Sistema de Combustible

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Bienvenido: cr080jgo Producto:  LOAD HAUL DUMP Modelo:  R1600G LOAD HAUL DUMP 9YZ Configuración: R1600G Load Haul Dump 9YZ00001­UP (MACHINE) POWERED BY 3176C Engine

Operación de Sistemas  3176C y 3.196 Motores para máquinas fabricadas por Caterpillar Número de medio ­RSNR1222­08

 

Fecha de publicación ­01/09/2011

 

Fecha de actualización ­27/11/2012 i03416899

Sistema de combustible SMCS ­ 1250

Ilustración 1

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(1) Sensor de posición del cigüeñal (2) Sensor de posición del árbol de levas (3) Inyectores https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/sis…

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(4) Solenoide retardador (5) Riel para el suministro de combustible (6) Sensor de la presión de refuerzo (7) Filtro secundario de combustible de 2 micrones (8) Sensor de la presión atmosférica (9) Bomba de combustible (10) Filtro primario de combustible (11) Tanque de combustible (12) Regulador de la presión de combustible (13) Sensor de presión de aceite del motor (14) Sensor de temperatura del refrigerante del motor (15) Sensor de temperatura del aire de admisión (16) Sensor de temperatura del combustible (17) temperatura del aire ambiente (18) Sensor de nivel del refrigerante del motor (19) Pedal del acelerador (20) Sensor de la posición del pedal del acelerador (21) Baterías (22) Módulo de control del motor (ECM) (23) SAEJ1587/J1708Enlace de datos (24) SAEJ1587/J1708Enlace de datos (25) SAEJ1939Enlace de datos (26) Luces de advertencia y de comprobar motor (27) 2 Salidas de luz (28) Conector de calibración de sincronización (29) 6 Salidas programables (30) Relé o solenoide del ventilador de enfriamiento (31) Interruptor del retardador del motor (32) Toma de fuerza activada/desactivada e interruptores ajustar/reanudar (33) Crucero activado/desactivado e interruptores ajustar/reanudar (34) 7 Entradas programables (35) Sensor de la velocidad del vehículo (36) Módulo de velocímetro/tacómetro (37) Interruptores de posición del pedal del freno de servicio. (38) Interruptores de posición del pedal de embrague y neutral (39) Interruptor de llave https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/sis…

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El sistema de inyectores unitarios electrónicos consta de los siguientes sistemas: el sistema mecánico y el sistema electrónico. El sistema mecánico consta del sistema de suministro de combustible de baja presión y los inyectores unitarios electrónicos. El sistema electrónico proporciona control electrónico completo de todas las funciones del motor. El sistema de control electrónico consta de los tres siguientes tipos de componentes: entrada, control y salida. La mayoría de los cambios de potencia o de rendimiento del motor se consiguen instalando nuevo software electrónico o actualizando los componentes mecánicos. Hay cinco componentes principales del sistema de combustible de inyectores unitarios electrónicos: Inyectores unitarios electrónicos Bomba de transferencia de combustible Módulo de control del motor (ECM) Sensores Accionadores Los inyectores unitarios electrónicos producen presiones de inyección del combustible de hasta 207.000 kPa (30.000 lb/pulg)2. Además, los inyectores unitarios electrónicos disparan hasta 19 veces por segundo a la velocidad nominal. La bomba de transferencia de combustible proporciona combustible los inyectores extrayéndolo del tanque y presuriza el tanque entre 60 y 125 lb/pulg2. El ECM es una computadora potente que controla todas las funciones principales del motor. Los sensores son dispositivos electrónicos que vigilan los parámetros de rendimiento del motor. Los parámetros de rendimiento del motor miden la presión, la temperatura y la velocidad. Esta información se envía al ECM por medio de un voltaje de señal. Los accionadores son dispositivos electrónicos que usan corrientes electrónicas del ECM para cambiar rendimiento del motor. Un ejemplo de un accionador es el solenoide del inyector.

Sistema de combustible de baja presión

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Ilustración 2

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(1) Sensor de posición del cigüeñal (2) Sensor de posición del árbol de levas (3) Inyectores (4) Solenoide retardador (5) Riel para el suministro de combustible (6) Sensor de la presión de refuerzo (7) Filtro secundario de combustible de 2 micrones (8) Sensor de la presión atmosférica (9) Bomba de combustible (10) Filtro primario de combustible (11) Tanque de combustible (12) Regulador de la presión de combustible (13) Sensor de presión de aceite del motor (14) Sensor de temperatura del refrigerante del motor (15) Sensor de temperatura del aire de admisión (16) Sensor de temperatura del combustible (17) temperatura del aire ambiente https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/sis…

