Curso motores ACERT.pdf

CyM (Constructores y Mineros

CG SAC)

MANTENIMIENTO DE EQUIPOS

Referencias del Participante Para

MOTORES ACERT

CATERPILLAR

Constructores y Mineros CG SAC Lima, Perú 2014

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Referencias del Participante

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Aprobación

Aprobado p por:

Gerente:

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Fecha:

JULIO 2013

© Este material es de propiedad intelectual de Constructores y Mineros CG SAC. Bajo convenios internacionales, ninguna parte puede ser reproducida sin previo permiso de CYM.

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Contenidos. Pagina

Módulo 1

Módulo 2

Módulo 3

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DESCRIPCION DE MOTORES ACERT

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- ¿Qué quiere decir ACERT?

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- Bloques Tecnología ACERT

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- Componentes Electrónicos en el Sistema ACERT

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SISTEMAS DE COMBUSTIBLE - Motores con Inyección COMMON COMMON RAIL C4.4

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- Motores con Inyección HEUI C7 y C9

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- Motores con Inyección EUI C11, C15

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CALIBRACION DEL INJECTOR


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MODULO 1

MOTORES ACERT

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¿Qué quiere decir ACERT? • • • • •

A dvanced C ombustion E missions R eduction T echnology

“Tecnología avanzada de combustión para la reducción de emisiones”. El uso de diferentes sistemas para las diferentes series de motores diesel, es debido a la evolución de la tecnología de: -

Los sistemas de combustible. Los procesos de fabricación. En los materiales. En los lubricantes. En los inyectores. En el control electrónico. En los software de servicio.

Los sistemas usados en la actualidad se ordenan cronológicamente a continuación: Bomba de Inyección lineal.- Es un sistema mecánico que además un gobernador mecánico, para regular la cantidad de combustible que va a ser dosificado en el motor. Usado los motores de la familia 3200, 3300 y 3400. MUI (Mechanic Unit Injectors).- Inyector unitario con control y accionamiento mecánico. También usa un gobernador mecánico para la regulación del combustible. Usados en la familia de motores 3100 y 3500 previos a los del sistema EUI. PEEC (Programmable Electronic Engine Control). - Control de motor electrónico programable. Esta es la primera generación de motores semi-electronicos, el ECM controla la las funciones del gobernador Usado en motores marinos, generadores y de carretera. EUI (Electronic Unit Injectors).- Inyector unitario con control electrónico y accionamiento mecánico. Usado en los motores 3176, 3406E, C10, C12, C15, C16 y en los nuevos motores de la familia 3500.

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HEUI (Hydraulic Electronic Unit Injectors). - Inyector unitario con control electrónico y accionamiento hidráulico. Usado en los motores 3116 / 3126, C-9, 3408E, 3412E, y Motores ACERT C7 y C9. MEUI -C (Mechanic Electronic Unit Injectors). - Inyector unitario con control electrónico y accionamiento mecánico. Los inyectores avanzados MEUI-C gestionan mayores presiones de inyección y tasas de combustible más precisas. Estos inyectores duraderos ofrecen mayor capacidad de respuesta al controlar el hollín de los motores C13 ACERT, C15 ACERT, C18 ACERT, C27 ACERT y C32 ACERT.ute65421|54321| Los sistemas de combustible Common Rail de alta presión con inyección totalmente electrónica ofrecen mayor precisión y control, lo cual permite aumentar el rendimiento y reducir el hollín de los motores C4.4 ACERT, C6.6 ACERT, C7.1 ACERT y C9.3 ACERT.

