MANUAL NISSAN PKC

CONOCIMIENTO LINEA NISSAN DIESEL UD OBJETIVOS: o Conocer las características principales de los modelos NISSAN Diesel UD Cabstar, U41, PKC212 y CWB459 o Identificar los componentes principales de cada vehículo o Conocer los sistemas de inyección Diesel modelos UD (Mecánico bomba rotativa tipo VE, Electrónico bomba tipo VP44 y MD TICS) o Conocer y ubicar la información en los manuales de taller (CD y textos) o Conocimiento del sistema de frenos de aire

CONTENIDO: o Teoría básica del motor diesel o o o o

Sistemas de inyección Características técnicas de los modelos Sistema MD TICS Sistema de frenos de aire

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1. TEORIA BASICA DEL MOTOR DIESEL 1.1 HISTORIA En 1892, Rudolf Diesel, un ingeniero alemán, anunció un nuevo tipo de motor en el que el cual el combustible era inyectado en aire comprimido y se encendía. Este motor fue conocido como motor Diesel. Para el año de 1897 los motores diesel que usaban aceite pesado (heavy oil) como combustible ya tenían un uso práctico en Alemania (motores diesel de baja velocidad) pero usaban compresores para inyectar el combustible en la cámara de combustión. Entre 1924 y 1926, el desarrollo de la bomba de inyección por Robert Bosch llevó al desarrollo de los motores diesel de alta velocidad. En Japón, la investigación y el desarrollo de los motores diesel se iniciaron hacia 1930. Para 1936 motores diesel de 6 cilindros enfriados por aire con una cilindrada de 8 litros habían sido desarrollados y puestos en marcha. En 1939 motores diesel de 6 cilindros pero de una cilindrada de 5.1 litros enfriados por agua comenzaron a ser utilizados, y desde entonces la investigación continua ha descubierto grandes mejoras desde entonces. 1.2 COMPARACION ENTRE EL MOTOR DIESEL Y EL MOTOR DE GASOLINA Tanto el motor diesel como el motor a gasolina son motores de combustión interna del tipo reciprocantes. La diferencia básicas entre los dos es que el autoencendido es usado en el motor diesel y el encedido por chispa es usado en el motor de gasolina, Las principales diferencias se resumen en la siguiente tabla DIESEL ADMISION SUMINISTRO DE COMBUSTIBLE REGULACION DE LA POTENCIA

ENCENDIDO

GASOLINA

Solo aire

Mezcla de aire y gasolina

Atomizado. Una bomba de inyección suministra a los inyectores combustible a una presión de varios centenares de Kg./cm2

El aire y la gasolina se mezclan antes de la válvula de admisión

Se regula con la combustible inyectado

de

Si es carburado se regula según la apertura de la mariposa, si es inyectado igual

Combustible atomizado e inyectado en un ambiente de aire calentado por compresión

La chispa producida en la bujía por un arco de alto voltaje enciende la mezcla de aire combustible en el cilindro

cantidad

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RELACION DE COMPRESION MAXIMA PRESION DE EXPLOSION Mínimo consumo específico de combustible (máxima eficiencia térmica)

15 – 22

8 – 10 2

60 – 80 Kg./cm (Aspiración natural)

Hasta 50 Kg./cm2

Cerca de 160 gr./PS*h (38%)

Cerca de 200 gr./PS*h (30%)

1.3 PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL MOTOR DIESEL El motor diesel tiene un ciclo de 4 tiempos o carreras:

1.3.1 ADMISION Durante la carrera de admisión la válvula de escape está cerrada y solamente la de admisión está abierta. En la medida que el pistón se mueve hacia el punto muerto inferior el aire es succionado desde el múltiple de admisión a través de la válvula de admisión. 1.3.2 COMPRESION Cuando la carrera de admisión termina, el pistón se mueva hacia arriba desde el punto muerto inferior. La válvula de admisión cierra y el flujo de aire se detiene. El aire en el cilindro es comprimido a medida que el pistón asciende. Como el aire es comprimido, su temperatura aumenta al igual que su presión. Como un motor diesel quema combustible usando el calor del aire comprimido, el aire debe estar comprimido hasta que su temperatura alcance al menos la temperatura de autoencendido del combustible. 1.3.3 COMBUSTION Cerca del final de la carrera de compresión, el combustible es inyectado desde la tobera en forma de una niebla atomizada. El calor de la compresión del aire hace que el combustible

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luego de mezclarse se autoencienda y se queme. Como resultado, la presión en el cilindro se aumenta de forma repentina y el pistón es empujado en su carrera descendente. Esta fuerza se convierte en la potencia que genera una fuerza de giro (torque) sobre el cigüeñal

La ilustración muestra la relación entre la presión dentro de la cámara de combustión y el giro del cigüeñal. Este proceso se puede dividir en 4 etapas 1.3.3.1 Demora de encendido (A – B): En el punto A comienza la inyección del combustible, el cual se va mezclando con el aire que esta siendo comprimido hasta que se logran las condiciones de autoencendido. Este período debe ser lo mas corto posible y es altamente influenciado por la capacidad de ignición del combustible, la presión de compresión, la temperatura del aire y la calidad del patrón de pulverización en el inyector. 1.3.3.2 Período de propagación de flama (B – C): La inyección que se inició en el punto A y que termina en D, ya alcanza las condiciones apropiadas para su encendido y el frente de llama se propaga por toda la cámara, como resultado la presión se incrementa de repente. 1.3.3.3 Periodo de combustión directa (C – D): La inyección continua hasta el punto D, luego la combustión y la inyección de combustible se realizan simultáneamente por el frente