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(18) Sensor de nivel del refrigerante del motor (19) Pedal del acelerador (20) Sensor de la posición del pedal del acelerador (21) Baterías (22) Módulo de control del motor (ECM) (23) SAEJ1587/J1708Enlace de datos (24) SAEJ1587/J1708Enlace de datos (25) SAEJ1939Enlace de datos (26) Luces de advertencia y de comprobar motor (27) 2 Salidas de luz (28) Conector de calibración de sincronización (29) 6 Salidas programables (30) Relé o solenoide del ventilador de enfriamiento (31) Interruptor del retardador del motor (32) Toma de fuerza activada/desactivada e interruptores ajustar/reanudar (33) Crucero activado/desactivado e interruptores ajustar/reanudar (34) 7 Entradas programables (35) Sensor de la velocidad del vehículo (36) Velocímetro y tacómetro (37) Interruptores de posición del pedal del freno de servicio. (38) Interruptores de posición del pedal de embrague y neutral (39) Interruptor de llave

El sistema de combustible de baja presión proporciona combustible del tanque de combustible a los inyectores. El sistema de combustible de baja presión tiene tres funciones básicas: suministro de combustible a los inyectores para la combustión suministro de combustible a los inyectores para el enfriamiento suministro de combustible al sistema de combustible para purgar el aire. Las piezas principales en un sistema de combustible de baja presión son los siguientes: Tanque de combustible Tuberías de transferencia de combustible Filtro de combustible primario o separador de agua Bomba de transferencia de combustible Filtro de combustible secundario Bomba de cebado de combustible https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/sis…

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Válvula reguladora de la presión de combustible Los inyectores unitarios electrónicos, la bomba de transferencia de combustible, el módulo de control del motor, los sensores y los accionadores son parte del sistema de combustible de baja presión. En el sistema de combustible de baja presión, el combustible se extrae del tanque de combustible y se envía al filtro de combustible primario o al separador de agua. El filtro de combustible primario saca del combustible partículas de basura grandes antes de que el combustible pase a la bomba de transferencia. La bomba de transferencia de combustible es una bomba de engranajes que contiene una válvula de alivio de presión. El combustible fluye desde el orificio de salida de la bomba de transferencia al filtro de combustible secundario. Todos los motores de 1999 y más recientes utilizan un filtro de combustible de 2 micrones. El filtro de 2 micrones elimina contaminantes abrasivos pequeños del sistema de combustible, los cuales pueden causar daños a los inyectores unitarios. La base del filtro del combustible contiene una bomba manual de cebado de combustible. La bomba de cebado de combustible purga aire del sistema cuando se ha reemplazado un filtro de combustible o se ha reemplazado un inyector unitario. La bomba de cebado extrae combustible del tanque, lo hace pasar alrededor de la bomba de transferencia y llegar al filtro. La bomba de transferencia empuja el combustible a través del conducto de suministro en la culata y de vuelta al tanque. El regulador de presión de combustible está compuesto por una válvula de retención accionada por resorte. La válvula de alivio de presión se abre aproximadamente entre 60 y 125 lb/pulg2. Cuando el motor está apagado y la presión de combustible cae por debajo de 60 lb/pulg2, la válvula de retención se cierra. La válvula de retención se cierra para evitar que el combustible que hay en la culata drene de vuelta al tanque de combustible. Retener el combustible en la culata mantiene un suministro de combustible para los inyectores durante el requerimiento de puesta en marcha. El módulo de control del motor controla funciones principales del motor. Los sensores son dispositivos electrónicos que vigilan los parámetros de rendimiento del motor. El sensor de presión, el sensor de temperatura y el sensor de velocidad proporcionan información al módulo de control electrónico por medio de un voltaje de señal. Los accionadores son dispositivos electrónicos que usan corrientes eléctricas del módulo de control del motor para cambiar el rendimiento del motor. Un ejemplo de un accionador es un solenoide de inyector.

Controles electrónicos El sistema de control electrónico proporciona control electrónico completo de todas las funciones del motor. El sistema de control electrónico consta de los tres siguientes tipos de componentes: entrada, control y salida. Los sensores vigilan las condiciones de operación del motor. La información se envía al módulo de control del motor (ECM). El ECM tiene tres funciones principales. El ECM proporciona potencia para el sistema electrónico del motor y vigila las señales que llegan de los sensores del motor. El ECM actúa también como un regulador para controlar la velocidad (rpm) del motor. El ECM almacena las fallas activas, las fallas registradas y los sucesos registrados. El módulo de personalidad es el software en el ECM que contiene los mapas específicos que definen la potencia, el par motor y las rpm del motor. El ECM envía corriente eléctrica a los componentes de salida para controlar la operación del motor. El ECM tiene los siguientes conectores: dosconectores de mazo de cablesde 70 clavijas, un conector de mazo de cables del motor y un conector del mazo de cables del vehículo. El mazo de cables del vehículo conecta el módulo de control del motor (ECM)a la porción de control del motor del mazo de cables del vehículo. Laporción de control del motorincluye los siguientes componentes. Sensor de posición del pedal acelerador Sensor de la velocidad del vehículo Transmisión Frenar https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/sis…

