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MOTOR CATERPILLAR 3516B

MOTOR 3516B

REALIZADO POR: ING. JUAN CARLOS RODRIGUEZ F.

PERU - 2009

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MOTOR CATERPILLAR 3516B Vista de motor 3516B

Lado izquierdo del motor

- Circuito separador del posenfriador (SCAC) bomba de agua (1) - Compresor de aire (2) - Compresor aire acondicionado (3) - Alojamiento de regulador de refrigerante (4) - Sensor de calibración de motor (5) - Arrancador (6) - Filtros de aceite de motor (7) - Filtros secundarios de combustible (8) - Tubo de llenado de aceite de motor (9)

Lado derecho del motor

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- Modulo de Control Electronico del motor (ECM) (1) - Bomba de refrigeración de motor (2) - Enfriadores de aceite de tren de potencia (3) - Enfriador de aceite de motor (4) - Alternador (5)

Ubicación de los cilindros y válvulas (A) Válvula de admisión (B) Válvula de escape

Número de cilindros y su configuración ... . V-16 de 60 grados Válvulas por cilindro ... 4 Cilindrada ... 78 L (4,760 pulgadas cúbicas ) Calibre ... 170 mm (6,7 pulg) Carrera ... 215 mm (8,5 pulg) Relación de compresión ... 15.5:1 Combustión ... Inyección directa Cuando se observa el cigüeñal cigüeñal desde el extremo del volante, el cigüeñal gira en el siguiente sentido: ... Hacia la izquierda Orden de encendido (secuencia de inyección) Rotación estándar hacia la izquierda ... 1, 2, 5, 6, 3, 4, 9, 10, 15, 16, 11, 12, 13, 14, 7 8 Juego de válvulas Admisión ... 0,50 mm (0,020 pulg) Escape ... 1,00 mm (0,040 pulg) Nota: El extremo delantero del motor se encuentra en el lado opuesto al extremo del volante. El lado izquierdo y el lado derecho del motor se observan desde el extremo del volante. El cilindro lindro número 1 es el cilindro delantero del lado derecho. El cilindro número 2 es el cilindro delantero del lado izquierdo. Sistema de control de éter ATENCION El uso excesivo de éter (fluido de arranque) puede dañar los pistones y los anillos. Use éter ter para casos de arranque en tiempo frío solamente.

El Módulo de control electrónico (ECM) puede inyectar automáticamente éter cuando el motor está girando. Una entrada de interruptor permite que el operador inyecte éter manualmente. La entrada del interruptor nterruptor permite que el operador inyecte éter manualmente en las condiciones siguientes: • El parámetro de control de éter está programado a "ON". • Se activa el interruptor de contacto momentáneo para la inyección de éter.

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La velocidad del motor es más de 75 rpm. La temperatura del refrigerante del agua de las camisas es de menos de 30°C (86°F). El ECM inyecta éter automáticamente en el múltiple de admisión de aire cuando se cumplen las siguientes condiciones: • El parámetro de control de éter está programado a "ON". • La velocidad (rpm) del motor está entre 75 y 400 rpm. • La temperatura del refrigerante del agua de las camisas está por debajo de 30°C (86°F). La duración de la inyección de éter varía linealmente con la temperatura del refrigerante del agua de las camisas. La duración de la inyección de éter varía dentro de la siguiente gama: • 10 segundos en la temperatura máxima de 30°C (86°F) • 130 segundos en la temperatura mínima de −40°C (−40°F) La duración más prolongada de la inyección de éter es de 130 segundos incluso si la temperatura del refrigerante del agua de las camisas es menor de −40°C (−40°F). Vea la ilustración 1.

Temperatura del agua de las camisas y duración de inyección de éter (Y) Temperatura en °C (X) Tiempo en segundos Para localizar y solucionar problemas, hay una anulación disponible que permite que el técnico accione el sistema de éter. Utilizando el Técnico Electrónico (ET) Caterpillar, se puede empezar y parar la inyección de éter. El solenoide del éter permanecerá energizado hasta que ocurra alguna de las condiciones siguientes: • La velocidad del motor aparece. • Se usa la anulación de la herramienta de servicio para terminar inyección. • El técnico sale de la característica de anulación de la herramienta de servicio. Operación en la modalidad en frío • Durante la operación en la modalidad en frío, se limita la inyección de combustible y el Módulo de control electrónico (ECM) ajusta la sincronización de la inyección de combustible. La modalidad en frío ayuda a reducir la posibilidad de causar daños al motor y ayuda a minimizar el humo blanco. • Durante la modalidad en frío, la sincronización se avanza con referencia a la temperatura del refrigerante del motor. • Se activa la modalidad en frío siempre que la temperatura del refrigerante del motor esté por debajo de 60°C (140°F). La modalidad en frío permanece activa hasta que la temperatura del refrigerante del motor esté por encima de 63°C (145°F). MATERIAL DE ESTUDIO

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Operación en baja en vacío elevada La velocidad baja en vacío elevada se usa para acelerar el calentamiento del motor. La velocidad baja en vacío elevada se usa para evitar que el motor se enfríe excesivamente cuando el motor opera en baja en vacío durante un período de tiempo prolongado en tiempo frío. La velocidad baja en vacío del motor se eleva a 1.600 rpm cuando la temperatura del refrigerante del motor es menos de 70°C (158°F). A medida que la temperatura del refrigerante del motor aumenta hasta una temperatura entre 75 y 77°C (167 y 171°F), la velocidad baja en vacío del motor se reduce hasta el valor de rpm de baja en vacío. Si el motor se enfría otra vez, la velocidad baja en vacío aumenta hasta 1.600 rpm a medida que la temperatura del refrigerante disminuye a 70°C (158°F). El mapa de velocidad baja en vacío elevada usa 2°C (3,6°F) de histéresis para mejorar la estabilidad del motor.

Diagrama de velocidad baja en vacío elevada La velocidad baja en vacío elevada se activará 30 segundos después de que se cumplan todas las condiciones siguientes: • La transmisión está en neutral. • El freno de estacionamiento está conectado. • Velocidad de desplazamiento de la máquina nula. • El motor ha estado funcionando durante un período de diez minutos. La velocidad baja en vacío elevada se desactivará si se cumple una cualquiera de las condiciones siguientes: • Se pisa el acelerador más del 25 por ciento de su recorrido. • Se oprime el interruptor manual del éter. • La transmisión está conectada. • Se desconecta el freno de estacionamiento. Si la transmisión se regresa a la posición neutral y se conecta el freno de estacionamiento, se activará otra vez la modalidad de desconexión de cilindros en frío después de diez minutos. Componentes del sistema de control electrónico Los componentes principales del sistema de control electrónico son los siguientes: • Sensor de temperatura del refrigerante del posenfriador • Sensor de presión de admisión del turbocompresor • Sensor de presión de salida del turbocompresor • Módulo de control electrónico

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Mazo de cables Sensor de temperatura del refrigerante del motor Sensor de presión de aceite del motor Sensor de velocidad/sincronización del motor Módulo de personalidad Sensor de presión atmosférica Sensor de posición del acelerador Sensor de presión del cárter Sensor de temperatura del escape El sistema de control electrónico está diseñado hacia el sistema de combustible del motor y hacia el sistema de admisión de aire y escape. El sistema está diseñado para controlar electrónicamente la entrega de combustible y la sincronización de la inyección. El sistema proporciona mayor control de la sincronización y de la relación de combustible en comparación con los motores mecánicos convencionales. La sincronización de la inyección se logra por medio del control preciso del momento en que se encienden los inyectores. La velocidad del motor se controla ajustando la duración de encendido. El módulo de control electrónico (ECM) activa los solenoides del inyector de combustible para comenzar la inyección de combustible. Consulte Operación del sistema, "Inyector de combustible" para obtener una explicación completa del proceso de inyección de combustible. El motor usa tres tipos de componentes electrónicos: • Entrada • de control • Salida Un componente de entrada envía una señal eléctrica al módulo de control electrónico del sistema. La señal varía en voltaje o en frecuencia en respuesta a un cambio en un sistema específico. El módulo de control electrónico interpreta la señal de entrada del sensor como información sobre la máquina. Esta información puede ser acerca de la condición, el ambiente o la operación de la máquina. Un componente de control del sistema recibe las señales de entrada. Los circuitos electrónicos dentro del control evalúan las señales. Los circuitos proporcionan energía eléctrica a los componentes de salida del sistema. La energía es suministrada en respuesta a combinaciones predeterminadas de los valores de las señales de entrada. Un módulo de control opera un componente de salida. El componente de salida recibe energía eléctrica del grupo de control. El componente de salida usa la energía para hacer las siguientes tareas: • Realizar trabajo como energizar el solenoide de los inyectores de combustible que comienza la inyección de combustible, tomando una parte activa en la regulación u operación de la máquina. • Entregar información o advertencia al operador del motor. Estos componentes permiten controlar electrónicamente la operación del motor. Esta capacidad logrará las siguientes ventajas: rendimiento incrementado del motor, consumo reducido de combustible y niveles de emisión reducidos.