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de llama producido entre B y C. Por lo tanto el cambio de presión entre C y D puede regularse y hacerse mas extenso controlando la razón de entrega de combustible. 1.3.3.4 Período de Post-combustión (D – E): La inyección finaliza en punto D y los gases quemados se expanden. Cualquier combustible que no se haya quemado completamente se quema durante este período de expansión. Si este período es muy largo la temperatura de los gases de escape se hace muy alta y la eficiencia térmica disminuye. La combustión duramte este período es altamente influenciada por el tamaño y la distribución de las partículas de combustible y su contacto con el aire. En resumen, la presión inicial de inyección en la tobera, el estado de atomización, la presión de compresión y el momento correcto de la inyección (timing) son puntos fundamentales en el mantenimiento de un motor diesel. 1.3.4 ESCAPE Cuando la combustión termina y el pistón se aproxima al punto muerto inferior, la válvula de escape se abre. El gas residual de la combustión es descargado a la atmósfera a través de la válvula de escape es empujado por el pistón en su carrera ascendente. Cuando el pistón alcanza el punto muerto superior, la carrera de admisión comienza nuevamente y el mismo ciclo es repetido. 1.4 CIERRE Y APERTURA DE VALVULAS La salida de los gases residuales de la combustión del cilindro y la entrada de aire fresco están muy relacionados con la combustión del combustible y por lo tanto con la potencia del motor. Es deseable mantener una alta eficiencia volumétrica a lo largo de todo el régimen de revoluciones. Sin embargo cuando la disposición de apertura y cierre de válvulas ofrece una alta eficiencia volumétrica a altas revoluciones esta disminuye a bajas revoluciones.

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Generalmente, la válvula de admisión y la válvula de escape abren antes y cierran con cierto atraso respecto a los puntos muertos superior e inferior del pistón como se ilustra en el diagrama. 1.5 GOLPETEO (KNOCK) Una de las características de la combustión en un motor diesel es el golpeteo o detonación (KNOCK). Ocurre cuando la mezcla de gas combustible producida durante el período de retardo de inyección se quema de forma explosiva y genera un incremento repentino de la presión. La detonación en un motor a gasolina ocurre cuando el autoencendido se produce muy fácil, pero en un motor diesel se presenta cuando el autoencendido no se da lo suficientemente fácil. Por lo tanto las causa de los dos tipos de detonación son completamente opuestas una de la otra. En un motor a gasolina existe una gran diferencia entre la combustión normal y la combustión con detonación. En un motor diesel, la combustión con detonación es difícil de distinguir durante la operación. Por lo tanto se distingue si hay o no detonación de acuerdo a si incrementos repentinos de presión generan un ruido de golpeteo (hitting) metálico entre las partes del motor.

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Por la naturaleza de su origen la detonación en diesel puede ser prevenida reduciendo el período de retardo de la inyección. Las toberas de inyección están generalmente diseñadas de tal forma que inyecten la menor cantidad posible durante este tiempo. El mismo efecto puede obtenerse mediante los siguientes métodos: o o o o o

Usando un combustible con alto número de cetano Aumentando la temperatura en el cilindro (elevando la presión de compresión) Usando una temperatura conveniente del liquido refrigerante Usando un conveniente momento de avance de inyección (timing) Usando una presión de inyección de combustible y una atomización convenientes

1.6 COMBUSTIBLE 1.6.1 PROPIEDADES Se requieren las siguientes propiedades en el combustible diesel: o Viscosidad: Debe de tener una apropiada viscosidad, si es muy alta no fluirá fácilmente y la atomización será más difícil, si es muy baja no lubricará la bomba de inyección adecuadamente. El combustible debe permanecer líquido a bajas temperaturas, de tal modo que el motor arrancará fácilmente y marchará suavemente. El combustible diesel sirve como lubricante para la bomba de inyección e inyectores, por lo tanto, este debe tener adecuadas propiedades de lubricación. o Inflamabilidad: Debe ser alta, el tiempo de retardo de encendido debe ser lo suficientemente corto para permitir el arranque fácil del motor. El combustible diesel debe permitir la marcha suave del motor con poco golpeteo. o Agua y materiales extraños: Las bombas de inyección son máquinas de alta precisión. Los materiales extraños en el combustible causan serios daños a la bomba de inyección. Si combustible contaminado pasa a través del filtro hacia la bomba de inyección puede generarse un problema fatal tal como abrasión en el mecanismo de inyección u obstrucción de las toberas. El agua en el combustible produce efectos indirectos indeseables, pues hace que la viscosidad se aumente y la inflamabilidad baje. Disminuye la capacidad de filtración del filtro y causa oxido en varias partes del sistema de inyección. o Bajo contenido de azufre: El contenido de azufre causa corrosión y desgaste en las piezas del motor, de manera que su contenido debe ser mínimo. o Estabilidad: No pueden ocurrir cambios en la calidad y no debe de producir gomas, lodos etc. durante su almacenamiento. 1.6.2 NUMERO DE CETANO El número de cetano indica la inflamabilidad del combustible. Nos dice que tan bueno es el combustible contra la detonación, un alto número de cetano muestra altas propiedades antidetonantes y alta inflamabilidad. Cuando es mayor la clasificación de cetano, mejor es la habilidad del combustible para hacer esto.