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Bloques Tecnología ACERT La Tecnología ACERT no es un solo componente o sistema. No todos los motores Tecnología ACERT usarán todas las tecnologías del bloque constructivo. Según que el motor específico y aplicación, uno o más de los bloques constructivos pueden estar añadidos, omitidos o se puedo modificar. Sistema de Administración del Aire Un avanzado sistema de aire lleva aire más frío a la cámara de combustión. Un turboalimentado con válvula de derivación de gases de escape proporciona una excelente respuesta del motor en la gama de aceleración baja. Asimismo, los cilindros llevan unas culatas de flujo transversal que permiten que el aire entre directamente al motor. Al usar turbocompresores para forzar la entrada de aire frío y limpio en la cámara de combustión y utilizar sistemas electrónicos para controlar el volumen de aire necesario para diferentes cargas y velocidades, se consigue una combustión completa. Los resultados son la mejora de respuesta del motor, mayor economía de consumo y mejor rendimiento. La administración avanzada del aire juega un rol crítico en la reducción de las emisiones. El enfriamiento de los gases de la combustión aumenta la reducción de NOx Esto se logra usando turbocompresores para forzar el aire limpio y post enfriado a la cámara de combustión, pero controlando electrónicamente el volumen exacto de aire requerido a diferentes cargas y diferentes velocidades (esto se consigue abriendo y cerrando la válvula wastegate) Una parte importante de la tecnología ACERT fue el rediseño de la culata: el nuevo diseño de flujo cruzado usa cuatro válvulas por cilindro y entrega eficientemente aire enfriado desde el manifold de admisión por un lado de la culata y el manifold de escape por el otro. Sistema de Combustible El sistema del combustible permite varias inyecciones en cada ciclo de combustión. Los sistemas de combustible el HEUI, MEUI y Single Fluid Injector se utiliza en los motores con tecnología ACERT (C7 y superior). Se inyectan pequeñas dosis múltiples de combustible en la cámara de combustión en el momento apropiado para conseguir una mejor economía de consumo y menores emisiones. El módulo de control electrónico (ECM) determina la cantidad de combustible

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inyectada y la sincronización. Los motores ACERT están equipados con un sistema de combustible avanzado que controla la cantidad y el tiempo de inyección, llamado MEUI (Mechanically Actuated Electronic Unit Injector) ó con un sistema de alta presión del riel común controlado por una electrónica avanzada (Common Riel). Usando cualquiera de estos dos sistemas el motor tiene la flexibilidad para aplicar inyecciones de combustible múltiples y así lograr optimizar la performance del motor. Electrónica avanzada El avanzado paquete electrónico CAT (ADEMTM A4) que se usa en los motores con tecnología ACERT integra los sistemas para conseguir la reducción de emisiones, manteniendo al mismo tiempo un excelente rendimiento y economía de consumo. La Unidad de Control Electrónico (ECU) recibe la data de los sensores de temperatura y presión de la máquina, ajusta los parámetros críticos de la combustión que involucran la entrega de aire y combustible para optimizar la performance, la economía de combustible y las emisionesLa electrónica también ha hecho que estos motores sean más fáciles de diagnosticar y reparar Los motores con Tier 4 Interim, están usando una nueva generación de ECUs. Postratamiento Mientras que los sistemas de combustible y aire administran los procesos para reducir la emisión de óxido de nitrógeno, en algunos casos, es necesario el uso de tecnología adicional para la reducción de partículas. Para reducir la particulación en el escape del silenciador se utiliza un catalizador de oxidación diesel. Esta tecnología de postratamiento se utiliza en la actualidad en los mercados de productos de obra con planes para su posible introducción en los mercados de productos de carretera durante la Fase 4 de regulaciones. Mientras las mejoras en los procesos de la relación aire/combustible reducen efectivamente las emisiones de NOx, la tecnología de post-tratamiento es necesaria para reducir los PM y lograr cumplir las regulaciones de Tier 4 Interim Para reducir las partículas en el escape se usa un filtro diesel de partículas (DPF) y un catalizador de oxidaciones diesel (DOC) El DOC convierte las partículas, hidrocarbonos y monóxidos de carbono en CO2 y vapor de agua, y el DPF recolecta las partículas remanentes Este proceso es rápido, eficiente y confiable.

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Componentes Electrónicos en el Sistema ACERT

Control Electrónico ADEM A4 (Advance Diesel Engine Management) • • • • •

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Electrónica común C7 al C32 Incremento en la velocidad de Datos Nuevo conector de 120 pines (motor) Conector de 70 pines de maquina Más Mapas de combustible.


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Reparto de Combustible HEUI en C7 y C9 • • • • •

HEUI- B y ADEM A4 Flash File para Trim code de los inyectores Momento de la Inyección Variable Control Electrónico de la cantidad inyectada Optimiza la presión de Inyección

MEUI en C11 al C32 • • • • •

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Calibración Multipunto a través de los Flash File del Trim Code Los Trim Code disponibles a través del SIS o CD por sustitución de inyector Instalación de un nuevo Flash File similar al Flashing del ECM. Capacidad de inyección piloto y de post inyección Diferente perfil en la leva del inyector