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Operación del sistema de control electrónico

Diagrama del sistema de control electrónico

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El sistema de control electrónico proporciona un control mejorado de la sincronización y de la inyección de combustible en comparación con los motores mecánicos convencionales. El sistema de control electrónico regula la velocidad del motor gracias a un control preciso de la sincronización y de la duración de la inyección de combustible para proporcionar las siguientes ventajas: • Mejorar el rendimiento del motor. • Reducir el consumo de combustible. • Reducir los niveles de emisiones. El sistema de control electrónico consta de los siguientes componentes: • Módulo de control electrónico (ECM) • Módulos electrónicos de visualización • Sensores del motor • Dispositivos de salida • Solenoides de inyector • Dispositivos para proporcionar retroalimentación • Mazos de cables Módulo de control electrónico (ECM) - El ECM controla la operación del motor. El ECM recibe información de los sensores del motor y de dispositivos que proporcionan retroalimentación para determinar las condiciones de operación del motor. El ECM consta de los siguientes componentes: computadora de control (hardware), software y circuitos de entrada y salida. La computadora de control consta de un microprocesador y de circuitos electrónicos. El software (archivo Flash) contiene mapas de operación que definen las curvas de potencia y de par motor. El software contiene también parámetros que se pueden fijar en la fábrica para afinar el rendimiento del motor. Los circuitos de entrada y salida permiten que el ECM transmita información a los componentes del motor. Los circuitos de entrada y salida permiten que el ECM reciba información de los componentes del motor. Módulos electrónicos de visualización - El ECM del motor comunica con uno de dos tipos de módulos de visualización. El primer módulo es el Sistema monitor electrónico (EMS). El segundo módulo es el Sistema de visualización de información vital (VIDS) o el Sistema de administración de información vital (VIMS). El ECM del motor recibirá datos a través del enlace de datos CAT desde los módulos de visualización. El ECM del motor enviará datos a través del enlace de datos CAT a los módulos de visualización. El ECM del motor enviará datos filtrados acerca de las condiciones de operación del motor a los módulos de visualización. Los datos sobre las condiciones de operación del motor se basan en entradas de señal recibidas de los sensores del motor y de retroalimentación de los componentes del sistema. Los módulos de visualización informarán al usuario de las condiciones de operación del motor. Sensores del motor - Los sensores del motor proporcionan retroalimentación al ECM del motor sobre parámetros importantes de operación. El ECM usa los datos de los sensores para vigilar el rendimiento del motor con el fin evitar daños al motor en caso de condiciones anormales de operación. El ECM puede iniciar reducciones de la potencia del motor si existen condiciones anormales de operación. El ECM informará al operador de las condiciones anormales de operación por medio de los módulos electrónicos de visualización. Se indican a continuación los sensores del motor. Es posible que en su aplicación no se usen todos los sensores siguientes. • Sensor izquierdo de presión de admisión al compresor del turbocompresor • Sensor derecho de presión de admisión al compresor del turbocompresor • Sensor de presión de salida del turbocompresor • Sensor de temperatura del refrigerante

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Sensor de temperatura del posenfriador Sensor de temperatura del múltiple de admisión Sensor de presión de aceite del motor Sensor de presión atmosférica Sensor de presión del cárter Sensor de temperatura del escape derecho Sensor de temperatura del escape izquierdo Sensor de presión de la bomba del ventilador de enfriamiento del motor Dispositivos de salida - El ECM envía una señal a los dispositivos de salida para causar una acción específica. El ECM vigila el voltaje o la corriente que llega a un dispositivo para determinar si los circuitos del dispositivo están operando normalmente. Los siguientes dispositivos pueden ser activados por el ECM del motor: • Interruptor magnético del motor de arranque • Solenoides del éter • Luz de dar servicio al motor • Solenoide de control del ventilador del motor • Solenoides de inyector Dispositivos de entrada - El ECM del motor recibe entradas de señal de dispositivos que proporcionan una señal de posición o una señal de petición de posición. El ECM usa la información del dispositivo de entrada para verificar la posición de un accionador. El ECM usa la información para responder a un comando del operador. Los siguientes dispositivos proporcionan una entrada de señal al ECM del motor: • Sensor de velocidad/sincronización del motor • Solenoide del retardador • Sensor de posición del desacelerador • Interruptor del acelerador • Entrada de giro del motor sin inyección • Enlace de datos Cat

Módulo de Control Electrónico (ECM) El módulo de control electrónico (ECM) es la computadora que controla el motor. El módulo de personalidad es el software que controla el funcionamiento del ECM.

El ECM Ejemplo típico (1) Salida de combustible

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(2) El ECM (3) Entrada de combustible El combustible enfría el ECM (2) a medida que el combustible circula a través de un múltiple que está dentro del módulo de control. El combustible entra en el módulo de control. El combustible de la bomba de transferencia de combustible entra en el módulo de control a través de la admisión de combustible (3). El combustible sale del módulo de control por la salida de combustible (1) . El módulo de personalidad consta de los siguientes artículos: • El módulo de personalidad posee todo el software y las instrucciones para el ECM. La actualización del módulo de personalidad a una versión diferente puede producir algunos cambios. Algunas de las características de operación del motor pueden funcionar diferentemente. • Un mapa de control que define el consumo de combustible, la sincronización y otros valores similares. Estos valores se definen para diversas condiciones de operación a fin de lograr el rendimiento del motor y el consumo de combustible óptimos. Estos valores están programados en el módulo de personalidad en la fábrica. El ECM consta de los siguientes artículos: • El ECM tiene un microprocesador que se usa para realizar funciones de computación. El microprocesador es necesario para que el ECM ejecute las siguientes funciones: regular, control de sincronización de la inyección, funciones de diagnóstico del sistema y comunicaciones de enlace de datos. El microprocesador recibe instrucciones del software que está guardado en el módulo de personalidad. • El ECM tiene una memoria permanente que se usa para guardar los parámetros programables y los códigos de diagnóstico. • Los circuitos de entrada filtran el ruido eléctrico de las señales de los sensores. Los circuitos de entrada protegen los circuitos internos del ECM contra niveles de voltaje potencialmente perjudiciales. • Los circuitos de salida proporcionan las corrientes de alto amperaje que se necesitan para energizar los solenoides del inyector, las lámparas y los relés. Sensor de posición del acelerador

Sensor de posición del acelerador • El sensor de posición del acelerador elimina la necesidad de varillajes mecánicos y varillajes neumáticos entre el regulador mecánico y el pedal del acelerador. El sensor de posición del acelerador es un conjunto de sensor de posición giratorio conectado directamente al pedal del acelerador. La señal eléctrica del sensor de posición del acelerador se envía al ECM para controlar la velocidad del motor. La salida del sensor de posición del acelerador es una señal de frecuencia MATERIAL DE ESTUDIO

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constante. La salida es una señal con modulación de duración de impulsos en vez de un voltaje analógico. Circuito de control electrónico para el sistema de combustible

Ejemplo típico de un motor 3516B Circuito de control electrónico del sistema de combustible

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El sistema de inyectores unitarios controlados electrónicamente y accionados mecánicamente permite un control electrónico total de la sincronización de la inyección. Se varía la sincronización de la inyección para optimizar el rendimiento del motor. Esto es producto de las condiciones de operación del motor. La velocidad del motor se controla ajustando la duración de la inyección. El anillo de referencia de sincronización forma parte del grupo de engranaje trasero. El sensor de velocidad/sincronización del motor vigila el anillo de sincronización para proporcionar información al Módulo de control electrónico (ECM). Esta información se utiliza para detectar la posición del cigüeñal y la velocidad del motor. Esta información y otros datos permiten que el ECM envíe correctamente una señal a los solenoides de los inyectores. Se energiza el solenoide del inyector de combustible para empezar la inyección de combustible. Se desenergiza el solenoide del inyector de combustible para terminar la inyección de combustible.

Mecanismo de los inyectores de combustible

Inyector de combustible (1) Tornillo de ajuste (2) Conjunto de balancín MATERIAL DE ESTUDIO

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(3) Resorte (4) Varilla de empuje (5) Culata (6) Levantaválvulas (7) Árbol de levas La fuerza se transmite desde el lóbulo al inyector de combustible en el árbol de levas (7). La fuerza se transmite a través del levantaválvulas (6) a la varilla de empuje (4). La fuerza se transmite de la varilla de empuje (4) a la parte superior de la bomba del inyector de combustible a través del balancín (2). El tornillo de ajuste (1) permite ajustar el juego de los inyectores. Inyector de combustible

Inyector de combustible (1) Émbolo (2) Cámara de bombeo (3) Conducto de combustible de alta presión (4) Válvula de cartucho (5) Conducto de combustible de baja presión

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(6) Válvula de aguja (7) Cámara de válvula Cuando la carrera del émbolo (1) está en la parte superior, el combustible fluye a través de los conductos de combustible de baja presión en la caja. El combustible luego fluye hacia el conducto central en el émbolo y hacia la cámara de bombeo (2) debajo del émbolo. Cuando la carrera del émbolo se encuentra en la parte inferior, el combustible fluye a través de los conductos de combustible de alta presión (3). El combustible fluye a través de la válvula de cartucho abierta (4) y hacia los conductos de combustible de baja presión (5). Cuando la válvula de cartucho está cerrada o activada, se bloquea el flujo de combustible a través de la válvula de cartucho. Esta obstrucción causa una subida en la presión del combustible y comienza la inyección. La inyección continúa hasta que la válvula de cartucho se desactiva o se abre. Se permite que el combustible fluya a través de la válvula de cartucho. Esto causa una caída en la presión y la detención de la inyección. El émbolo continúa forzando combustible a través de la válvula de cartucho abierta, hasta que la carrera del émbolo alcanza la parte inferior. El resorte del inyector de combustible hace que el émbolo retorne a la posición de arranque y el ciclo se repite. El arranque de la inyección de combustible se determina cuando el módulo de control electrónico (ECM) abre o cierra la válvula de cartucho a través del solenoide del inyector. La cantidad de combustible que se inyecta se determina cuando se abre o se cierra la válvula de cartucho. Durante la carrera de la inyección de combustible, el combustible pasa desde la cámara de bombeo hacia la boquilla del inyector de combustible. La boquilla posee una válvula de aguja (6) que se carga mediante un resorte. El combustible fluye a través del conducto de combustible alrededor de la válvula de aguja hacia la cámara de válvula (7). En la cámara de válvula, la presión del combustible levanta la válvula de aguja del asiento. El combustible puede circular ahora por los orificios en la punta hacia la cámara de combustión. La parte inferior del inyector de combustible sobresale una corta distancia por debajo de la culata de cilindro en la cámara de combustión. La punta de inyector de combustible tiene varios orificios pequeños espaciados uniformemente alrededor del diámetro exterior. Estos orificios rocían combustible en la cámara de combustión.