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De donde sale el número de cetano? El cetano es un combustible (C16H34) que se caracteriza por su extremada alta inflamabilidad y por eso se le asigna un número 100. Por otra parte se tiene el alfametil naftaleno (C10H7CH3) que es una sustancia de inflamabilidad nula y se le asigna un número 0. El combustible diesel se compara contra estos dos combustibles patrón y de acuerdo a su inflamabilidad y propiedades antidetonantes se le asigna un número que se denomina número de cetano, el cual determina por comparación sus propiedades contra los combustibles patrón, en otras palabras si al probar un combustible sus propiedades antidetonantes son similares a las que tiene una mezcla volumétrica de 40% de cetano y 60% de alfametil naftaleno se dice que tiene un número de cetano de 40. En el mercado colombiano se consiguen combustibles con número de cetano cercano a 45 mientras que en los mercados internacionales los combustibles pueden llegar a tener valores entre 50 y 60. El combustible diesel sirve también como lubricante, mientras que la gasolina no. Si se usa gasolina en un motor diesel por error, esta de chamuscará y dañará la bomba de inyección y los inyectores del motor diesel. Nunca cometa este error cuando reabastezca el combustible. Existen en nuestro mercado tres tipos de combustible diesel (Fuel Oil) suministrado por ECOPETROL TIPO

Diesel Corriente (ACPM)

Diesel Extra (ACEM)

Diesel Marino

Número de Cetano

Propiedades y usos

45

Está diseñado para utilizarse como combustible en motores tipo diesel de automotores de trabajo medio y pesado que operan bajo condiciones de alta exigencia en vías y carreteras del país, o para generar energía mecánica y eléctrica, y en quemadores de hornos, secadores y calderas. También puede ser usado en máquinas tipo diesel de trabajo medio y pesado que trabajan fuera de carretera, tales como las usadas en actividades de explotación minera, agricultura, construcción, entre otros. Otro nombre utilizado para este producto es Fuel Oil grado N° 2D.

45

Tiene bajo azufre. Está diseñado para utilizarse especialmente como combustible en motores diesel de automotores de transporte urbano que operan bajo condiciones de baja y mediana exigencia y tecnologías limpias. Se entrega en el terminal de oleoductos Mansilla (Facatativa) y Puente Aranda (Bogotá).

40

Está diseñado para utilizarse especialmente como combustible en motores tipo diesel de embarcaciones marinas o fluviales. También puede usarse para generar energía mecánica y eléctrica, y en quemadores de hornos, secadores y calderas.

2. SISTEMA DE COMBUSTIBLE La función del sistema de combustible es inyectar combustible atomizado en la cámara de combustión en el aire comprimido que tiene alta presión y alta temperatura en el momento

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correcto, a la presión correcta, en la cantidad correcta y durante un período apropiado de tiempo. Veamos el sistema de combustible del U41

Para Cabstar

1. 2. 3. 4. 5.

Tobera Bomba de inyección VP44 Bomba Cebadora Filtro de combustible Tubería de retorno de combustible

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6. Depósito de combustible (Tanque)

Y este es el sistema para PKC y CWB:

En este caso el flujo es BOMBA DE INYECCION

FILTRO DE COMBUSTIBLE

TOBERA

BOMBA DE ALIMENTACION

FILTRO PRIMARIO

TANQUE DE COMBUSTIBLE

LINEA DE SUMINISTRO LINEA DE RETORNO

El combustible que la bomba de alimentación trae del depósito (tanque) es enviado al filtro de combustible el cual remueve impurezas y humedad. En algunos casos se cuenta con un

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filtro sedimentador adicional (trampa de agua) que refuerza la labor del filtro. El combustible es comprimido por la bomba de inyección e inyectado a la cámara de combustión a unas presiones entre 80 – 300 Kg./cm2 a través de la tubería de alta presión, el cuerpo del inyector y la tobera de inyección. Se requiere entonces controlar la cantidad de combustible y el momento de comienzo de la inyección, esto lo hace la bomba de combustible. Para eso cuenta con un sistema de variador de avance y un sistema de regulación. El variador de avance regula el momento preciso que el motor requiere para el comienzo de la inyección según el régimen y el regulador estabiliza la velocidad del motor controlando la razón de inyección de combustible. Normalmente la velocidad o razón con que el combustible es alimentado a la bomba es mayor que la velocidad de entrega de combustible por parte de la tobera, por esta razón es necesario contar con un sistema de retorno, el cual sirve para bajar la temperatura de la bomba de inyección y del combustible mismo, de esta forma la expansión térmica del combustible puede prevenirse y el combustible puede ser inyectado sin inconveniente. 2.1 BOMBA DE INYECCION ROTATIVA MECANICA TIPO VE (U41)

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2.2 BOMBA DE INYECCION ROTATIVA ELECTRONICA VP44 CASBTAR

2.3 BOMBA DE INYECCION EN LINEA MD-TICS PKC / CWB

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3. ESPECIFICACIONES TECNICAS 3.1 U41 MOTOR MODELO

TD42T

Número de cilindros y disposición

6 en línea

Ciclo Disposición valvular Diámetro y carrera Desplazamiento o cilindrada Orden de encendido

4 tiempos

Anillos Relación de compresión

2 de compresión y 1 de aceite

OHV Overhead valve 96 mm X 96 mm 4169 cm3 1–4–2–6–3–5

22,8 a 1

Admisión

Abre a Cierra a

16° a. p. m. s.

Escape

Abre a Cierra a

66° d. p. m. i.

Apertura de válvulas

Tobera de inyección

12° d. p. m. s. 4° a. p. m. s.

Avance de inyección Bomba de inyección

52° d. p. m. i.

Tipo

BOSCH VE Mecánica

Cuerpo del inyector

Tipo rosca

Número de orificios

1

Presión de inicio de inyección

1422 psi / 12749 kPa / 130 Kg./cm2

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3.2 CABSTAR MOTOR MODELO

BD30TI

Número de cilindros y disposición Ciclo Disposición valvular Diámetro y carrera

4 en línea

Desplazamiento o cilindrada Orden de encendido Anillos Relación de compresión

2953 cm3

OHV Overhead valve 96 mm X 102 mm

1–3-4–2 2 de compresión y 1 de aceite 19,3 a 1

Admisión

Apertura de válvulas (MODELO ANTERIOR TRADE 100)

4 tiempos

Escape

Abre a

18° a. p. m. s.

Cierra a Abre a

50° d. p. m. i.

Cierra a Avance de inyección (MODELO ANTERIOR TRADE 100) Bomba de inyección Tobera de inyección

50° d. p. m. i. 18° d. p. m. s. 8,85° a. p. m. s.

