La medida d los orificios y la presión del combustible determinan el grado de atomización durante la inyección.

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•

•

•

•

Es muy importante inspeccionar las uniones cónicas y esféricas de Uniones cónicas y esféricas “metal-metal” sellado “metal-metal” al momento de reinstalar o cambiar componentes, como medida de precaución para evitar las fugas y filtraciones de combustible cuando el sistema se encuentra a alta presión.

La unión izquierda no debería filtrar

Debe existir una banda de sello alrededor de los extremos de los tubos y las superficies de unión “metal-metal” como se muestra en la figura. En la unión de la izquierda aparece una banda color blanca/grisácea de 1 mm de ancho, aproximadamente. La union de la izquierda no debería filtrar combustible.

La unión del centro no debería filtrar

La unión del centro muestra algunas rayas menores en el extremo del tubo, las cuales no interfieren con la banda de sello. Tampoco debería filtrar combustible.

La unión de la derecha podría filtrar

La unión de la derecha muestra algunas rayas menores que cruzan la banda de sello, lo que podría causar filtración. La unión de la derecha debería reemplazarse para eliminar el riesgo de fugas de combustible

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•

Flujo del combustible

El combustible fluye a los inyectores del lado derecho del motor en primer lugar. Una vez que el lado derecho está lleno, el combustible pasa al lado izquierdo del motor por una tubería de doble pared que cruza por detrás, encima del volante. Una vez en el riel común del lado izquierdo, el combustible fluye a cada uno de los limitadores de flujo, tubos quill e inyectores en los cilindros. La tubería de diámetro es la demenor alimentación riel de presión izquierdo, y la mayor de diámetro es la de del retorno dealta los inyectores del lado izquierdo.

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1

2

3

•

Flujo del combustible

La línea de retorno de inyectores llega hasta el extremo delantero del riel de alta presión derecho (1), desde donde una tubería baja hasta conectarse al monoblock (2). A la entrada del monoblock hay una válvula check (3) ajustada a 448 KPa (65 psi), que es la presión que la línea de retorno debe vencer para descargar el combustible hacia el tanque.

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3

4 1

2

•

Flujo del combustible

5

El Monoblock es un múltiple que comunica los siguientes pasos de combustible: 1. Alimentación a la válvula de control de combustible FCV. 2. Línea desde la válvula reguladora de presión. 3. Línea de retorno de inyectores. 4. Línea de la válvula de alivio de alta presión. 5. Retorno al tanque.

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Sistema de Combustible de Alta Presión •

•

Altas presiones

El sistema de alta presión necesita de manipulación especial para asegurar la seguridad personal y el trabajo apropiado de los componentes. El sistema contiene superficies de sellado cónicas y esféricas “metal-metal” diseñado para operar a una presión de combustible de aproximadamente 180MPa (26100 psi), con una válvula de alivio de 205 MPa (29733 psi)

Alivie la presión antes Antes de abrir una línea del sistema de combustible de alta de intervenir el sistema presión, o remover algún componente, asegúrese de que la presión sea aliviada. Conecta el CAT ET para observar la presión del combustible. Cuando presiónmás descienda a menos 1000 (145 psi), espere 15 la minutos para abrir una de línea de KPa alta presión. Considere además, que la temperatura del combustible podría causar quemaduras a la piel.

•

Recolecte todos los fluidos

Prepare un recipiente apropiado para evitar derrames de combustible durante el mantenimiento, y mantenga protegidos todos los componentes de la contaminación.

101

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•

Componentes del

El combustible fluye dentro del monoblock (1) y a la válvula de

de combustible desde sistema de sistema de combustible control baja presión. La FCV FCV controla la elsalida de de la combustible bomba de alta de alta presión presión (2). 1. Monoblock 2. Bomba de alta presión La bomba de alta presión envía combustible a través del riel de alta presión (3) y los tubos quill (4) a los inyectores. Desde los 3. Riel de combustible inyectores, el combustible que no es inyectado retorna al 4. Tubos quill monoblock, y luego al tanque.