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Common Rail. Con inyección totalmente electrónica ofrecen mayor precisión y control, lo cual permite aumentar el rendimiento y reducir el hollín de los motores C4.4, C6.6, C7.1 y C9.3 ACERT

Otras Marcas Cummins en los motores QSB fase III el common rail se integra al sistema electrónico de gestión CUMMINS CM850. Deutz y su técnica DVERT (Deutz Variable Emissions Reucktions Technologie) TDC 2012 optimización de la combustión interna utilizando sistema de inyección por common rail DCR y control de gases de escape. TDC 2013 sistema common rail dispone del sistema AGREX de recirculación externa refrigerada de los gases de escape. Iveco con EGR (exhaust Gas Recirculación) motores NEF John Deere Power System familia Power Tech sistema de EGR y VGT (Turbocompresor de geometría Variable) Perkins y la modulación plataforma 1100 variantes 1100A, 1100B, 1100C y 1100D respectivamente fases I, II y III , se utiliza la tecnología ACERT KUBOTA utiliza el sistema exclusivo TVCS (Three Vortex combustión System)

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Motor KOMATSU El sistema Heavy Duty HPCR (High-Pressure Common Rail) El sistema de inyección de combustible de alta presión del tipo Common Rail, Heavy Duty HPCR, controlado por computadora proporciona una cantidad precisa de combustible presurizado a la cámara de combustión usando múltiples inyecciones para lograr un quemado completo y uniforme para lograr así, quemar y reducir aún más las emisiones de escape.

Control de la Admisión Un solo Flujo (Uni Flow)

Flujo Cruzado (Cross flow) Cruce diseño de flujo • • •

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La respiración mejorada La pérdida reducida de bombeo Mejore combustión


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Culata en los C27 - C32 Diseño Crossflow • Mejora la Turbulencia • Reduce Pérdidas • Mejora la Combustión • Mejora el Rendimiento • Mejora la Densidad de Potencia Peso/Potencia • Árbol de Levas en la cabeza • Exactitud en actuación de inyectores y válvulas • Optimiza inyección y punto de inyección

Wastegate Turbocharger •

• •

Suministra una elevada presión de admisión durante una gama más amplia de RPM Mejora la respuesta del Motor Magnifica respuesta a bajas revoluciones.

Reducción Acústica Tapa de Válvulas Insonorizada Distribución más Silenciosa Mejora en la Insonorización del cárter de Aceite

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C27, C32 Tren delantero Balanceador de Péndulo • En uso desde 1994 • Usado en la Parte No Conducida • Reduce Ruidos en engranajes

C27, C32 Tren Trasero

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

Eje conductor para 2 árboles de levas Disminución sonora comparado con engranajes delantero Tomas de PTO

Cilindros en el C27, C32 Bancada con Sujeción lateral • Permite mayor PCP (Peak Cylinder Pressures) • Aumento de la rigidez • Mínimo impacto en el Peso • Mantiene la Alineación critica

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Pistones C11 al C32 Pistones Monohierro Hierro forjado Más Resistentes Menor peso Mejora el consumo de Aceite Reduce desgaste de Cilindros  Reduce Blow by • • • • •

Dos tubos de Refrigeración

Junta de Culata •

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De hierro Multicapas Mejora el Sellado


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C15, C32 Bielas • •

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Incremento de Diámetro Biela perforada para lubricación embolo del pistón 4 tornillos, mejoran la sujeción

Otros bloques de esta tecnología ACERT

Series Turbochargers

Activación de válvula de Admisión

High Efficiency Oil Filters • • • • •

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El filtro revolucionario de diseño Aumentado El control de contaminación Duplica la eficiencia Sin aumentar o Alterándose intervalo Reduce desgaste en todo Aceite superficies lubricadas. 1R-1808


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ACERT Technology for 2007

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MODULO 2

SISTEMAS DE COMBUSTIBLE MOTORES ACERT

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Inyección de combustible COMMON RAIL C4.4 Introducción (inyección de combustible)

Diagrama del sistema básico de combustible (ejemplo típico) (1) Inyector unitario electrónico (2) Solenoide de la bomba de inyección de combustible (3) Válvula de descarga de los gases de escape (si tiene) (4) Sensor secundario de velocidad y sincronización (5) Bomba de inyección de combustible (6) Sensor primario de velocidad y sincronización (7) Sensor de presión del múltiple de admisión (8) Sensor de presión del múltiple de combustible (9) Sensor de presión del aceite de motor (10) Sensor de temperatura del múltiple de admisión (11) Sensor de temperatura del refrigerante (12) Conector de diagnóstico (13) ECM (Electronic Control Module, Módulo de control electrónico)