Operación del sistema de admisión de aire y de escape de gases Los componentes del sistema de admisión y de escape controlan la calidad y la cantidad de aire que está disponible para la combustión. Hay turbocompresores y múltiples de escape separados en cada lado del motor. Un posenfriador común se encuentra entre las culatas en el centro del motor. El múltiple de admisión es una serie de codos que

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conectan la cámara del posenfriador a las lumbreras de admisión (conductos) de las culatas. Hay un árbol de levas en cada lado del bloque. Los dos árboles de levas controlan el movimiento de los componentes del sistema de válvulas.

Sistema de admisión de aire y de escape (1) Múltiple de escape (2) Posenfriador (3) Cilindro de motor (4) Admisión de aire (5) Rueda compresora del turbocompresor (6) Rueda de la turbina del turbocompresor (7) Salida del escape La rueda del compresor (5) hace pasar el aire limpio de admisión desde los filtros de aire a través de la entrada de aire (4) al compresor del turbocompresor. La rotación de la rueda del compresor comprime el aire. La rotación de la rueda compresora del turbocompresor fuerza entonces el aire a través de un tubo al posenfriador (2). El posenfriador reduce la temperatura del aire comprimido antes de que el aire entre en la cámara de admisión en cada culata. Las válvulas de admisión controlan el flujo de aire desde la cámara de admisión en las culatas. Hay dos válvulas de admisión y dos válvulas de escape para cada cilindro. Vea en Operación de Sistemas, "Mecanismo de las válvulas". Las válvulas de admisión se abren cuando el pistón se mueve hacia abajo en el tiempo de admisión. El aire enfriado y comprimido es extraído de la cámara de admisión por el cilindro. Las válvulas de admisión se cierran y el pistón empieza a moverse hacia arriba en el tiempo de compresión. Cuando el pistón está cerca de la parte de arriba de la carrera de compresión, se inyecta combustible en el cilindro. El combustible se mezcla con el aire y empieza la combustión. La fuerza de la combustión empuja el pistón hacia abajo en el tiempo de expansión. Cuando el pistón se mueve hacia arriba otra vez, el pistón está en MATERIAL DE ESTUDIO

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la carrera de escape. Las válvulas de escape se abren y los gases de escape son expulsados por la lumbrera de escape pasando al múltiple de escape (1). Después de que el pistón termine la carrera de escape, las válvulas de escape se cierran y el ciclo vuelve a empezar. Los gases de escape desde el múltiple de escape (1) entran por el lado de la turbina del turbocompresor. Los gases de escape causan que la rueda de la turbina (6) gire. La rueda de turbina está conectada al eje que impulsa la rueda compresora del turbocompresor (5). Los gases de escape salen a través de la salida de escape (7). Turbocompresor El lado de la turbina del turbocompresor está montado en el múltiple de escape respectivo. El lado del compresor de cada turbocompresor está conectado por medio de tubos a la parte de arriba de la caja del posenfriador.

Turbocompresor (ejemplo típico) (1) Rueda del compresor (2) Cojinete (3) Entrada de aceite (4) Cojinete (5) Rueda de la turbina (6) Salida de escape (7) Admisión de aire (8) Conductos de refrigerante (9) Salida de aceite (10) Admisión de escape

Los gases de escape entran en la admisión al escape (10) de la caja de la turbina. Los gases impulsan las hojas de la rueda de la turbina (5). La rueda de la turbina y la rueda del compresor giran a velocidades de hasta 90.000 rpm. El aire limpio procedente de los filtros de aire es ingresado a través de la admisión de aire (7) mediante la rotación de la rueda del compresor (1). La acción de las hojas de la rueda del compresor comprime el aire de admisión. El aire comprimido permite que el motor queme una cantidad adicional de combustible con mayor eficiencia. El control electrónico de la entrega de combustible del motor controla la velocidad máxima del turbocompresor. Cuando el motor está funcionando, la altura sobre el nivel del mar controla también la velocidad máxima del turbocompresor. El cojinete (2) y el cojinete (4) del turbocompresor utilizan aceite del motor bajo presión para la lubricación. El aceite se envía a través de la tubería de admisión de aceite a la admisión de aceite (3) en la parte superior. El aceite luego pasa a través de conductos en la sección central para lubricar los cojinetes. El aceite sale por la salida de aceite (9) en la parte inferior. El aceite vuelve entonces al bloque de motor a través de la tubería de drenaje. El refrigerante del agua de las camisas enfría también la caja del cojinete en el turbocompresor. Refrigerante de la tubería de admisión de refrigerante entra por el lado

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de la sección central. El refrigerante se desplaza a través de los conductos de refrigerante (8) en la caja del cojinete. El refrigerante sale del turbocompresor por el otro lado de la sección central. Las tuberías de salida del refrigerante llevan el refrigerante de regreso al tanque superior del radiador del agua de las camisas. Posenfriador El posenfriador se encuentra en el centro de la V. El posenfriador tiene un conjunto del núcleo que se carga con refrigerante. El refrigerante fluye desde la bomba de agua a través de un tubo y llega al posenfriador. El refrigerante fluye entonces a través del núcleo. El refrigerante regresa al posenfriador a través de un tubo diferente. Hay un conector (tubería) que conecta la parte trasera inferior de cada núcleo al bloque de motor. Este conector se usa para drenar el posenfriador cuando se drena el refrigerante del motor. El aire de admisión del lado del compresor de los turbocompresores pasa al posenfriador a través de tubos. El aire atraviesa entonces las aletas del conjunto del núcleo con lo que se reduce la temperatura. El aire más frío sale por la parte inferior del posenfriador y llega al múltiple de admisión. El aire fluye hacia arriba a través de los codos hasta las lumbreras de admisión (conductos) en las culatas de cilindros. Hay sensores para la temperatura del agua del posenfriador y para la temperatura del aire del múltiple de admisión.

Filtro de aire y antefiltro

Filtro de aire y antefiltro (ejemplo típico) (1) Filtro de aire

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(2) Antefiltro (3) Conjunto de taza (4) Válvula (5) Tuberías

El sistema de admisión de aire de esta máquina está diseñado para aplicaciones con demasiado polvo. Se utiliza un filtro de aire (1) y antefiltro (2) separados para filtrar el aire por cada grupo de turbocompresores. Se usa un antefiltro para prolongar la duración de los elementos del filtro de aire. El antefiltro elimina la mayoría de las partículas de polvo más grandes antes de que lleguen a los elementos del filtro de aire. A medida que el aire entra por la parte superior de las tuberías (5), el aire debe pasar por los álabes. Los álabes hacen que el aire describa un movimiento circular rápido. La fuerza centrífuga hace girar el polvo más pesado hacia la pared exterior de las tuberías. El polvo se desliza por la pared de las tuberías cayendo en el conjunto de taza (3). Cuando se acumule suficiente cantidad de polvo en el conjunto de taza, el polvo se expulsa por la válvula (4). Los elementos del filtro se encuentran en la cámara del filtro de aire.

Mecanismo de válvula

Tipo 1 Los componentes de los sistemas de válvulas controlan el flujo de aire de admisión a los cilindros y los gases de escape de los cilindros durante la operación del motor. El engranaje del cigüeñal impulsa los engranajes de los árboles de levas por medio de engranajes locos. Ambos árboles de levas deben estar sincronizados con el cigüeñal para obtener la relación correcta entre el pistón y el movimiento de las válvulas. Los árboles de levas tienen tres lóbulos por cada cilindro. Dos lóbulos operan las válvulas y otro acciona el inyector de combustible.