Tipo

BOSCH VP-44 Electrónica

Cuerpo del inyector

Tipo ajuste con 2 pernos

Número de orificios

1

Presión de inicio de inyección nueva

270 bar /27000 kPa / 275 Kg./cm2

Presión de inicio de inyección usada

252 bar /25200 kPa / 257 Kg./cm2

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3.3 PKC 212 MOTOR MODELO

FE6TC 184 Kw / {250 PS} a 2800 rpm

Número de cilindros y disposición Ciclo Disposición valvular Diámetro y carrera

6 en línea

Desplazamiento o cilindrada Orden de encendido Anillos Relación de compresión

6925 cm3

4 tiempos OHV Overhead valve 108 X 126 mm

1–4–2–6–3–5 2 de compresión y 1 de aceite 17,5 a 1

Admisión Apertura de válvulas Escape

Abre a

15° a. p. m. s.

Cierra a Abre a Cierra a

30° d. p. m. i.

Tobera de inyección

9° d. p. m. s. 2° a. p. m. s.

Avance de inyección Bomba de inyección

53° d. p. m. i.

Tipo

TC MD Línea Gobernador electrónico RED III

Cuerpo del inyector

Tipo Flange

Número de orificios

5

Presión de inicio de inyección nueva

2844 psi /19614 kPa / 200 Kg./cm2

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3.4 CWB 459 MOTOR MODELO

PF6TB-22 257 Kw / {350 PS} a 2100 rpm

Número de cilindros y disposición Ciclo Disposición valvular Diámetro y carrera

6 en línea

Desplazamiento o cilindrada Orden de encendido Anillos Relación de compresión

12503 cm3

4 tiempos OHV Overhead valve 130 X 150 mm

1–4–2–6–3–5 2 de compresión y 1 de aceite 16,5 a 1

Admisión Apertura de válvulas Escape

Abre a

16° a. p. m. s.

Cierra a Abre a Cierra a

20° d. p. m. i.

Tobera de inyección

12° d. p. m. s. 2° a. p. m. s.

Avance de inyección Bomba de inyección

52° d. p. m. i.

Tipo

Bosch TC MD en Línea Gobernador electrónico RED III

Cuerpo del inyector

Tipo Flange

Número de orificios

6

Presión de inicio de inyección nueva

3271 psi /22556 kPa / 230 Kg./cm2

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4. SISTEMAS DE CONTROL 4.1 CABSTAR ECCS

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DIAGRAMA DE CABLEADO PRINCIPAL PARA CABSTAR BOMBA DE INYECCION VP44 Alimentación Principal Circuito EL-POWER-01

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Continuación del circuito

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Circuito Bomba de inyección EC-INJPMP-01

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Conectores Unidad de Control K67, K65, K62:

Bomba de Inyección K57

Relay ECM R02

Conector Múltiple B01

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Caja de Fusibles C08

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4.2 PKC 212 / CWB 459 MD TICS

4.2.1 DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA El sistema MD TICS (Timing and Injection rate Control System) regula tanto la razón de alimentación de combustible como el tiempo de inyección del combustible bajo variadas

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condiciones de operación del motor. El control de la razón de alimentación de combustible y el tiempo de inyección está acompañado por una bomba de inyección de combustible de tipo de alimentación variable. La bomba de inyección controla el movimiento del plunger electrónicamente. El diseño del sistema hace que la limpieza de los gases de escape sea compatible con la alta potencia del motor. El sistema está acompañado de funciones adicionales para controlar el sistema de freno de motor. MD: CODIGO TICS: Timing and Injection rate Control System El sistema consiste de una unidad de control, actuador del pre stroke, sensores, interruptores, lámparas y un cableado que interconecta estas piezas. El actuador del prestroke es operado por una señal enviada desde la unidad de control. Los sensores son 4 (sensor del pre-stroke, sensor de posición de cremallera, sensor de velocidad de motor y sensor de temperatura de refrigerante motor). Estos 4 sensores captan las condiciones de operación del motor y envían las respectivas señales a la unidad de control. 4.2.2 UNIDADES VARIABLES DEL SISTEMA La razón de alimentación de combustible variable de la bomba de inyección consiste esencialmente de un actuador del pre-stroke, un gobernador electrónico y la unidad de la bomba.

4.2.2.1 UNIDAD DE CONTROL La unidad de control está ubicada que se encuentra justo debajo del asiento del pasajero y realiza las siguientes funciones:

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Principales: Control de la inyección de combustible (Sistema del gobernador electrónico) Control de la razón de alimentación de combustible Control del tiempo de inyección de combustible Función de manejo de emergencia (LIMP) Función de autodiagnóstico Adicionales: Reducción humos blancos durante el calentamiento Función de prevención de sobrerrevoluciones Función de control automática de la velocidad del motor Función de ajuste automático de la velocidad del motor Función de liberación del freno de escape 4.2.2.2 SENSORES • Temperatura refrigerante motor: Tipo thermistor,

•

•

Velocidad de motor: Es del tipo picos electromagnéticos y va en la cubierta frontal. Detecta la diferencia de potencial eléctrico generada cuando los pines en el borde del piñón del árbol de levas (12 pines ubicados a intervalos iguales) pasan por el sensor y envían una señal a la unidad de control. La tolerancia es fundamental, si es muy amplia la diferencia de potencial se reduce y si es muy pequeña puede haber interferencia. Se instala, hace tope y se devuelve un giro. Presión de refuerzo (Boost): Conectado al múltiple de admisión con una manguera de caucho. Es un sensor de presión relativa que utiliza el método del puente de Wheatstone. Recibe señal de 5 voltios.