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Sistema de combustible de baja presión Sistema de combustible de baja presión (ejemplo típico) (1) Filtro de combustible primario (2) Separador de agua (3) Bomba de transferencia de combustible (4) ECM enfriado por el combustible. (5) Enfriador del combustible (optativo) (6) Filtro de combustible secundario (7) Bomba de inyección de combustible (A) Salida para combustible de alta presión al múltiple de combustible de alta presión (B) Retorno de la válvula de alivio de presión (PRV, Pressure Relief Valve) en el múltiple de combustible a alta presión (C) Retorno al tanque de combustible (D) Retorno de los inyectores unitarios electrónicos (E) Entrada de combustible desde el tanque

La bomba de transferencia aumenta la presión de combustible entre 300 a 550 kPa (44 a 80 lb/pulg2) con el motor a una velocidad de 1.000 rpm. El combustible se bombea a una presión aumentada al múltiple de combustible de alta presión. El exceso de combustible de la bomba de combustible de alta presión regresa al tanque a través de una válvula de no retorno. Hay un orificio pequeño en la base del filtro de combustible para purgar todo el aire de regreso al tanque. La fuga de combustible de los inyectores unitarios electrónicos regresa desde una conexión en la culata de cilindro hasta el lado de presión de la bomba de transferencia.

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Sistema de combustible de alta presión Sistema de combustible de alta presión (ejemplo típico) (1) Inyector unitario electrónico (2) Múltiple de combustible de alta presión (3) Sensor de presión del combustible (4) Válvula de alivio de la presión de combustible (5) Bomba de transferencia de combustible (6) Solenoide de la bomba de inyección de combustible (7) Bomba de inyección de combustible

La bomba de inyección de combustible (7) alimenta combustible al múltiple de combustible de alta presión (2). El combustible está a una presión de 70 MPa (10.152,7 lb/pulg2) a 130 MPa (18.855 lb/pulg2). Un sensor de la presión (3) en el múltiple del combustible de alta presión (2) vigila la presión del combustible en el múltiple de combustible de alta presión (2). El ECM controla un solenoide (6) en la bomba de inyección de combustible (7) para mantener la presión real en el múltiple de combustible de alta presión (2) en el nivel deseado. Cada inyector dispone continuamente de combustible de alta presión. El ECM determina el tiempo correcto para la activación del inyector unitario electrónico (1) correcto, lo cual permite que el combustible se inyecte en el cilindro. El combustible que escapa de cada inyector pasa dentro de un orificio a lo largo de la parte interior de la culata de cilindro. Existe un tubo conectado a la parte trasera de la culata de cilindro para retornar el escape de combustible al lado de presión de la bomba de transferencia de combustible.

Componentes del sistema de inyección de combustible El sistema de inyección de combustible tiene los siguientes componentes mecánicos: • • • •

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Filtro primario/separador de agua Bomba de cebado de combustible Filtro de combustible secundario Bomba de inyección de combustible


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Inyectores de combustible Múltiple de combustible Válvula de alivio de presión Sensor de la presión del combustible

La siguiente lista contiene ejemplos del servicio y de las reparaciones cuando se debe cebar el sistema: • • •

Se cambia un filtro de combustible. Se reemplaza una tubería de combustible. Se cambia la bomba de inyección de combustible.

Filtro primario/separador de agua El separador de agua/filtro primario está ubicado entre el tanque de combustible y la bomba de cebado.

Bomba de cebado de combustible La bomba tiene un émbolo (1) que se opera manualmente para cebar el sistema de combustible. El aire se purga del sistema de combustible hacia la tubería de retorno de combustible al tanque. La bomba de transferencia de combustible está ubicada en la bomba de inyección de combustible. Hay un drenaje de agua (2) instalado en la parte inferior del filtro para eliminar cualquier agua que haya contaminado el combustible. La bomba eléctrica de cebado de combustible se puede instalar en algunos motores.

Filtro de combustible secundario El filtro de combustible secundario (1) está ubicado después de la bomba de cebado. El filtro está siempre antes de la bomba de inyección de combustible.