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Componentes del sistema de válvulas (1) Balancín (2) Puente (3) Rotaválvulas (4) Resorte de válvula (5) Varilla de empuje (6) Levantaválvulas A medida que cada árbol de levas gira, los lóbulos en el árbol de levas causan que los levantaválvulas (6) se muevan hacia arriba y hacia abajo. Este movimiento causa que las varillas de empuje (5) muevan los balancines (1). El movimiento de los balancines causa que los puentes (2) se muevan hacia abajo sobre las espigas en la culata. Los puentes abren simultáneamente dos válvulas. Las válvulas pueden ser de admisión o de escape. Hay dos válvulas de admisión y dos válvulas de escape para cada cilindro. Los resortes de las válvulas (4) hacen que las válvulas se cierren cuando los levantaválvulas se mueven hacia abajo. Los rotaválvulas (3) hacen que las válvulas giren mientras funciona el motor. La rotación de las válvulas reduce a un mínimo los depósitos de carbón en las válvulas, lo que hace que prolonguen su duración. Tipo 2 Los componentes de los sistemas de válvulas controlan el flujo de aire de admisión a los cilindros y los gases de escape de los cilindros durante la operación del motor. El engranaje del cigüeñal impulsa los engranajes de los árboles de levas por medio de engranajes locos. Ambos árboles de levas deben estar sincronizados con el cigüeñal para obtener la relación correcta entre el pistón y el movimiento de las válvulas. Los árboles de levas tienen tres lóbulos por cada cilindro. Dos lóbulos operan las válvulas y otro acciona el inyector de combustible.

Componentes del sistema de válvulas (1) Balancín (2) Puente (3) Rotaválvulas (4) Resorte de válvula (5) Varilla de empuje (6) Levantaválvulas

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A medida que cada árbol de levas gira, los lóbulos en el árbol de levas causan que los levantaválvulas (6) se muevan hacia arriba y hacia abajo. Este movimiento causa que las varillas de empuje (5) muevan los balancines (1). El movimiento de los balancines causa que los puentes (2) se muevan hacia abajo. Los puentes abren simultáneamente dos válvulas. Las válvulas pueden ser de admisión o de escape. Hay dos válvulas de admisión y dos válvulas de escape para cada cilindro. Los resortes de las válvulas (4) hacen que las válvulas se cierren cuando los levantaválvulas se mueven hacia abajo. Los rotaválvulas (3) hacen que las válvulas giren mientras funciona el motor. La rotación de las válvulas reduce a un mínimo los depósitos de carbón en las válvulas, lo que hace que prolonguen su duración. Operación del sistema de lubricación

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Bomba de aceite principal y diagrama del sistema de lubricación (ejemplo típico) (1) Conducto de aceite principal (2) Conducto de aceite del árbol de levas (3) Conducto de la boquilla de enfriamiento de los pistones (4) Conducto de la boquilla de enfriamiento de los pistones (5) Conducto de aceite del árbol de levas (6) Suministro de aceite del turbocompresor (7) Válvula de secuencia o válvula de prioridad (8) Válvula de secuencia o válvula de prioridad (9) Adaptador (10) Base del filtro de aceite del motor (11) Enfriador de aceite del motor (12) Tubería de drenaje del turbocompresor (13) Válvula de derivación del enfriador de aceite del motor (14) Válvula de alivio (15) Bomba de aceite del motor (16) Codo (17) Campana de succión Este sistema utiliza una bomba de aceite (15) con tres engranajes. Los engranajes de la bomba son impulsados por el tren de engranajes delantero. La bomba de aceite del motor extrae el aceite del colector de aceite del motor a través de la campana de succión (17) y el codo (16). La campana de succión tiene una rejilla para poder limpiar el aceite. La válvula de alivio (14) está en la bomba de aceite del motor. La válvula de alivio (14) controla la presión del aceite desde la bomba de aceite del motor. La bomba de aceite del motor puede enviar demasiado aceite al sistema. Cuando hay demasiado aceite, la presión de aceite del motor sube y la válvula de alivio se abre. Esto permite que el aceite que no sea necesario vuelva al conducto de aceite de entrada de la bomba de aceite del motor. La bomba de aceite del motor empuja el aceite a través del enfriador de aceite del motor (11) y a través de los filtros del aceite al conducto de aceite principal (1) y al conducto de aceite del árbol de levas (2) en el bloque de motor. El enfriador de aceite del motor baja la temperatura del aceite antes de que se envíe a los filtros.

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La válvula de derivación del enfriador de aceite del motor (13) permite que el aceite circule directamente a los filtros de aceite del motor si se obstruye el enfriador de aceite del motor o si el aceite se hace suficientemente espeso como para aumentar la diferencia de presión del aceite en 180 ± 20 kPa (26 ± 3 lb/pulg2).

Lado izquierdo del motor (10) Base del filtro de aceite del motor (19) Válvulas de derivación del filtro de aceite del motor (20) Tubería de aceite del motor (21) Suministro de aceite (22) Filtros de aceite del motor Los filtros de aceite del motor (22) están situados en el lado delantero izquierdo del bloque de motor. La base del filtro de aceite del motor (10) también tiene una válvula de derivación (19) por cada filtro. El aceite limpio procedente de los filtros circula por la tubería de aceite del motor (20) y pasa al bloque por el adaptador (9). Parte del aceite pasa al conducto de aceite del árbol de levas izquierdo (2). El resto del aceite va al conducto principal de aceite (1) . Los conductos de aceite de los árboles de levas (2) y (5) están conectados a cada cojinete del árbol de levas por medio de un agujero taladrado. El aceite pasa alrededor de cada muñón de árbol de levas. Después, el aceite pasa por la culata y por la caja del balancín y llega al eje del balancín. Hay un agujero taladrado que conecta las perforaciones de los levantaválvulas con el conducto de circulación del aceite del eje del balancín. Los levantaválvulas se lubrican en la parte superior de cada embolada. El conducto principal de aceite (1) está conectado a los cojinetes de bancada por medio de agujeros taladrados. Los agujeros taladrados en el cigüeñal conectan el suministro de aceite de los cojinetes de bancada con los cojinetes de biela. El aceite de la parte trasera del conducto de aceite principal va a la parte trasera del conducto de aceite del árbol de levas (5) . La válvula de secuencia (7) y la válvula de secuencia (8) permiten que el aceite vaya desde el conducto de aceite principal (1) al conducto de la boquilla de enfriamiento de los pistones (3) y al conducto de la boquilla de enfriamiento de los pistones (4). Las válvulas de secuencia comienzan a abrirse a aproximadamente 130 kPa (19 lb/pulg2). Las válvulas de secuencia no permiten que pase aceite al conducto del chorro de enfriamiento de los pistones hasta que haya presión en el conducto principal de aceite. Esto reduce el tiempo necesario para acumular presión cuando se arranca el motor. Esto contribuye también a mantener la presión cuando el motor funciona en vacío.

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Enfriamiento y lubricación de los pistones (ejemplo típico) (18) Boquilla de enfriamiento del pistón Hay una boquilla de enfriamiento del pistón (18) debajo de cada pistón. Cada boquilla de enfriamiento de los pistones tiene dos aberturas. Una abertura apunta en la dirección de un conducto ubicado en la parte inferior del pistón. Este conducto lleva aceite a un múltiple situado detrás de la banda para anillos del pistón. Hay una ranura en la parte lateral de las perforaciones de los dos pasadores de biela que se conecta con el múltiple ubicado detrás de la banda de anillos. La otra abertura de la boquilla de enfriamiento apunta en la dirección del centro del pistón. Esto ayuda a enfriar el pistón y lubrica el pasador de biela.

Lado delantero izquierdo del motor (ejemplo típico) (9) Adaptador (12) Tubería de drenaje del turbocompresor El adaptador (9) está situado en la parte delantera del grupo de cilindros de la izquierda. El suministro de aceite del turbocompresor (6) envía aceite desde el adaptador a los turbocompresores. La tubería de drenaje del turbocompresor (12) está conectada con las tapas de las cajas de los árboles de levas en cada lado del motor. Después de llevar a cabo las funciones de lubricación y enfriamiento el aceite regresa al colector de aceite del motor.

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Sistema de recuperación de aceite

Sistema de recuperación de aceite (23) Sumidero trasero del aceite (24) Bomba de barrido Este motor usa también una bomba de recuperación de aceite para mover el aceite desde la parte trasera del sumidero (extremo poco profundo) a la parte delantera. La bomba de barrido (24) es una bomba impulsada por un engranaje. La bomba recibe aceite a través de un sumidero de aceite trasero (23) . Este sistema es necesario para mantener aceite suficiente en la campana de succión principal (17).