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•

Línea de retorno del inyector

La línea de color verde en la figura, indica el retorno de los inyectores.

103

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•

Lado derecho delantero 1. bomba de alta presión 2. FCV 3. Módulo de supresión de la FCV 4. Bomba de transferencia

La foto de la izquierda muestra la bomba de combustible de alta presión (1) al lado derecho del motor. La FCV (2) está instalada en la sección trasera de la bomba. La FCV recibe señales PWM desde el ECM de Motor, el cual controla la entrada del combustible, acelerando a la bomba de alta presión. También aparece el Módulo de Supresión de Combustible (3), que protege a la FCV de las alzas de voltaje, y la bomba de transferencia.

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•

Lado derecho delantero 1. Motor de control 2. Conector 3. Sección válvula de la 4. Pasaje de la válvula exterior 5. Pasaje de la válvula interior

Los principales componentes de la FCV son el motor de control (1), el conector (2), y la sección de la válvula (3). El combustible fluye desde el sistema de baja presión a través de una abertura en la válvula exterior (4) y el carrete interior (no se ve). El carrete interior dirige el combustible a través de la abertura de la válvula interior (5) a la bomba de alta presión. El conjunto de la FCV no se repara, y la calibración de armado la realiza directamente el fabricante.

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(1) Carrete interior

(2) Orificio POSICIÓN DEL CARRETE DE LA FCV

(3) Alta en vacío

(4) Baja en vacío

•

El carrete interior de

Cuando el ECM de Motor comanda a la FCV para aumentar el

la FCV gira La abertura de la válvula de aceleración aumenta

flujoydela combustible la bomba con de alta carrete interior (1) válvula de de aceleración la presión, aberturaeltriangular giran hacia arriba.

•

•

•

•

El flujo va a la bomba de alta presión

Posición OFF

Posiciones válvula de de la aceleración

Mientras el carrete interior gira , la abertura de la válvula de aceleración aumenta, dirigiendo flujo de combustible adicional a la bomba de alta presión. El combustible fluye a través de la válvula de aceleración, y el flujo de combustible dosificado pasa por el orificio central (no se muestra) del carrete interior, hacia la salida de la válvula por el orificio de salida (2) hacia el múltiple de alta presión de la bomba de combustible de alta presión. Cuando el ECM de Motor comanda una señal “sin flujo” a la bomba de alta presión, la sección de aceleración está en la posición cerrada (OFF). El carrete interior gira en sentido opuesto hasta que la válvula de aceleración se cierra. La válvula de aceleración aparece en la posición ALTA EN VACÍO (3), BAJA EN VACÍO (4) y OFF (5).

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Archivos trim del inyector

El motor C175 utiliza un archivo trim único para cada inyector, individualmente, y el ECM de Motor monitorea el rendimiento del inyector durante la entrega del combustible.

1. Número de serie del inyector 2. Código de confirmación

Los archivos trim del inyector se deben cargar en el ECM de Motor (E-trim) en cualquiera de las siguientes condiciones.

•

•

•

•

•

Reemplazo de un inyector. Reemplazo del ECM de Motor. Se presente un código activo que requiera de cambio de inyector. Intercambio de inyectores entre los cilindros.

El N° de serie del inyector (1) y el código de confirmación (2) son necesarios para descargar e instalar el archivo trim. •

Trim Adaptable

Además del E-trim, existe una aplicación para el motor C175 que es el trim adaptable, o A-trim. El A-trim trabaja en conjunto con el E-trim, pero se ejecuta automáticamente por el ECM de Motor en forma programada, aproximadamente cada 125 horas, y tiene por finalidad compensar el desgaste del inyector a través del tiempo, y mantener un control absoluto de las emisiones. El A-trim también puede realizarse manualmente, a través de la Herramienta Cat ET. En ese caso, el contador interno del ECM de Motor se ajusta nuevamente a cero, y comenzará a contar las siguientes 125 horas, hasta el siguiente A-trim automático. 107

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•

Pantalla de status del ET

1. Presión deseada en el riel de combustible

Cuando se realicen trabajos en el sistema de combustible de alta presión, hay que revisar la pantalla del Cat ET para ayudar a determinar qué componente se va a reparar.