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Conjunto de bomba de combustible El conjunto de bomba de combustible consta de una bomba de transferencia de combustible de baja presión (2) y una bomba de inyección de combustible de alta presión (1). El conjunto de bomba es impulsado por un engranaje en la caja delantera de sincronización a la mitad de la velocidad del motor. La bomba de inyección de combustible tiene dos pistones impulsados por un árbol de levas. Hay una leva para cada pistón y cada leva tiene tres lóbulos. La bomba de inyección de combustible entrega un volumen de combustible cuatro veces por cada revolución. La carrera de los pistones es fija. El inyector solo utilizará una parte del combustible que se proporciona por cada carrera de los pistones en la bomba. El ECM controla el solenoide de la bomba de inyección de combustible a fin de mantener la presión del múltiple de combustible al nivel correcto. El solenoide permite que el exceso de combustible se desvíe lejos del múltiple de combustible y de regreso al tanque. Una característica de la bomba de inyección de combustible permite que el combustible retorne al tanque continuamente.

Bomba de inyección de combustible La bomba de inyección de combustible cumple las siguientes operaciones: •

Generación de combustible de alta presión

El ECM controla la salida de combustible de la bomba de inyección de combustible en respuesta a los cambios en la presión del combustible.

Bomba de transferencia de combustible La bomba de transferencia de combustible es un componente que puede repararse. La bomba de transferencia de combustible proporciona una presión de combustible relativamente baja a la bomba de inyección de combustible. La bomba de transferencia de combustible tiene una válvula reguladora para controlar la presión baja. La bomba de transferencia de combustible hace circular el combustible a través del filtro primario y del filtro secundario. La bomba de transferencia de combustible tiene una válvula de derivación de combustible para

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permitir que se cebe el sistema de combustible de baja presión. Apagado El motor se para con la interrupción del suministro de combustible. El módulo de control electrónico del motor (ECM) especifica la cantidad de combustible. La cantidad del combustible requerida por el ECM se ajusta a cero.

Control

Control electrónico del sistema de combustible (ejemplo típico) El ECM determina la cantidad, la sincronización y la presión del combustible que se inyectará en el inyector de combustible. El ECM utiliza la entrada de los sensores del motor. Estos sensores incluyen los sensores de velocidad/sincronización y los sensores de presión. El ECM controla la presión de combustible mediante el aumento o la disminución del flujo de combustible de la bomba de inyección de combustible. El ECM controla la sincronización y el flujo de combustible accionando el solenoide del inyector. La cantidad de combustible es proporcional a la duración de la señal al solenoide del inyector.

Inyectores de combustible Cuando el ECM envía una señal al solenoide del inyector, una válvula dentro del inyector se abre. La válvula permite que el combustible de alta presión del múltiple de combustible ingrese en el inyector. La presión del combustible empuja la válvula de aguja y un resorte. Cuando la fuerza de la presión de combustible es mayor que la fuerza del resorte, la válvula de aguja se levanta.

Múltiple de combustible

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El múltiple de combustible (1) almacena el combustible de alta presión de la bomba de inyección de combustible. El combustible de alta presión circulará a los inyectores. El sensor de la presión del combustible (2) mide la presión en el múltiple de combustible (1) . La válvula de alivio (3) evita que la presión del combustible aumente demasiado.

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Sistema de combustible - Inyección HEUI C7 y C9

(1) Bomba de aceite (2) Inyectores unitarios electrónicos hidráulicos (3) Filtro de aceite (4) Enfriador de aceite (5) Aceite de alta presión (6) Tubería de combustible de baja presión (7) Conector para la válvula de control de presión de accionamiento de la inyección (IAPCV) (8) Bomba hidráulica de inyector unitario (9) Sensor para la presión de accionamiento de la inyección (IAP) (10) Filtro de combustible (11) Filtro primario de combustible y separador de agua (12) Tanque de combustible (13) Engranaje del árbol de levas (14) Sensores de velocidad/sincronización (15) Módulo de Control Electrónico (ECM) (16) Batería (17) Regulador de presión de combustible (18) Sensor de presión del múltiple de admisión (19) Sensor de presión del aceite (20) Sensor de temperatura del refrigerante (21) Sensor de temperatura del aire de admisión (22) Sensor de presión atmosférica (23) Calentador de admisión de aire