Operación del sistema de enfriamiento Agua de las camisas

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Diagrama del sistema de enfriamiento (1) Bloque de cilindros (2) Enfriador de aceite del motor (3) Caja del regulador (4) Bomba del agua de las camisas (5) Radiador (6) Caja del cojinete para el turbocompresor (7) Enfriador del aceite del tren de impulsión (8) Enfriador del aceite de los frenos

El refrigerante entra en la bomba de agua de las camisas (4) a través de un codo. El codo se conecta a la fuente del refrigerante del agua de las camisas (5). El flujo de refrigerante se divide y parte de éste se envía a través del enfriador de aceite del motor (2) . El refrigerante fluye hacia arriba por las camisas de agua. El refrigerante fluye alrededor de las camisas del cilindro, desde la parte inferior a la superior. La camisa de agua es más pequeña hacia la parte superior de las camisas del cilindro. La temperatura es más alta en esta zona cerca de la parte superior de las camisas de cilindro. Este resalto causa que el refrigerante vaya más rápido para obtener un mejor enfriamiento de las camisas. El refrigerante va desde la parte superior de las camisas y entra en la culata desde donde se envía el refrigerante alrededor de las piezas que tienen la temperatura más alta. El refrigerante va entonces a la parte superior de la culata de cilindro. El refrigerante fluye a través de un codo. El refrigerante entra en un múltiple de agua en cada banco de cilindros. El refrigerante pasa a través del múltiple hacia la caja del regulador (3) . La caja del regulador (3) posee una sección superior de flujo y una sección inferior de flujo. Esta caja del regulador usa cuatro reguladores de termostato. Las ampollas de detección de los cuatro termostatos están en el refrigerante, en la sección inferior de la caja. Antes de que se abran los reguladores, el refrigerante frío se envía a través de la tubería de derivación. Este refrigerante se envía de vuelta a la entrada de la bomba del agua de las camisas (4). A medida que aumenta la temperatura del refrigerante, los reguladores empiezan a abrirse y se restringe el flujo de refrigerante por la tubería de derivación. Todo el refrigerante se envía a través de las salidas hacia el refrigerante del agua de las camisas (5). También ocurre que el refrigerante circula desde la caja del regulador superior (3) a la caja del cojinete para el turbocompresor (6). El refrigerante luego se devuelve al radiador (5) . Posenfriador de circuito separado (SCAC)

Sistema de enfriamiento de SCAC (8) Enfriador del aceite de los frenos

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(9) Bomba auxiliar (10) Posenfriador (11) Fuente de refrigerante de SCAC (radiador)

En el sistema de enfriamiento de SCAC, el refrigerante fluye desde la fuente de refrigerante de SCAC (radiador) (11) hacia la bomba auxiliar (9). La bomba auxiliar envía el refrigerante al posenfriador (10). Desde el posenfriador, el refrigerante fluye hacia el enfriador de aceite de los frenos (8). Desde el enfriador de aceite de los frenos, el refrigerante fluye nuevamente hacia la fuente de enfriamiento de SCAC (radiador) (11) Bloque de motor, camisas y culatas Los cilindros del lado izquierdo del bloque forman un ángulo de 60 grados con los cilindros del lado derecho. Las tapas de los cojinetes de bancada están sujetas al bloque de motor por medio de cuatro pernos por tapa. Se pueden quitar las camisas de los cilindros para su reemplazo. La superficie superior del bloque de motor es el asiento para la pestaña de la camisa del cilindro. El refrigerante del motor circula alrededor de las camisas de los cilindros para mantenerlas frías. Los tres sellos anulares alrededor de la parte inferior de la camisa del cilindro forman un sello entre la camisa del cilindro y el bloque de motor. Hay una banda de relleno debajo de la pestaña de la camisa del cilindro. Esto forma un sello entre la parte superior de la camisa del cilindro y el bloque de motor. El motor tiene una cabeza de cilindro separada por cada cilindro. Se utilizan dos válvulas de admisión y dos válvulas de escape por cada cilindro, controladas por un sistema de levantaválvulas. Las guías de válvula sin resaltos están encajadas a presión en las culatas de cilindros. La abertura para el inyector unitario está ubicada entre las cuatro válvulas. Un lóbulo en el árbol de levas mueve la varilla de empuje que opera el inyector unitario. El combustible se inyecta directamente en el cilindro. Hay una placa espaciadora de aluminio entre cada cabeza de cilindro y el bloque de motor. El refrigerante sale del bloque de motor a través de la placa espaciadora y pasa a la cabeza del cilindro a través de ocho aberturas ubicadas en cada cara de la cabeza del cilindro. Se usan sellos de agua en cada abertura para impedir fugas de refrigerante. Las empaquetaduras sellan la tubería de drenaje de aceite del motor entre la cabeza del cilindro, la placa espaciadora y el bloque de motor.

Lado izquierdo del motor (ejemplo típico) (1) Tapas del árbol de levas (2) Tapas del cárter

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Las tapas del árbol de levas (1) permiten acceso al árbol de levas y a los levantaválvulas. Las tapas del cárter (2) permiten acceso a las bielas del cigüeñal, a los cojinetes de bancada y a las boquillas de enfriamiento de los pistones. Cuando se quitan las tapas, todas las aberturas se pueden usar para inspección y para servicio.

Pistones, anillos y bielas - Pistón de dos piezas El pistón es un diseño articulado de dos piezas. El pistón consta de una corona forjada de acero y un faldón fundido de aluminio. Los dos trozos del conjunto de pistón están conectados al pasador de biela. Los dos trozos del conjunto de pistón pivotan alrededor del pasador de biela. La corona de acero soporta los tres anillos de pistón. El aceite proveniente de las boquillas de enfriamiento de los pistones fluye a través de una cámara ubicada directamente detrás de los anillos. El aceite enfría el pistón, lo cual prolonga la duración de los anillos. Los pistones tienen tres anillos que incluyen dos anillos de compresión y un anillo de aceite. Todos los anillos están ubicados por encima de la perforación del pasador de biela. El anillo de aceite es un anillo estándar. El aceite retorna al cárter a través de agujeros en la ranura del anillo del aceite. Los dos anillos superiores son anillos Keystone, los cuales tienen forma de cuña. La biela tiene una sección cónica en el extremo de la perforación del pasador. Esta sección cónica le da a la varilla y al pistón más resistencia en las zonas con la mayor parte de la carga. Hay cuatro pernos, instalados formando un ángulo pequeño, que sujetan la tapa a la varilla. Este diseño mantiene el ancho de la varilla a un mínimo, de modo que pueda usarse un cojinete de biela mayor y la varilla pueda poder seguir sacándose por la camisa.

Cigüeñal El cigüeñal convierte las fuerzas de combustión en el cilindro en par de rotación utilizable. Se utiliza un amortiguador de vibraciones en la parte delantera del cigüeñal para reducir las vibraciones torsionales que pueden dañar al motor. El cigüeñal impulsa un grupo de engranajes en la parte delantera y en la parte trasera del motor. El grupo de engranajes de la parte delantera del motor impulsa la bomba de aceite, la bomba de agua de las camisas, la bomba de transferencia de combustible y los mandos de accesorios. El grupo de engranajes trasero impulsa los árboles de levas y los mandos del accesorio. Se utilizan sellos y manguitos de desgaste en ambos extremos del cigüeñal. El cigüeñal del 3508B se mantiene en posición por medio de cinco cojinetes de bancada. El cigüeñal del 3512B se mantiene en posición por medio de siete cojinetes de bancada. El cigüeñal del 3516B se mantiene en posición por medio de nueve cojinetes de bancada. Una placa de empuje situada a cada lado del cojinete de bancada central controla el juego axial del cigüeñal.

Arbol de levas Hay un árbol de levas por lado. El árbol de levas del 3508B está soportado por cinco cojinetes. El árbol de levas del 3512B está soportado por siete cojinetes. El árbol de levas del 3516Bestá soportado por nueve cojinetes. Cada árbol de levas está impulsado por engranajes ubicados en la parte trasera del motor. Los árboles de levas deben estar sincronizados con el cigüeñal. La relación de los lóbulos de los árboles de levas a la posición del cigüeñal hace que las válvulas y los inyectores unitarios de cada cilindro funcionen en el momento correcto.

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Operación del sistema eléctrico El sistema eléctrico tiene dos circuitos separados: el circuito de carga y el circuito de arranque. Algunos componentes del sistema eléctrico se usan en más de un circuito. La batería, el disyuntor, las conexiones eléctricas y los cables de la batería son comunes en cada uno de los circuitos. El circuito de carga funciona cuando el motor está en marcha. Dispone de un alternador que produce electricidad para el circuito de carga. La presencia de un regulador de voltaje en el circuito controla la salida eléctrica para mantener la batería completamente cargada. El circuito de arranque funciona solamente cuando se activa el interruptor de arranque. Prácticas de conexión a tierra La conexión apropiada a tierra de los sistemas de la máquina y de los sistemas eléctricos del motor es necesaria para el rendimiento y la fiabilidad de la máquina. La conexión a tierra inapropiada resultará en circuitos eléctricos no controlados. No se podrá confiar en los recorridos de los circuitos. Los recorridos del circuito eléctrico del motor no controlados pueden resultar en daños a los cojinetes de bancada, las superficies del muñón de cojinete de bancada y los componentes de aluminio. También pueden producir ruido eléctrico. Este ruido puede disminuir el rendimiento de la máquina y de la radio. Se debe usar una ruta directa a la batería para asegurarse del funcionamiento apropiado de los sistemas de la máquina, sistemas eléctricos del motor y cinta de conexión a tierra del motor al bastidor. Los cables y las cintas de conexión a tierra deben combinarse en tornillos de contacto a tierra. Estos tornillos deben usarse solamente para conexiones a tierra. Inspeccione todas las conexiones a tierra del motor cada 250 horas. Todas las conexiones a tierra debe estar apretadas y libres de corrosión. ATENCION Cuando se arranca el motor utilizando una fuente auxiliar, siga las instrucciones contenidas en el Manual de Operación y Mantenimiento, "Arranque del motor" para arrancar correctamente el motor. Este motor tiene un sistema de arranque de 24 voltios. Use solamente un voltaje igual para arrancar el motor utilizando una fuente auxiliar.

El motor tiene varios componentes de entrada que son electrónicos. Estos componentes requieren un voltaje de operación. A diferencia de muchos sistemas electrónicos del pasado, este motor tolera el ruido eléctrico producido por fuentes externas comunes. Sin embargo, las alarmas electromecánicas pueden causar cortes del suministro de potencia. El módulo de control electrónico (ECM) del motor se energiza a través de dos fuentes de corriente eléctrica. Una fuente viene directamente de la batería a través de un disyuntor. La otra fuente viene a través del interruptor y otro disyuntor. Desconecte la potencia con el interruptor general de la potencia principal. Este interruptor está al lado de la caja de baterías.