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Interruptores del embrague Control de la velocidad de crucero Conmutador de la toma de fuerza Enlaces de datos Luz de comprobar el motor Luz de advertencia Interruptor del retardador del motor Velocímetro Tacómetro Solenoide del ventilador de enfriamiento Las siguientes características forman parte del sistema de control electrónico: Estrategia de arranque en frío Presión del aceite Indicador de advertencia de la temperatura del refrigerante Compensación automática por la altitud Sincronización variable de la inyección Regulación electrónica de la velocidad del motor Estas características resultan en: un control preciso de velocidad del motor, muy poco humo, arranque más rápido en frío y protección del motor incorporada. El módulo de control del motor está compuesto por los siguientes dos componentes principales: módulo de control electrónico y módulo de personalidad. El ECM es una computadora y el módulo de personalidad es el software para la computadora. El módulo de personalidad contiene los mapas de operación. Los mapas de operación definen las siguientes características del motor: Potencia de motor Curvas de par Rpm Otras características El ECM, el módulo de personalidad, los sensores y los inyectores unitarios funcionan juntos para controlar el motor. Ninguno de los cuatro puede controlar por sí solo el motor. El ECM determina el valor de rpm deseadas basándose en las consideraciones siguientes: Señal del acelerador Algunos códigos de diagnóstico https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/sis…

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Señal de la velocidad del vehículo El ECM mantiene las rpm deseadas del motor detectando las rpm reales del motor. El ECM calcula la cantidad de combustible que necesita inyectarse para lograr las rpm deseadas.

Sincronización y entrega de la inyección de combustible El ECM controla la cantidad inyectada de combustible variando las señales que se envían a los inyectores unitarios. Los inyectores unitarios inyectarán combustible sólo si se energiza el solenoide del inyector unitario. El ECM envía una señal de 90 voltios al solenoide para energizarlo. El ECM controla la sincronización de la inyección controlando la sincronización de la señal de 90 voltios. El ECM controla la cantidad de combustible inyectada controlando la duración de la señal de 90 voltios. La velocidad (rpm) del motor y otros datos del motor determinan la sincronización de la inyección. El ECM detecta la posición de centro superior del cilindro número 1 a partir de la señal proporcionada por el sensor de velocidad del motor. El ECM decide cuándo debe tener lugar la inyección con relación al punto muerto superior. El ECM proporciona la señal al inyector unitario en el momento deseado.

Mecanismo del inyector unitario

Ilustración 3

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Ejemplos típicos de sistemas de combustible con inyectores unitarios electrónicos. (1) Tuerca de ajuste (2) Conjunto de balancín (3) Inyector unitario (4) Varilla de empuje (5) Árbol de levas https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/sis…

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Sistema de accionamiento de la inyección El inyector unitario presuriza el combustible. La cantidad correcta de combustible se inyecta entonces en el bloque de motor en los momentos precisos. El ECM determina la sincronización de la inyección y la cantidad de combustible que se entrega. Un lóbulo del árbol de levas y un balancín operan el inyector unitario. El árbol de levas tiene tres lóbulos de leva por cada cilindro. Dos lóbulos operan las válvulas de admisión y de escape y el otro lóbulo opera el mecanismo del inyector unitario. La fuerza se transfiere desde el lóbulo del inyector unitario en el árbol de levas (6), a través del levantador a la varilla de empuje (4). La fuerza de la varilla de empuje se transfiere a través del conjunto del balancín (2) y la parte superior del inyector unitario. La tuerca de ajuste (1) permite el ajuste del inyector unitario. Vea el ajuste apropiado del inyector unitario en Operación de Sistemas/Pruebas y Ajustes, "Ajuste del inyector unitario".

Inyector unitario

Ilustración 4

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(1) Solenoide (2) Varilla de empuje (3) Émbolo (4) Cuerpo cilíndrico (5) Conjunto de boquilla

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Operación del inyector de combustible Hay cuatro etapas en la operación de la unidad de control electrónico (EUI): Preinyección, Inyección, Final de la inyección y Llenado. Los inyectores unitarios usan un émbolo y un barril para bombear combustible a alta presión a la cámara de combustión. Los componentes del inyector incluyen el levanta válvulas, el émbolo, el cañón y el conjunto de toberas. Los componentes del conjunto de toberas incluyen el resorte, la válvula de retención de la tobera y la punta de la tobera. La válvula de cartucho consta de los siguientes componentes: Solenoide, inducido, válvula de disco y resorte de contrapunta. El inyector está montado en un orificio de inyector en la culata que tiene un conducto integrado de suministro de combustible. El manguito del inyector separa el inyector del refrigerante del motor en la camisa de agua. Algunos motores usan un manguito de acero inoxidable. La camisa de acero inoxidable se conecta a la culata con un ajuste a presión ligera. 