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Introducción La operación del sistema de combustible de los inyectores unitarios electrónicos hidráulicos es completamente diferente de cualquier otro sistema de combustible accionado mecánicamente. El sistema de combustible de los inyectores unitarios electrónicos hidráulicos (HEUI) no necesita ajustarse en lo absoluto. No se pueden hacer ajustes a los componentes mecánicos. Los cambios de rendimiento se efectúan mediante la instalación de un software diferente en el Módulo de Control Electrónico (ECM). Este sistema de combustible consta de cuatro componentes básicos: • • • •

HEUI ECM Bomba hidráulica del inyector unitario Bomba de transferencia de combustible

Descripción del componente Inyector unitario electrónico hidráulico El sistema de combustible utiliza un inyector unitario electrónico accionado hidráulicamente. Todos los sistemas de combustible para motores diesel utilizan un émbolo y un cañón para bombear el combustible a alta presión a la cámara de combustión. El HEUI utiliza aceite de motor a alta presión para impulsar el émbolo. El HEUI utiliza aceite lubricante del motor que se presuriza de 6 MPa (875 lb/pulg2) a 28 MPa (4.050 lb/pulg2) para bombear combustible desde el inyector. Al aceite de alta presión se le llama presión de accionamiento de la inyección. El sistema HEUI opera de la misma forma que un cilindro hidráulico para multiplicar la fuerza del aceite de alta presión. Esta multiplicación de la presión se alcanza al aplicar la fuerza del aceite de alta presión a un pistón. El pistón es aproximadamente seis veces más grande que el émbolo. El pistón, que está impulsado por el aceite lubricante del motor a alta presión, empuja el émbolo. La presión de accionamiento del aceite genera la presión de inyección que se suministra por el inyector unitario. La presión de inyección es aproximadamente seis veces mayor que la presión de accionamiento del aceite. La baja presión de accionamiento del aceite produce una baja presión de inyección del combustible. La alta presión de accionamiento del aceite produce una alta presión de inyección del combustible.

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ECM El ECM está ubicado en el lado izquierdo del motor. El ECM es una computadora potente que proporciona un control electrónico total del rendimiento del motor. El ECM utiliza los datos de rendimiento del motor reunidos por varios sensores. El ECM utiliza estos datos para hacer los ajustes al suministro de combustible, la presión de inyección y la sincronización de la inyección. El ECM contiene mapas de rendimiento programados (software) para definir la potencia, las curvas de par motor y las rpm. El ECM registra las fallas del rendimiento del motor. El ECM también es capaz de operar automáticamente varias pruebas de diagnóstico cuando se utilizan el ECM y el Técnico Electrónico (ET) de Caterpillar conjuntamente.

Bomba hidráulica del inyector unitario La bomba hidráulica del inyector unitario es una bomba de pistones de suministro variable. La bomba hidráulica del inyector unitario utiliza una parte del aceite lubricante del motor. La bomba hidráulica del inyector unitario presuriza el aceite lubricante del motor hasta la presión de accionamiento de la inyección requerida para impulsar los inyectores HEUI. (1) Bomba hidráulica del inyector unitario (2) Bomba mecánica de transferencia de combustible

Bomba de transferencia de combustible La bomba mecánica de transferencia de combustible está montada en la parte trasera de la bomba hidráulica del inyector unitario. La bomba de transferencia de combustible es la única pieza reemplazable de la bomba hidráulica del inyector unitario. La bomba de transferencia de combustible se usa para extraer combustible del tanque de combustible. Además, la bomba de transferencia de combustible se utiliza para presurizar el combustible a 450 kPa (66 lb/pulg2). La bomba de transferencia de combustible tiene una válvula de alivio interna para proteger el sistema. El combustible presurizado se suministra a los inyectores. (1) Bomba eléctrica de transferencia de combustible (si tiene) (2) Base del filtro de combustible primario

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Sensor de presión de accionamiento de la inyección (IAP) El sensor IAP vigila la presión de accionamiento de la inyección. El sensor IAP envía una señal de voltaje continua de regreso al ECM. El ECM interpreta esta señal. El ECM conoce la presión de accionamiento de la inyección en todo momento. El ECM analiza el voltaje del sensor. El ECM ajusta entonces la corriente al solenoide.

Sistema de combustible HEUI Sistema de combustible de baja presión

(1) Bomba hidráulica del inyector unitario (2) Bomba de transferencia de combustible (3) Inyector unitario electrónico hidráulico (4) Filtro de combustible secundario (5) Filtro de combustible primario y separador de agua (6) Tanque de combustible (7) Regulador de presión de combustible El sistema de combustible de baja presión cumple dos funciones. El sistema de combustible de baja presión suministra el combustible para la combustión a los inyectores. El sistema de combustible de baja presión también suministra un exceso de flujo de combustible para quitar el aire del sistema.