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Circuitos electrónicos

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Circuito de control El módulo de control electrónico (ECM) permite que los circuitos comunes de entrada del interruptor que van al ECM tengan una tolerancia a la resistencia y los cortocircuitos entre cables. Estas tolerancias son las siguientes: • El ECM tolerará en cualquier interruptor ordinario una resistencia de hasta 2,5 ohmios sin que funcione de forma defectuosa. • El ECM tolerará cortocircuitos a tierra o entre cables en cualquier entrada de interruptor ordinario de 5000 ohmios o más sin que funcione de forma defectuosa. El ECM utiliza un máximo de 10 amperios a 24 voltios del sistema eléctrico. Sin embargo, el ECM funcionará con menos de 12 voltios. El ECM requiere un mínimo de 9 voltios mientras gira o funciona el motor. La energía ingresa al ECM a través del cable +B. La energía ingresa a través del cable B. El cable -B está conectado a tierra al bloque del motor. El cable -B debe estar dentro de 0,5 ohmios de la conexión a tierra del bastidor de la máquina. Debe existir una buena trayectoria directa hacia el terminal -B. El ECM está protegido contra los aumentos súbitos de la energía en la fuente de alimentación de 24 voltios.

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Circuito de entrada de velocidad/sincronización del motor La velocidad del motor es detectada por un sensor electrónico. El mismo sensor se utiliza para monitorear la posición del árbol de levas. El sensor de velocidad/sincronización del motor crea señales en la medida que el anillo de referencia de sincronización gira pasado el pickup del sensor (cabezal de deslizamiento). La corona de referencia de sincronización está montada en la parte trasera del árbol de levas izquierdo. El exclusivo diseño dentado del anillo de referencia de sincronización permite al ECM determinar la posición del cigüeñal, el sentido de giro y la velocidad. El ECM proporciona al sensor de velocidad/sincronización del motor los 12,5 ± 1,0 VCC necesarios para un correcto funcionamiento. La salida del sensor de velocidad/sincronización del motor es una serie de impulsos. La frecuencia de los impulsos depende de la velocidad del motor. El ECM interpreta la frecuencia de los impulsos como la velocidad del motor. La forma de los impulsos depende de la posición de rotación del árbol de levas. El ECM detecta la forma de los impulsos para determinar la posición del árbol de levas.

Circuito de entrada de la temperatura del refrigerante La temperatura del refrigerante del motor se mide por medio de un sensor electrónico. El sensor está montado en la tapa de la caja del regulador. La señal del sensor se usa para modificar el suministro de combustible del motor. La señal también se utiliza para modificar la sincronización para un arranque en frío mejorado y para reducir los humos blancos. El ECM alimenta el sensor de temperatura del refrigerante con 5,0 ± 0,5 VCC. El voltaje de salida del sensor es de 0,2 ± 4,6 VCC. Esto depende de la temperatura del refrigerante del motor.

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Circuito de entrada de la posición del acelerador La posición del acelerador se obtiene a partir de un sensor electrónico conectado al pedal del acelerador. El voltaje de operación de 8,0 ± 0,5 VCC es suministrado al sensor por el módulo de control electrónico. La salida del sensor de posición del acelerador es una señal de frecuencia constante con niveles de voltaje de 0 ó 10 voltios. La duración del impulso no es la frecuencia de la señal. La duración del impulso de la señal depende de la rotación del brazo del sensor de posición del acelerador. El ECM interpreta la duración del impulso como la posición de acelerador. El ciclo de trabajo mínimo se encuentra entre 10% y 22%. El ciclo de trabajo máximo está comprendido entre el 44% y el 52%. El ECM interpreta el ciclo de trabajo mínimo como el 0% de la posición del acelerador. El ECM interpreta el ciclo de trabajo máximo como el 100% de la posición del acelerador. El sensor de posición del acelerador está montado integralmente en el conjunto del pedal del acelerador. El sensor de posición del acelerador gira aproximadamente 18 grados a partir de la detención de la velocidad baja en vacío hasta la detención de la velocidad alta en vacío en el conjunto del pedal. El sistema de control electrónico calibrará automáticamente cualquier banda muerta en el pedal del acelerador. Esto ocurre en la medida que se acciona el pedal a lo largo del recorrido. Las detenciones mecánicas en el conjunto del pedal restringen el giro del sensor del acelerador. Esto ayuda a evitar daños en el sensor. Las detenciones mecánicas eliminan la necesidad de ajustar manualmente las detenciones del pedal.

Circuitos de salida de los inyectores una señal eléctrica procedente del ECM controla cada uno de los inyectores unitarios electrónicos (EUI). Esta señal determina la sincronización de la inyección de combustible. La duración de la señal eléctrica determina la cantidad de combustible inyectado. La señal permite un control preciso de los inyectores. Circuito de entrada de presión atmosférica La presión atmosférica es detectada por el sensor de presión atmosférica. El sensor está ubicado en el soporte de montaje en el ECM. El ECM suministra el voltaje de

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alimentación de 5,0 ± 0,5 VCC. La salida del sensor de la presión atmosférica es una señal de CC. Esta señal varía de 0,2 a 4,8 voltios. El ECM interpreta el voltaje de salida como presión atmosférica.

Circuito de presión de admisión del turbocompresor Los sensores de presión de admisión del turbocompresor monitorean la presión de aire en el sistema de inducción de aire del motor. Los sensores están ubicados en cada tubo de admisión de aire. El ECM suministra al sensor un voltaje de 5,0 ± 0,5 VCC. La salida del sensor de la presión de entrada del turbocompresor es una señal de voltaje CC. La señal varía de 0,2 a 4,8 voltios. El ECM interpreta la señal proveniente de este sensor como la presión del aire de admisión a los compresores del turbocompresor.

Circuito de presión de salida del turbocompresor El sensor de presión de salida del turbocompresor monitorea la presión del múltiple de admisión de aire del motor. El sensor está ubicado en la parte delantera del motor. Está montado en un bloque en el soporte de la caja del regulador de agua delantero. El sensor recibe un voltaje de 5,0 ± 0,5 VCC desde el ECM. La salida del sensor es una señal de CC. La señal varía de 0,2 a 4,8 4,8 voltios. El ECM interpreta esta señal como la presión absoluta del múltiple de admisión. Anulación de velocidad baja en vacío elevada A ciertas temperaturas ambientales de operación sin una mayor velocidad del motor, la máquina no alcanzará la temperatura temperatura de funcionamiento correcta después del arranque. Esto se debe a la capacidad de enfriamiento de la máquina. La máquina se enfriará por debajo de la temperatura de correcta de funcionamiento durante la marcha en vacío. La velocidad en vacío elevada se activa cuando la transmisión está en neutral y el freno de estacionamiento está conectado. Los estados de neutral y del freno de estacionamiento se basan en entradas a través del enlace de datos. Estas entradas

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provienen del control de la transmisión. La activación de la velocidad en vacío elevada se demora durante el arranque o el enfriamiento del motor. Restricción del filtro de aire La restricción del filtro de aire viene indicada por el módulo de control de monitoreo cuando la caída de la presión en los filtros de aire excede el nivel máximo permitido recomendado por Caterpillar. El módulo de control de monitoreo recibe la advertencia de la restricción de aire del ECM a través del enlace de datos. Luz de exceso de velocidad del motor y salida de la alarma El ECM envía una señal al tablero monitor de la máquina por medio del enlace de datos. Esta señal indica si la velocidad del motor se encuentra en un nivel aceptable. El tablero monitor indica una advertencia. La advertencia viene indicada por una luz de acción y una alarma. El exceso de velocidad del motor se activa cuando la velocidad supera las 2100 rpm. La advertencia permanece activa hasta que la velocidad del motor desciende a 1900 rpm. Advertencia de presión baja del aceite El ECM proporciona una señal al tablero monitor de la máquina a través del enlace de datos. La señal indica si la presión del aceite del motor se encuentra en un nivel aceptable para la condición de operación. El ECM compara la presión de aceite real del motor con un mapa de presión de aceite. El mapa se guarda en la memoria del ECM. Si la presión de aceite del motor es menor que el valor predeterminado del mapa, aparece una advertencia en el tablero monitor. Condición de temperatura alta del refrigerante El ECM envía una señal al tablero monitor de la máquina por medio del enlace de datos. La señal indica la temperatura del refrigerante del motor. Ésta aparece en el grupo de indicadores. Si la temperatura del refrigerante ingresa a la zona roja del indicador, el módulo de control de monitoreo enciende la luz de acción. El sistema eléctrico de la máquina suministra 24 voltios al tablero monitor. El ECM cierra el circuito de salida de "temperatura alta de refrigerante" cuando la temperatura de éste es aceptable. El ECM abre el circuito de salida de "temperatura alta del refrigerante" si la temperatura del refrigerante es excesivamente alta. En ese caso aparece una indicación de "Temperatura alta del refrigerante" en el tablero monitor.