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Ilustración 5

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Preinyección (A) Presión de suministro de combustible (B) Presión de inyección (C) Partes móviles (D) Movimiento mecánico (E) Movimiento de combustible.

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La dosificación de preinyección empieza con el émbolo del inyector y el levanta válvulas del inyector en la parte superior de la carrera de inyección de combustible. Cuando la cavidad del émbolo está llena de combustible, la válvula de contrapunta está en la posición abierta y la válvula de retención de la boquilla está en la posición abierta. El combustible sale de la cavidad de émbolo cuando el balancín empuja hacia abajo sobre el levanta válvulas y el émbolo. El flujo de combustible que es bloqueado por laválvula de retención cerrada fluye por la válvula de disco abierta y llega al conducto de suministro de combustible en la culata. Si el solenoide está energizado, la válvula de contrapunta permanece abierta y el combustible de la cavidad del émbolo continúa ingresando al conducto de suministro de combustible. 

Ilustración 6

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Inyección https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/si…

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(A) Presión de suministro de combustible. (B) Presión de inyección (C) Partes móviles (D) Movimiento mecánico (E) Movimiento de combustible.

Para iniciar la inyección, el Módulo de control del motor (ECM) envía una corriente al solenoide en la válvula de cartucho. El solenoide crea un campo magnético que atrae el inducido. Cuando se energiza el solenoide, el conjunto de inducido levanta la válvula de contrapunta de modo que la válvula de contrapunta hace contacto con el asiento de la válvula de contrapunta. Esta es la posición cerrada. Una vez que la válvula de contrapunta se cierra, se bloquea el camino para el combustible que sale de la cavidad del émbolo. El émbolo continúa empujando combustible de la cavidad del émbolo y la presión de combustible aumenta. Cuando la presión de combustible alcanza aproximadamente 34.500 kPa (5.000 lb/pulg)2, la fuerza del combustible a alta presión supera la fuerza del resorte. Esto retiene la válvula de retención de la boquilla en la posición cerrada. La válvula de retención de la boquilla se mueve del asiento de la boquilla y el combustible fluye, saliendo por la punta del inyector. Éste es el comienzo de la inyección. 

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Ilustración 7

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Final de la inyección (A) Presión de suministro de combustible (C) Partes móviles

La inyección es continua mientras el émbolo del inyector se mueve en un movimiento descendente y el solenoide energizado mantiene cerrada la válvula de contrapunta. Cuando ya no se requiere presión de inyección, el Módulo de control del motor (ECM) detiene el flujo de corriente eléctrica al solenoide. Cuando el flujo de corriente al solenoide se detiene, la válvula de contrapunta se abre. El resorte del inyector de combustible y la presión de combustible abren la válvula de contrapunta. El combustible a alta presión https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/si…

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puede fluir ahora alrededor de la válvula de contrapunta abierta y llegar al conducto de suministro de combustible. Esto causa una caída rápida en la presión de inyección. Cuando la presión de inyección baja a aproximadamente 24.000 kPa (3.500 lb/pulg)2, la válvula de retención de la boquilla se cierra y la inyección se para. Éste es el final de la inyección. 

Ilustración 8

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Llenado (A) Presión de suministro de combustible (B) Presión de inyección https://sis.cat.com/sisweb/sisweb/techdoc/techdoc_print_page.jsp?returnurl=/sisweb/sisweb/mediasearch/mediaheaderinfoframeset.jsp&calledpage=/si…

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(C) Partes móviles (D) Movimiento mecánico (E) Movimiento de combustible.

Cuando el émbolo alcanza la parte inferior del cañón, ya no se fuerza el combustible fuera de la cavidad del émbolo. El levanta válvulas y el resorte del levanta válvulas tiran el émbolo hacia arriba. El movimiento ascendente del émbolo causa que la presión en la cavidad del émbolo baje por debajo de la presión de suministro de combustible. El combustible fluye desde el conducto de suministro de combustible alrededor de la válvula de contrapunta abierta y a la cavidad del émbolo, a medida que el émbolo se mueve hacia arriba. Cuando el émbolo alcanza la parte superior de la carrera, la cavidad de émbolo está llena de combustible y el flujo de combustible a la cavidad del émbolo se detiene. Éste es el comienzo de la preinyección. Copyright 1993 ­ 2015 Caterpillar Inc. Todos los derechos reservados. Red privada para licenciados del SIS.

  Sat Aug 08 2015 22:02:23 GMT­0500 (Hora est. Pacífico, Sudamérica)  cr080jgo

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