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• •

•

•

•

Presión atmosférica: Está instalado bajo la cabina junto al soporte trasero y transforma la presión del múltiple de admisión en señal eléctrica. Posición cremallera: Está incorporado en el gobernador de la bomba de inyección. El actuador del gobernador (motor lineal de DC) actúa por las señales que le envía la unidad de control para cambiar la cantidad de combustible inyectado. Detecta el cambio en la posición de la cremallera la cual se desplaza según el cambio en la cantidad de combustible y envía el resultado a la unidad de control. Pre-stroke: Está dentro del actuador de pre-stroke. Compara la posición objetivo instruida de pre-stroke en la unidad de control y la compara con el valor actual para determinar si es correcta y envía esta información a la unidad de control Back-up: Cuando se presenta un error en el sensor de velocidad del motor, este sensor envía la señal de velocidad de motor a la unidad de control. Está instalado en la cubierta frontal del motor y detecta los pulsos generados cuando la proyección del engranaje del árbol de levas cruza el sensor y envía la señal (pulso) a la unidad de control

Acelerador: Está instalado en el pedal del acelerador. Es un resistor que convierte la depresión del pedal del acelerador en voltaje. Convierte la depresión del pedal en carga y envía esta señal a la unidad de control

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•

Control all speed: Está instalado en la parte trasera del motor lado izquierdo. Envía una señal de posición de la posición del regulador (interruptor de selección). No habilitado para nuestro mercado.

4.2.2.3 INTERRUPTORES: •

•

•

• •

Mínimas: Es una resistencia variable con dos funciones, o mínimas automáticas: ajusta la velocidad del motor automáticamente de acuerdo a la temperatura del refrigerante motor y o mínimas manuales: permite al operador ajustar la velocidad del motor a cualquier grado deseado Resistencia de ajuste Q (cantidad de inyección de combustible): Los fabricantes de motores tienen ligeras variaciones en la potencia máxima o en el torque máximo aun si se presenta la misma cantidad de inyección. La resistencia de ajuste Q compensa estas variaciones de forma individual. En el gobernador de tipo mecánico estas variaciones son compensadas mediante el ajuste del tornillo Q antes del embarque. En el gobernador de tipo eléctrico, cada ítem de ajuste es guardado en la unidad de control y no puede ser cambiado. Por lo tanto las variaciones mencionadas antes deberían compensarse mediante el reemplazo de la resistencia de ajuste Q. Su ajuste es coordinado y conciliado antes del embarque. Relaciona un número (43 a 57), con la referencia y con la posición de la cremallera y un valor de resistencia en ohms. Si se presenta un daño en esta, se reemplaza por una exactamente IGUAL. Selección de gobernador (OPCION): Este interruptor se encuentra integrado al interruptor del tomafuerza (PTO) en el panel de instrumentos en la cabina. Selecciona señal conductor o señal servicio a la unidad de control (regulador todas las velocidades o velocidad constante) Mínimas: está en el mismo sitio que el sensor de acelerador. Detecta cuando no se está oprimiendo el pedal del acelerador. Diagnostico: Permite el diagnóstico del sistema electrónico de control. Consiste de dos alojamientos para los conectores (plug) de diagnóstico y borrado de memoria. Está instalado cerca del cableado de la unidad de control dentro del panel de instrumentos

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•

Luz de advertencia: Está en el tablero de instrumentos. Se enciende para advertir al conductor de un malfuncionamiento en el sistema MD TICS. Trabaja en llave con la función de autodiagnóstico de la unidad de control. Un malfuncionamiento del MD TICS es identificado por la luz de advertencia del control del motor (ON, OFF o destellando) en el modo usuario. En el modo concesionario se detectan problemas que antes eran detectados por el testigo de temperatura refrigerante motor.

4.2.3 FUNCIONES DE CONTROL PRINCIPALES: 4.2.3.1. Control Principal: La unidad de control detecta el status de operación del motor tomando como base las señales de entrada que le envían el sensor de velocidad del motor, el sensor de temperatura de refrigerante motor, el sensor de respaldo (back up), el sensor de cremallera, y el sensor de acelerador. La unidad de control compara contra los valores almacenados en el programa de memoria del microcomputador (status ideal de operación del motor) NOTA: La aplicación de tipo A, B, I, II y III de la unidad de control depende del modelo de vehículo y el mercado (destino) o Para el PKC212 se utiliza el tipo B que cuenta con sensor de presión atmosférica. o Para el CWB459 se utiliza el Tipo II que cuenta con sensor de presión atmosférica y para motor PF6TB-22.

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Diagrama para CWB459

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Diagrama para PKC212

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4.2.3.2. Control de la inyección de combustible (Sistema del gobernador electrónico) El sistema de gobernador electrónico controla eléctricamente la cantidad de combustible inyectado desde la bomba de inyección. Este recibe una señal desde la unidad de control y regula de acuerdo a esta el movimiento del actuador del gobernador (gobernador electrónico). La unidad de control recibe de varios sensores, señales de información relacionadas con las condiciones de operación del motor, posiciones de control, etc. por adelantado. El actuador del gobernador consiste básicamente en un motor lineal de corriente continua (DC), un eslabón y un sensor de posición de cremallera. El motor lineal DC es activado por una señal enviada desde la unidad de control. La operación del motor lineal DC es comunicada a la cremallera de control mediante el eslabón. El sensor de posición de la cremallera se encarga de detectar la posición actual de ésta. La cantidad de combustible inyectado o ajustada es realizada mediante la rotación del plunger con la cremallera de control. Este tipo de inyección de combustible o el método de ajuste es idéntico al usado en los motores equipados con bomba de inyección ordinaria (mecánica). Motor lineal de Corriente Continua: El motor de corriente continua está compuesto por la cubierta y la bobina. El principio de operación es similar al del motor rotativo ordinario. Sin embargo, mientras un motor ordinario está en continua rotación el motor lineal está en movimiento lineal en dirección vertical, se basa en la ley de la mano izquierda de Fleming.