Circuito de entrada auxiliar del acelerador El interruptor auxiliar del acelerador se usa para aumentar la velocidad del motor a 1300 rpm cuando el módulo de control electrónico recibe una señal errónea de posición del

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acelerador. Esta posición del interruptor se pasa por alto a menos que el ECM determine que la señal del acelerador es incorrecta. Si el interruptor está en la posición de "APAGADO" (abierto), la línea de entrada al ECM llegará a aproximadamente 12 voltios. Si se pulsa el interruptor, la línea de entrada al ECM pasará a 0 voltios (tierra). Entrada de parada a nivel del suelo El interruptor de parada a nivel del suelo es un interruptor de tipo monopolar de dos vías. El interruptor de parada a nivel del suelo se usa para parar el motor desde el nivel del suelo. El interruptor de parada a nivel del suelo permite girar el motor sin que arranque. Este procedimiento se usa para efectuar servicio al motor. Cuando el interruptor está abajo, se encuentra en el modo de marcha. Cuando el interruptor está arriba, se encuentra en el modo de parada. Cuando el interruptor de parada remoto se cambia a la posición de parada, el suministro de alimentación al ECM debe realizar un ciclo de encendido y apagado antes de arrancar el motor. Esto se realiza girando el interruptor de llave a la posición de "APAGADO" y volviendo a ponerlo en la posición de "ARRANQUE". Circuito de parada definido por el usuario El ECM detecta esta entrada del interruptor. El ECM terminará la inyección de combustible si la entrada está conectada a la conexión a tierra del chasis. La parada se registra permanentemente en el ECM como un evento registrado. Circuito de entrada de presión de aceite del motor La presión de aceite del motor se monitorea desde la salida en el filtro de aceite del motor. El voltaje de operación de 5,0 ± 0,5 VCC de este sensor es suministrado por el ECM. La salida del sensor de presión de aceite del motor es una señal CC que varía de 0,14 a 4,42 voltios. El voltaje depende de la presión de aceite del motor. El ECM interpreta el voltaje como la presión de aceite del motor.

Motor de arranque El motor de arranque se usa para hacer girar el volante del motor y poder arrancar.

Sección transversal del motor de arranque (ejemplo típico) (1) Devanado inductor (2) Solenoide (3) Embrague (4) Piñón (5) Conmutador (6) Conjunto de escobilla (7) Inducido

El motor de arranque tiene un solenoide (2). Cuando se activa el interruptor de arranque, circula electricidad por los devanados del solenoide. El núcleo del solenoide se moverá

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para empujar el piñón (4) por medio de un varillaje mecánico. Este se conectará con la corona del volante del motor. El piñón (4) se engranará con la corona antes de que los contactos eléctricos del solenoide (2) cierren el circuito entre la batería y el motor de arranque. Cuando el circuito entre la batería y el motor de arranque esté completo, el piñón (4) hará girar el volante del motor. El embrague protege el motor de arranque. El motor no puede hacer girar el motor de arranque con demasiada rapidez. Cuando se suelte el interruptor de arranque, el piñón (4) se apartará de la corona del volante.

Protección del motor de arranque El motor de arranque está protegido contra los daños de dos maneras: •

•

El motor de arranque está protegido para no conectarse con el motor cuando el motor esté funcionando. Esta opción de control no permite que el motor de arranque se active si la velocidad es superior a 0 rpm. El motor de arranque está protegido contra un arranque continuo. Por ejemplo, si un operador mantiene la llave en la posición de ARRANQUE después de que se haya producido el arranque del motor, el solenoide del motor de arranque se desconectará después de que la velocidad del motor alcance 300 rpm.

Solenoide de arranque Un solenoide es un interruptor electromagnético que efectúa dos operaciones básicas. • •

El solenoide cierra el circuito del motor de arranque de alta corriente por medio de un circuito del interruptor de arranque de baja corriente. El solenoide conecta el piñón del motor de arranque con la corona.

Diagrama típico de un solenoide

El solenoide consta de dos devanados (uno o dos conjuntos) enrollados en un cilindro hueco. El cilindro contiene un émbolo accionado por resorte. El émbolo puede moverse hacia adelante y hacia atrás. Cuando el interruptor de arranque está cerrado y la electricidad circula por los devanados, se crea un campo magnético. El campo magnético atrae el émbolo hacia adelante, hacia el cilindro. Esto mueve la palanca de cambios para conectar el engranaje de mando del piñón con la corona. El extremo delantero del émbolo hace contacto con los terminales de la batería y del motor del solenoide. El motor de arranque empieza a hacer girar el volante del motor. Cuando se abre el interruptor de arranque, la corriente deja de circular por los devanados. El resorte empuja el émbolo de nuevo a la posición original. El resorte mueve simultáneamente el piñón alejándolo del volante. Cuando se usan dos juegos de devanados en el solenoide, los devanados se denominan de retención y de tracción. Ambos devanados tienen el mismo número de vueltas alrededor del cilindro. Sin embargo, el devanado de tracción usa un cable de mayor diámetro para producir un mayor campo magnético. Cuando se cierra el interruptor de arranque, parte de la corriente circula desde la batería a través de los devanados de retención. El resto de la corriente circula por los devanados de tracción, pasando al terminal del motor. A continuación, la corriente pasa a tierra por el motor. Cuando el solenoide está completamente activado, los devanados de tracción cortan la corriente. MATERIAL DE ESTUDIO

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Solamente funcionan los devanados de retención menores durante un tiempo prolongado. Este período es el tiempo necesario para arrancar el motor. El solenoide absorberá ahora menos corriente de la batería. El calor desprendido por el solenoide se mantendrá a un nivel aceptable. Alternador ATENCION No haga funcionar nunca el alternador sin la batería en el circuito. El establecimiento de una conexión o desconexión de un alternador con una carga pesada en el circuito puede causar daños en el regulador.

Componentes del alternador (ejemplo típico) (1) Regulador (2) Cojinete de rodillos (3) Devanado del estator (4) Cojinete de bolas (5) Puente rectificador (6) Devanado inductor (7) Conjunto de rotor (8) Ventilador El alternador es impulsado por una correa de un mando auxiliar ubicado en la esquina delantera derecha del motor. Este alternador es una unidad de carga trifásica y autorrectificada y el regulador (1) forma parte del alternador. Este diseño de alternador no tiene ninguna necesidad de anillos colectores o escobillas y la única pieza móvil es el conjunto de rotor (7). Todos los conductores que transportan corriente son estacionarios. Los conductores son el devanado inductor (6), los devanados del estator (3), seis diodos rectificadores y los componentes del circuito del regulador. El conjunto de rotor (7) tiene muchos polos magnéticos. Hay un entrehierro entre los polos opuestos. Los polos tienen un magnetismo residual que produce una pequeña cantidad de líneas de fuerza magnéticas entre los polos. A medida que el conjunto de rotor (7) empieza a girar entre los devanados inductores (6) y los devanados del estator (3) se produce una pequeña cantidad de corriente alterna (CA) en los devanados del estator (3). Esta corriente procede de las pequeñas líneas de fuerza magnéticas producidas por el magnetismo residual de los polos. La corriente alterna se convierte en corriente continua. El cambio tiene lugar cuando la corriente pasa por los diodos del puente rectificador (5). La mayor parte de esta corriente completa dos funciones. Las funciones son cargar la batería y alimentar el circuito de baja corriente. El resto de la corriente se envía a los devanados inductores (6). El paso de corriente continua por los devanados inductores (cables arrollados en un núcleo de hierro) (6) aumenta ahora la intensidad de

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las líneas de fuerza magnéticas. Estas líneas de fuerza más intensas aumentan la cantidad de corriente alterna producida en los devanados del estator (3). La mayor velocidad del conjunto de rotor (7) aumenta también la corriente y voltaje de salida del alternador. El regulador de voltaje (1) es un interruptor electrónico Sensor de velocidad del motor

Diagrama del sensor de velocidad del motor (1) Líneas de fuerza magnética (2) Bobinas (3) Entrehierro (4) Pieza polar (5) Corona del volante El sensor de velocidad del motor es un generador de imán permanente. Este sensor tiene un solo polo. El sensor de velocidad del motor está compuesto por bobinas (2). Las bobinas están arrolladas en una pieza polar del imán permanente (4) . A medida que los dientes de la corona del volante (5) cortan las líneas de fuerza magnética (1) generadas por el imán permanente, se genera un voltaje de corriente alterna en las bobinas (2). La frecuencia de este voltaje es directamente proporcional a la velocidad del motor. Disyuntor El disyuntor es un interruptor que abre el circuito de la batería si la corriente del sistema eléctrico es mayor que la intensidad nominal del disyuntor. Dispone de un disco de metal activado por calor con un punto de contacto que completa el circuito eléctrico a través del disyuntor. Si la corriente en el sistema eléctrico llega a ser demasiado alta, el disco metálico se calentará. Este calor causa una deformación del disco metálico. El disco abre los contactos. El disco interrumpe el circuito.