2. Presión real del riel de combustible

El ECM de Motor comanda la presión deseada del riel de combustible (1). La presión real del riel de combustible (2) aparece en base a la señal que llega desde el sensor de presión del riel de alta presión.

3. Comando de posición del actuador de combustible

El comando de posición del actuador de combustible (3) es enviada por el ECM de Motor a la FCV. El porcentaje de posición de combustible (4) es la posición real de la FCV.

4. Porcentaje de posición de combustible

La presión de combustible (5) indica la presión real en el sistema de combustible de baja presión.

5. Presión de combustible Los parámetros de la figura muestran que la bomba de combustible de alta presión está proporcionando el flujo de combustible necesario al inyector.

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SISTEMA DE AIRE

•

Componentes del sistema de aire

Sistema de Aire El sistema de aire controla al motor neumático de partida, el sistema de autolubricación y la bocina. La figura muestra la ubicación de los componentes principales del sistema de aire. 1. Compresor. 2. Acumuladores neumáticos. 3. Secadores de aire. 4. Bocina. 5. Motor neumático de partida. 6. Tanque de autolubricación.

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•

Componentes del sistema de aire:

1. Compresor 2. Gobernador

El compresor de aire (1) es movido por el motor y proporciona el flujo de aire. El compresor es lubricado con aceite de motor y refrigerado con refrigerante del motor. El conjunto del gobernador (2) mantiene la presión del sistema de aire, y puede regularse con un tornillo ubicado debajo de la tapa.

El aire fluye desde el compresor a los secadores de aire (3), que remueven la humedad y los contaminantes del sistema de aire. El Módulo de intercambio disecante de los secadores tiene un reempeño mejorado, y se Válvula de protección puede acceder directamente en el camión, solamente soltando un tornillo y sacando una tapa, a diferencia que en el camión 797B, de presión donde había que sacar el conjunto del secador completo. Acumuladores El aire fluye desde los secadores hasta el módulo de intercambio Válvula solenoide de de aire (4), la válvula de protección de presión (5), y los acumuladores de aire (6). partida

3. Secadores de aire 4. 5. 6. 7.

8. Válvula solenoide de la bocina 9. Sensor de presión

El módulo de intercambio de aire cambia la presión de control de los conjuntos de los secadores de aire. La válvula de protección de presión proporciona un respaldo a la válvula check ubicada en el acumulador.

110

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante Desde los acumuladores, el aire fluye hacia la válvula solenoide de partida (7), la válvula de la bocina (8), la válvula solenoide de autolubricación (no aparece en la figura), y el sensor de presión del sistema de aire (9). El sensor de presión del sistema de aire envía una señal al ECM de Chasis, indicando la presión del sistema. La válvula solenoide de partida dirige el aire hacia el motor de partida, ñpara el arranque del motor. La válvula solenoide de la bocina dirige aire para que la bocina suene. La válvula solenoide de autolubricación dirige aire para activar al sistema de autolubricación.

111

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•

Válvula solenoide de autolubricación

La válvula solenoide de autolubricación (flecha) se ubica encima del tanque de grasa, y dirige aire para activar el sistema de autolubricación.

112

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SISTEMA NEUMÁTICO 797F

•

Flujo de aire

El diagrama muestra el flujo de aire a través del sistema, con los acumuladores (1) cargados. El aire fluye desde el compresor (2), a través de los secadores de aire (3) al módulo de intercambio de los secadores de aire (4), la válvula de protección de presión (5) y los acumuladores.