Sensor de Cremallera: El sensor de cremallera es un medidor de desplazamiento del tipo NO-contacto. Genera una corriente AC (onda sinusoidal) desde el terminal OSC (oscilación) de la unidad de control, y

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detecta la posición de la cremallera mediante la señal MDL (punto medio) que se genera por el cambio de la inductancia (auto-inductancia) entre las dos bobinas. El sensor de cremallera esta equipado con una cubierta protectora (shield wire) que previene de ruidos y que previene que las señales detectadas sean bloqueadas por otras señales y determinen el criterio de medida. Si un circuito abierto o una alta/baja resistencia es causada por un pobre contacto de la unidad de control a tierra, un status anormal como motor decaído puede ser el resultado. Por lo tanto la conexión entre el cableado del sensor de la cremallera a la unidad de control y tierra deben ser seguros.

Sistema de control del Pre-stroke (gobierno del tiempo de inyección y razón de alimentación de combustible). El sistema de control del pre-stroke proporciona una forma de regular el tiempo de inyección y la razón de alimentación de combustible (cantidad de combustible alimentado) eléctricamente. Opera en conjunto con el sistema de gobernador electrónico para desempeñar los trabajos de control.

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El sistema pre-stroke consiste esencialmente de una unidad de control, el actuador del prestroke y varios sensores, luces de advertencia, cableado eléctrico y tubería que conecta estas unidades o partes. El actuador del pre-stroke controla tanto la alimentación de combustible como el momento de entrega. Hay 5 tipos de sensores (velocidad de motor, respaldo o back up, pre-stroke, cremallera y temperatura refrigerante motor). El diseño de este sistema permite que la cantidad ideal preprogramada de inyección de combustible en el momento adecuado bajo variadas condiciones de operación y se compara con las condiciones actuales en todo momento, permitiendo al sistema de control del pre-stroke proporcionar la óptima entrega de combustible en el momento adecuado. 4.2.3.3. Control de la razón de alimentación de combustible En una bomba de inyección “normal” el pre-stroke es fijo. Sin embargo con la bomba de inyección de entrega de combustible variable la condición de operación del motor y las condiciones de control del conductor son detectadas por varios sensores y las señales de información son procesadas por la unidad de control. Con base en el control de señales de la unidad de control, el manguito de control instalado en la cámara de combustible de la porción

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del barrel es movido hacia arriba y hacia abajo por el actuador del pre-stroke para cambiar el pre-stroke y controlar la razón de alimentación de combustible. Razón de alimentación de combustible (proporción de combustible suministrado por unidad de tiempo): Cuando se suministra una cantidad fija de combustible y el tiempo de alimentación es largo una pequeña cantidad de combustible es suministrado por unidad de tiempo y esto nos da una baja razón de entrega de combustible. Por otra parte si el tiempo de alimentación es corto, una gran cantidad de combustible es suministrada por unidad de tiempo y esto nos da una alta razón de entrega de combustible. Pre-stroke: La cantidad que alza la leva cuando el eje de levas de la bomba rota y mueve el plunger levantándolo del punto de inicio de levante al punto de inicio de suministro (punto A) es llamado pre-stroke.

Mecanismo de control del Pre-stroke:

Mecanismo de alimentación de combustible: La operación de la alimentación de combustible para la bomba de inyección de razón variable de alimentación de combustible es como se describe 1. Antes de la alimentación del combustible: Hasta que el plunger se eleva y el puerto de succión es bloqueado por el maguito de control, el combustible en la cámara de presión pasa a través del puerto de succión y fluye para salir de la cámara de combustible. Por lo tanto no hay elevación de presión en la cámara.

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2. Comienzo de la alimentación de combustible: Cuando el se eleva y avanza hasta que el puerto de succión es bloqueado por el extremo inferior del manguito de control la operación de entrega de combustible comienza. 3. Durante la entrega de combustible: Mientras el puerto de succión se encuentra entre el fondo del manguito de control y el puerto de salida (spill) el combustible continua siendo alimentado 4. Finalización de la alimentación de combustible: Cuando el puerto de succión y la ranura inclinada (lead) del plunger estan conectados con el puerto de salida (spill) del manguito de control el combustible a alta presión existente en la cámara de presión es drenado a través del puerto de salida del manguito de control, y esto finaliza la entrega de combustible.

Relación entre la razón de alimentación de combustible y la posición del manguito de control:

Cuando el manguito de control se encuentra en la posición máxima (top), el pre-stroke está al máximo y como la velocidad de alzada o levante del plunger es alta el tiempo de alimentación puede acortarse. Esto significa que la cantidad de combustible alimentado por unidad de tiempo es mayor y que la razón de alimentación de combustible es mas alta. Por otra parte cuando el manguito de control está en el fondo, el pre-stroke se encuentra en su valor mínimo y como la velocidad de levante del plunger es lenta el tiempo de alimentación de combustible es largo. Esto significa que la cantidad de combustible alimentado por unidad de tiempo es pequeña y que la razón de alimentación de combustible es baja. Bajo condiciones normales de operación, para baja velocidad, el manguito de control se posiciona arriba (top) para entregar una alta razón de alimentación de combustible, y a alta velocidad, el manguito de control se mueve hacia el fondo para prevenir que la razón de alimentación de combustible se haga demasiado alta.

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Mecanismo de control del pre-stroke: El mecanismo de control del pre-stroke consta de lo siguiente 1. El manguito de control que es movido hacia arriba y hacia abajo por la varilla de control que se encuentra dentro de la camisa (barrel) 2. La varilla de control que rota y mueve el manguito de control con un pin 3. El solenoide rotatorio que rota la varilla de control 4. El sensor de pre-stroke que siempre retroalimenta el movimiento del solenoide rotador a la unidad de control Cuando el manguito de control asciende, el pre-stroke se hace más largo y cuando desciende el pre-stroke se hace más pequeño.