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MOTOR CATERPILLAR 3516B EVENTOS REGISTRADOS EN LOS MOTORES 3500B

En los motores 3500B se registran eventos ante las siguientes condiciones: Tabla 3.4.- Eventos Registrados por el ECM del Motor Evento Restricción del filtro de aire Baja Presión de Aceite

Condición >6.25 kPa o 25” de H2O. Máximo Derrateo de 20% requiere Baja en vacío < 44 kPa (6.4 PSI)

Alta en vacío < 250password kPa (36 PSI) Requiere de Alta Temperatura de Refrigerante >107°C. fábrica 2200 RPM. Requiere password de Sobrerevolución del motor fábrica Restricción del filtro de Aceite > 70 kPa (10 PSI) no req. del Motor Password de fábrica Restricción del filtro de > 138 kPa (20 PSI) no requiere combustible password de fábrica > 750° C (1382° F) requiere Alta Temperatura de Escape password de fábrica. Máximo Alta Temperatura del >107°C. Requiere password de Refrigerante del Posenfriador fábrica Bajo Nivel de Aceite de Motor No requiere password de fábrica Alta presión en el Cárter Bajo flujo de refrigerante

>3.6 kPa (.5 PSI) (14.4” de H2O) no requiere password de fábrica Requiere password de fábrica

Los parámetros son determinados por el usuario Anulación con la llave de Anulación de Prelubricanción encendido. Alta presión de refuerzo (boost) 20 kPa (3 PSI) mayor que la especificada. Baja presión de refuerzo (boost) 35 kPa (5 PSI) menor que la especificada. El VIMS apagará el motor ante alguna de las siguientes condiciones: Paradas definidas por el usuario

• Bajo Nivel de Aceite • Baja Presión de Aceite • Alta Temperatura de Refrigerante • Bajo Nivel de Refrigerante • Bajo Nivel de Refrigerante del Posenfriador El motor sólo se apagará si es que: • La palanca de cambios está en NEUTRAL • La velocidad sobre el terreno es 0, y • El freno de parqueo está ENGANCHADO El ECM no almacena eventos ante paradas definidas por el VIMS, las cuales son distintas a las definidas por el usuario

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SISTEMAS DEL MOTOR CONTROLADOS POR EL ECM Tabla 3.5.- Funciones de los Sistemas de Motor Controladas por el ECM. Función

Función de Encendido del Motor

Descripción Esta Función es controlada por el ADEM II y el TCEC (Transmission / Chassis Electronic Control). El ECM del motor proporciona señales al TCEC concernientes a la velocidad del motor y la condición del sistema de prelubricación. El TCEC energizará el relé de arranque solo cuando:

• • • •

La palanca de Cambios está en NEUTRAL EL freno de parque está enganchado (no necesario) La velocidad del motor es 0 RPM El ciclo de prelubricación del motor se ha completado y se ha pagado (OFF) Nota: Para proteger el arrancador, este se desengancha cuando la velocidad del motor es 300 RPM superior.

Automática o manual . El ECM del motor energiza el relé de inyección de éter sólo si:

• •

Inyección de Eter

La Temperatura del refrigerante es menor a 10ºC (50ºF) La Velocidad del motor está por debajo de 1900 RPM (para inyección manual)

Los motores 3500B utilizan una función de corte de cilindros en frío para reducir el humo blanco en el escape luego del arranque y durante largos períodos en vacío en clima frío. Luego que el motor se ha encendido y el sistema de inyección automática de éter ha cesado de inyectar éste, el ECM del motor corta un cilindro a la vez para determinar que cilindro está quemado. El ECM desactiva (corta) algunos de los cilindros que no están quemado. Corte de Cilindros en Frío

El ECM puede identificar un cilindro que no está quemando mediante el monitoreo de la cantidad de combustible y la velocidad del motor durante el corte de cilindros. EL ECM promedia el suministro se combustible y analiza el cambio de la cantidad de combustible durante un corte de cilindro para determinar si el cilindro está quemado. Al desactivarse algunos cilindros durante la operación en Modo Frío, el motor funcionará de manera dispareja hasta que la temperatura se eleve por encima de la temperatura de Modo Frío. Esta condición es normal, pero el operador debe estar advertido para evitar reclamos innecesarios.

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Esta condición se activa ante las siguientes condiciones:

• • • •

Freno de parqueo enganchado Transmisión en NEUTRAL Temperatura del refrigerante inferior a 63º C 10 Segundos luego del arranque o 3 segundos luego de concluida la inyección de éter • Luego de 10 minutos en que el motor ha estado funcionando en vacío Esta condición se desactiva ante las siguientes condiciones:

• • • • • • •

Se desengancha el freno de parqueo Se coloca la palanca de cambios en una posición distinta a NEUTRAL Temperatura de refrigerante por encima de 70ºC La velocidad del motor cae 100 RPM por debajo de la velocidad de baja en vacío Se activa la inyección manual de éter Se usa el corte de cilindros en frío con el ET Se mueve el pedal del acelerador más de 25%

Ayuda a la maquina a calentarse luego de un arranque en frío. También proteger el motor durante el arranque en frío y evita un sobre enfriamiento del motor cuando el motor funciona en vacío por un largo período clima frío. Se elevan las RPM a 1300 Esta condición se activa ante las siguientes condiciones Modo Frío

• • • •

Función

Transmisión en NEUTRAL Freno de parqueo enganchado Luego de 10 minutos en que el motor ha estado funcionando en vacío Temperatura del refrigerante inferior a 60ºC (si la temperatura está entre 60ºC y 70ºC, la velocidad baja a 1000 RPM)

Descripción Es controlada por el ADEM II y el TCEC. El TCEC le indica al ADEM II cuando energízar el relé de la bomba de prelubricación

Prelubricación El ADEM II le indica el TCEC que encienda la máquina cuando:

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La Presión de aceite del motor es 3 kPa(.4 PSI) o mayor. J. RODRIGUEZ

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•

La bomba de prelubricación ha estado funcionando por 17 segundos. (Si el sistema trabaja más de 17 segundos, se almacena un código de falla de prelubrícación en el ADEM II) • El motor ha estado funcionando hace menos de 2 minutos • La temperatura de refrigerante está por encima de 50ºC )122ºF) Nota: Con el ET se puede activar o desactivar esta función en el ADEM II

Control de Shutter del Radiador

Accesorio

Si el motor tiene ventilador de velocidad, el ECM regula la velocidad del ventilador.

Control de Velocidad del Ventilador

Este varia de acuerdo a la temperatura del refrigerante de las chaquetas de agua (parámetro principal), la temperatura del posenfríador, el sensor de presión del aire acondicionado y los sensores de temperatura del aceite de enfriamiento de frenos. Se tiene un sensor de velocidad detrás de la polea del ventilador, el que informa el ECM de la velocidad actual del ventilador.} La regulación de velocidad del ventilador se puede anular mediante el ET. Cuando esto se hace, el ventilador funciona siempre a máximas RPM.

Derivación de Gases con alta presión de refuerzo

Una Válvula de derivación de gases de escape (Wastegate) evita una excesiva presión de refuerzo derivando los gases de escape que va a los turbocargadores. La válvula de derivación es controlada por el ECM del Motor. Si la presión de refuerzo excede el valor predeterminado, el ECM abe el solenoide de la wastegate y envía aire para abrirla (proveniente del sistema de aire de frenos y reducida a 55 PSI) Cuando se abre la válvula de derivación, los gases de escape del lado de la turbina se derivan hacia el silenciador. La derivación de gases de la turbina disminuye la velocidad de los turbocargadores lo cual reduce la presión de refuerzo que llega a los cilindros. El solenoide de la válvula wastegate puede ser controlado por el ET para propósitos de diagnóstico. Si la presión de refuerzo actual está 20kPa (3 PSI) por encima que la presión deseada de refuerzo calculada por el ECM, se almacena un evento de alta presión de refuerzo. Si la presión de refuerzo es 35 kPa (5 PSI) por debajo de la presión deseada de refuerzo calculada por el ECM, se almacena un evento de baja presión de refuerzo. Si el ECM detecta una condición de baja o alta presión de refuerzo, el ECM derrateará el suministro de combustible (máximo 10%)

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para evitar daños al motor . El aceite de motor fluye desde el block hacia el filtro de aceite del sistema de renovación y luego hacia el solenoide de renovación. Una pequeña cantidad de aceite fluye del solenoide hacia el lado de retorno del regulador de presión de combustible de donde retorna el tanque de combustible donde se combina con este. Cada cierto tiempo aparece la indicación de “AÑADIR ACEITE”. Este sistema permite que los intervalos de cambio de filtros de aceite y combustible sean de 500 horas y el intervalo de cambio de aceite sea anual o a las 4000 horas. El ECM del motor regula la cantidad de aceite que se inyecta a través del solenoide de renovación de aceite del motor. Se deben cumplir ciertos parámetros para que el ECM permita la inyección de aceite a través del sistema de renovación de aceite. Sistema de Renovación de Aceite

Los parámetros que se deben cumplir para operar el sistema de renovación de aceite son:

• • • •

Posición de combustible mayor que 10mm (.40in) RPM del motor entre 1100 y 1850 RPM Temperatura del refrigerante de las camisas entre 63ºC y 107ºC La diferencia de presiones en el filtro de aceite en alta en vacío con el aceite caliente debe ser inferior a 10PSI • La presión diferencial de combustible debe ser menor a 20 PSI • Los switches de nivel de aceite deben estar enviando señales válidas al ECM del motor • El motor debe haber estado funcionando por más de 5 minutos • El nivel de combustible debe ser superior a 10% El sistema puede ser desactivado con el uso del ET. La cantidad de aceite inyectado también puede ser ajustada mediante la programación con ET. Los valores establecidos en fábrica mostrados como “0” equivalen a una proporción de 0.5% de aceite en el combustible. Esta proporción puede cambiarse desde “-50” que equivale a 0.25% hasta “50” que equivale a 0.75%.

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