•

Compresor

El compresor proporciona el flujo de aire. El gobernador (6) mantiene una presión en el sistema de entre aproximadamente 655 KPa (96 psi) y 827 KPa (120 psi). El ajuste de presión del gobernador se puede modificar por medio de un tornillo debajo de la tapa. Desde uno de los acumuladores fluye aire piloto al conjunto del gobernador. Cuando la presión es de aproximadamente 827 KPa (120 psi), el carrete del gobernador se mueve hacia abajo, y la posición superior envía aire hacia la válvula de vaciado del compresor, lo que libera la presión del sistema. El compresor es lubricado con aceite de motor, y enfriado con refrigerante del motor.

•

Secadores de aire

El aire fluye desde el compresor a los secadores. Los secadores extraen la humedad y los contaminantes del sistema de aire. Se debe revisar regularmente la condición de los secadores de aire, así como los disecantes se deben reemplazar periódicamente, dependiendo de la humedad del lugar. El aire fluye desde los 113

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante secadores al módulo de intercambio de los secadores de aire y a la válvula de protección de presión. El módulo de intercambio recibe 24 volts. Cuando la presión del sistema alcanza 482 KPa (70 psi) el módulo de intercambio comienza a abrir una purga en uno de los secadores de aire, cada 30 segundos. El módulo de intercambio alterna la presión de control entre los secadores de aire. •

Módulo de intercambio Cuando la presión en el módulo de control de los secadores de aire disminuye debajo de 482 KPa (70 psi), el módulo de intercambio detiene el ciclo de purga de aire. La presión de suministro baja de 482 KPa (70 psi) en el módulo de control de los secadores después de que el del compresor la presión delgobernador sistema disminuye debajodesactiva del ajuste(CUT-OUT), de activación (CUT-IN) del gobernador. Cuando el compresor active el cut-in, el módulo de control de los secadores de aire comenzará el ciclo de purga de nuevo cuando la presión en la válvula de protección de presión llegue a los 621 KPa, (90 psi). El módulo de intercambio proporciona una capacidad de secado del aire continuamente, cuando el contacto esté en ON y la presión del sistema de aire sea 482 KPa (70 psi) como mínimo.

•

•

•

•

•

Válvula de protección de presión

Acumuladores

La válvula de protección de presión abre a los 550 KPa (80 psi) y cierra a los 482 KPa (70 psi), y sirve de respaldo de la válvula check que se ubica en el acumulador. El aire fluye a través de la válvula de protección y la válvula check y llena el acumulador. La válvula check sirve para aislar el circuito en caso de que los secadores, el módulo de control de los secadores de aire o la válvula de protección necesiten ser intervenidos. El aire fluye desde los secadores de aire a través de la válvula de protección de presión y la válvula check (7) a los acumuladores. La válvula check evita que se pierda el aire en caso de una filtración antes del acumulador. La válvula de alivio (8) está instalada en el acumulador, y abre a los 1035 KPa (150 psi) aproximadamente. En el acumulador se encuentra también la válvula de drenaje (9), que sirve para sacar el aire o cualquier condensación desde el acumulador, a temperaturas menores a 0 °C (32 °F).

Válvula solenoide de partida

Desde los acumuladores, el aire fluye hacia la válvula solenoide de partida (10), la válvula solenoide de la bocina (11), la válvula de autolubricación (12), el sensor de presión del sistema de aire (13), y el gobernador.

Sensor de presión de aire Llave de partida en ON

El sensor de la presión delpresión sistema.envía una señal al ECM de Chasis indicando Cuando la llave de partida está en la posición de arranque, se energiza la válvula solenoide de partida, la válvula relay de partida 114

Finning Capacitación Ltda. Material del Estudiante (14) se mueve hacia la izquierda. El aire es enviado al motor de partida (15) que engancha. Cuando el enganche es completo, la presión en le válvula relay de partida mueve dicha válvula hacia la izquierda, y el aire de los acumuladores es dirigido al motor de partida neumático, el que hace girar al volante del motor para dar arranque. •

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Válvula solenoide de la bocina

La válvula solenoide de la bocina dirige el aire que hace sonar la bocina (16).

Válvula solenoide de autolubricación

La válvula solenoide de autolubricación dirige el aire para activar al sistema de autolubricación (17).

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