Actuador del pre-stroke: El actuador del pre-stroke tiene una configuración de similar a tres lados de un cuadrado, y consiste de de un núcleo de hierro con una bobina arrollada a su alrededor. Un rotor es colocado entre las mordazas del actuador, y una fuerza magnetica proporcional a la señal de control (corriente) desde la unidad de control es generada por el solenoide rotador. La acción de esta fuerza magnética causa entonces que el rotor gire. El manguito de control esta interconectado, asi que se mueve hacia arriba o hacia abajo.

Circuito de Potencia: La fuente de potencia para el actuador del pre-stroke tiene un circuito separado. Si existe alguna anormalidad en el sistema servo del pre-stroke, este circuito opera para detener el control, y al mismo tiempo abre el relay de corte del pre-stroke para cortar la potencia del actuador del pre-stroke.

Sensor del Pre-stroke: El sensor del pre-stroke compara la posición objetivo enviada desde la unidad de control y detecta si el actuador del pre-stroke se encuentra actualmente en la posición correcta. Como el sensor de cremallera, este es también un medidor de desplazamiento del tipo nocontacto y genera una onda de corriente (tipo sinusoidal) desde el terminal OSC (oscilación) hacia la unidad de control. Este detecta la posición del actuador del pre-stroke (manguito de control) a partir de la señal MDL (mitad) generada por el cambio en la impedancia (autoinducción) entre las dos bobinas, y envia esto a la unidad de control. El cableado del sensor del pre-stroke está equipado con un blindaje que previene ruidos. El blindaje actúa previniendo la influencia de cualquier interferencia exterior protegiendo así la señal detectada por el sensor; también actúa posicionando (seteando) la medida estándar. Si se presenta una conexión impropia del blindaje (particularmente en el conector), o existe una conexión a tierra defectuosa en la carcasa de la unidad de control, esto puede generar desconexiones o resistencias (incrementadas o reducidas) lo cual causará anormalidades en el control del pre-stroke.

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Para prevenir esto, por favor asegúrese que la conexión a tierra de la carcasa de la unidad de control sea apropiada así como el cableado del sensor del pre-stroke. 4.2.3.4 Control del tiempo de inyección de combustible El momento apropiado para iniciar la inyección de combustible en la bomba de razón de alimentación de combustible variable está interconectado con el control del pre-stroke. Si la razón de alimentación de combustible se hace alta el pre-stroke llegará a ser más grande, dando como resultado el retardo del momento apropiado para el inicio de la inyección de combustible; si la razón de alimentación de combustible se hace baja, el prestroke se hará más pequeño y generara un avance en el momento del inicio de la inyección de combustible. Bajo las condiciones actuales de operación, la razón de alimentación de combustible es reglada (set) en alto cuando el motor está girando a baja velocidad, como durante las operaciones de calentamiento, y está reglado en bajo cuando el motor está girando a alta velocidad. Por lo tanto el momento adecuado para el inicio de la inyección de combustible es también retrasado cuando la velocidad del motor es baja y es adelantado cuando la velocidad del motor es alta, lo cual es más o menos la misma acción que con el temporizador actual (timer). Además cuando el clima es frío, para prevenir humos blancos, el control es realizado por la unidad de control de acuerdo con las condiciones de operación del motor para dar la razón óptima de alimentación de combustible y el momento adecuado para el inicio de la inyección. 4.2.3.5 Función de manejo de emergencia (Limp form) Si en el tablero de instrumentos destella la luz de advertencia y el motor se detiene, por ejemplo, en el cruce de un ferrocarril o sobre una autopista el vehículo debe ser movido a un sitio seguro de inmediato. El sistema de manejo de emergencia permite que el motor encienda temporalmente cuando el vehículo está inmovilizado, haciendo posible el movimiento del vehículo al sitio seguro. NOTA: Note que el sistema de manejo de emergencia se activa solamente cuando el sistema servo del gobernador o el sistema de control de la cremallera presentan malfuncionamiento. 4.2.3.5.1 Procedimientos de operación del sistema de manejo de emergencia 1. Si la luz de advertencia del tablero de instrumentos destella y el motor se detiene, gire la llave en el interruptor de encendido a la posición OFF. Intente arrancar el motor girando a la posición START 2. Si el motor no enciende (error 1-1 y/ó 1-3) presione el pedal acelerador hasta el fondo con la llave y el interruptor de encendido en la posición ON, luego gire a la posición START

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3. Luego que el motor arranque, dirija el vehículo a un lugar seguro. NOTA: •

• •

No conduzca el vehículo por un período extenso de tiempo en el modo de conducción de emergencia ya que el motor está operando de forma errónea El vehículo puede ser conducido llevando el motor desde mínimas hasta 1500 rpm en el modo de conducción de emergencia Note humo negro será emitido en mayor cantidad que en las condiciones normales durante el modo de conducción de emergencia.

4. Conduzca el vehículo a un sitio seguro y apague el motor tan pronto como sea posible. 4.2.3.5.2 Operación del sistema de conducción de emergencia: Cuando el motor es detenido usando el interruptor de detención del motor y la llave no está posicionada en OFF con el pedal acelerador presionado al fondo, la llave es girada a la posición START el motor arrancara en el modo de conducción de emergencia. Bajo esta condición, sin embargo, el vehículo no puede ser conducido. 4.2.3.5.3 Procedimientos de liberación del sistema de conducción de emergencia Si el sistema de conducción de emergencia es activado accidentalmente, inmediatamente gire la llave a la posición OFF lo cual detendrá el motor o lleve a tierra el interruptor de diagnóstico. 4.2.3.6 FUNCION AUTODIAGNOSTICO El sistema de autodiagnóstico proporciona un sistema de revisar o verificar la operación de los sistemas del motor. Este sistema muestra problemas que han sucedido en la memoria y se indican mediante la luz del indicador de refrigerante motor. Ver boletín técnico 022 de 2006. 4.2.4 FUNCIONES DE CONTROL ADICIONALES 1. Función de prevención de sobre revoluciones: Fija la posición de la cremallera en 0 mm para prevenir la sobrerrevolución del motor cuando se exceden las 2900 rpm, vuelve a actuar cuando el motor cae a 2750 rpm. 2. Función automática de control de la velocidad del motor: Una posición mínima del acelerador es determinada en respuesta a la temperatura del refrigerante motor durante las mínimas. 3. Ajuste automático de la velocidad del motor: Permite la selección de una velocidad mínima requerida. Se conecta a tierra el conector de diagnóstico y dentro de los 5

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segundos siguientes se conecta a tierra el pin 24 del conector D, en este momento se puede ajustar la velocidad mínima requerida. Recomendada: 650 rpm.

4. Función de liberación del freno de escape: Genera la señal de control para liberar el freno de motor de acuerdo a las condiciones de carga del motor y revoluciones del motor

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4.3.

PLANO ELECTRICO PKC212

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4.4

DIAGRAMA ELECTRICO CWB459

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5. SISTEMA DE FRENOS DE AIRE Un sistema de freno es utilizado para disminuir la velocidad o detener un vehículo en movimiento o prevenir que se ruede cuando se deja estacionado en una pendiente. Un sistema de freno debe tener una capacidad suficiente de frenado para la velocidad y el peso del vehiculo, debe ser sencillo de operar, inspeccionar y ajustar. Debe tener buena durabilidad y no debe evitar que las ruedas giren cuando no se esta utilizando. Propiedades de un sistema de frenos: 1. Operación: El proceso que se lleva a cabo cuando se presenta un riesgo durante la conducción puede ser dividido entre el tiempo de reacción y el tiempo de frenado. a. Tiempo de reacción: Es el tiempo que transcurre entre el momento que el conductor detecta el riesgo y comienza la operación de frenado hasta que el instante en el cual el sistema comienza a frenar realmente. b. Tiempo de frenado: Es el tiempo requerido desde que por el efecto de pisar el pedal se da el contacto de la banda con la campana hasta que el vehículo se detiene. Las regulaciones legales establecen una distancia mínima de frenado, veamos para el caso japonés

VELOCIDAD DEL VEHICULO (Km./h)

VELOCIDAD DE FRENADO (Km./h)

DISTANCIA PARA DETENERSE (m)

80 o mas

50

22 o menos

Por encima de 35 y menos de 80

35

14 o menos

Por encima de 20 y menos de 35

20

5 o menos

Máxima velocidad del vehiculo

5 o menos

Por debajo de 20

2. Capacidad de frenado: La distancia para detenerse debe ser tan pequeña como el tiempo de peligro o de riesgo. Esta capacidad esta limitada por la fricción entre las llantas y el piso. Este coeficiente de fricción se hace mas pequeño cuando el piso esta mojado o resbaloso. 3. Fuerza de Operación: La fuerza de la que se dispone es la generada por el pie o la mano de un individuo promedio, es decir 20-40 Kg. o 15-30 Kg. respectivamente. Esa es la magnitud inicial disponible. 4. Deterioro: Un sistema de frenos reacciona según la fuerza de aplicación y a esto se acostumbra el usuario. La temperatura en los componentes del sistema de frenos hace que el coeficiente de fricción cambie, lo que genera un deterioro en la capacidad del sistema según la frecuencia de uso, el tipo de vía y las condiciones de manejo.

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5. Estabilidad direccional: Cuando las llantas se bloquean la direccionalidad se pierde. Cuando las llantas delanteras se bloquean antes que las traseras la dirección desaparece y el vehículo mantiene la trayectoria que traía. 6. Confiabilidad: Tal como el sistema de dirección y de suspensión el sistema de frenos es de seguridad, por esta razón su confiabilidad debe ser alta. Los componentes deben cumplir adecuadamente su vida estimada de servicio sin perder sus capacidades o propiedades 7. Influencia sobre la comodidad de conducción: El humano es mas sensible a la aceleración y desaceleración horizontal (adelante y atrás) que vertical (arriba – abajo). Si la capacidad del sistema de frenos es muy alta o la fuerza de frenado no se puede ajustar libremente no se sentirá confort pues los pasajeros serán lanzados frecuentemente hacia delante y hacia atrás. Los sistemas de freno se clasifican por uso y por operación. Por uso son de servicio (uso cotidiano), de estacionamiento, auxiliar (freno de ahogo, eléctrico) y de emergencia (fuente externa). Por su operación se clasifican en No asistido, de tipo servo hidráulico, completamente de aire, y de tipo neumo hidráulico (aire sobre liquido AOH). En nuestro caso profundizaremos sobre el tipo completamente de aire (Full Air) Un sistema de frenos del tipo totalmente aire usa aire comprimido, el cual es proporcionado por el compresor de aire que es movido por el motor y almacenado en un recipiente, como fuente de energía. La fuerza que utiliza el conductor en el pedal no es la que se aplica sobre las ruedas. El papel del pedal de freno es simplemente con una pequeña fuerza abrir o cerrar la válvula de freno (válvula de aire) para que se obtenga una gran fuerza de frenado en la llanta. La máxima presión de aire utilizada es de 7 a 8 Kg./cm2. La sustancia que actúa no tiene costo (a diferencia del aceite usado en un sistema hidráulico) y puede ser descargado sin pérdidas y sin algún daño al medio ambiente. Este sistema de frenos no sufre de problemas como congelamiento o atascamiento por vapor. Cuando se usa con remolque (trailer) es de fácil conexión y desconexión. Sin embargo tiene algunos elementos complejos y de cuidado y produce ruido al descargar la presión de aire.

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6. SISTEMA DE FRENOS DE AIRE DEL PKC212

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Válvula de freno E6-ERP1

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Regulador de Presión

Filtro secador DR31

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Válvula de freno de parqueo

Válvula de freno de mano del trailer

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Válvula de liberación rápida (Quick Release)

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Válvula doble cheque

Válvula Relay

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