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El sistema de combustible de baja presión consta de cinco componentes básicos: • • • • •

Tanque de combustible Filtro primario de combustible/separador de agua Filtro de combustible secundario de dos micrones Bomba de transferencia de combustible Regulador de presión de combustible

El combustible se extrae del tanque de combustible y fluye a través de un filtro de combustible primario/separador de agua de trece micrones. El filtro de combustible primario/separador de agua elimina la basura grande del combustible. El elemento de filtro primario separa también el agua del combustible. El agua se acumula en el recipiente que está en la parte inferior del filtro de combustible primario/separador de agua. El combustible fluye desde el filtro de combustible primario/separador de agua hasta el lado de admisión de la bomba de transferencia de combustible. La válvula de retención de admisión en el orificio de admisión de la bomba de transferencia de combustible se abre para permitir el flujo del combustible a la bomba. Después de detener el flujo del combustible, esta válvula se cierra para evitar que el combustible salga del orificio de admisión. El combustible fluye desde el orificio de admisión de la bomba hasta el orificio de salida. El combustible presurizado fluye desde el orificio de salida de la bomba hasta el filtro de combustible secundario de dos micrones. Un filtro de combustible secundario de dos micrones es estándar en todos los motores de Caterpillar. Estos filtros de combustible son de alta eficiencia. Este filtro quita los contaminantes abrasivos muy pequeños del combustible. El filtro de combustible primario/separador de agua no atrapa estos contaminantes pequeños. Las partículas abrasivas muy pequeñas en el combustible causan un deterioro abrasivo de los inyectores unitarios. El filtro de combustible secundario quita las partículas de dos micrones de tamaño o mayores. El uso y el mantenimiento regular de este filtro de dos micrones proporcionan una mejora significativa en la vida útil del inyector. El combustible fluye desde el filtro secundario de dos micrones hasta el conducto de suministro de combustible en la culata de cilindro. El conducto de suministro de combustible es un orificio taladrado que comienza en la parte delantera de la culata de cilindro. El conducto de suministro de combustible se extiende hasta la parte trasera de la culata de cilindro. Este conducto se conecta con cada orificio del inyector unitario para suministrar combustible a los inyectores unitarios. El exceso de combustible sale por la parte trasera de la culata de cilindro. El combustible ingresa al regulador de presión de combustible. El regulador de presión de combustible consta de un orificio y una válvula de retención con presión de resorte. El orificio es una restricción de flujo que presuriza el combustible de suministro. La válvula de retención con presión de resorte se abre a 35 kPa (5 lb/pulg2) para permitir que el combustible que haya fluido a través del orificio regrese al tanque de combustible. Cuando el motor está parado, no hay ninguna presión de

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combustible que esté actuando en la válvula de retención. Al no haber presión de combustible en la válvula de retención, esta válvula se cierra. La válvula de retención se cierra para evitar que el combustible que esté en la culata de cilindro se drene de regreso al tanque de combustible.

Sistema de accionamiento de la inyección

Flujo de aceite de accionamiento (1) Bomba hidráulica del inyector unitario (8) Filtro de aceite (9) Enfriador de aceite (10) Bomba de aceite del motor (11) Aceite de alta presión El sistema de accionamiento de la inyección tiene dos funciones. El sistema de accionamiento de la inyección suministra aceite de alta presión para impulsar los inyectores. Además, el sistema de accionamiento de la inyección regula la presión de inyección producida por los inyectores unitarios al cambiar la presión de accionamiento del aceite. El sistema de accionamiento de la inyección consta de cuatro componentes básicos: • • • •

Bomba de aceite del motor Filtro de aceite del motor Bomba hidráulica del inyector unitario Sensor IAP

La bomba de aceite del motor presuriza el aceite que se extrae del sumidero hasta la presión de aceite del sistema de lubricación. El aceite fluye desde la bomba de aceite del motor a través del enfriador de aceite del motor, a través del filtro de aceite del motor y JIV


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después hasta el conducto de aceite principal. Un circuito separado del conducto de aceite principal dirige una parte del aceite lubricante para alimentar la bomba hidráulica del inyector unitario. Un tubo de acero en el lado izquierdo del motor conecta el conducto de aceite principal con el orificio de admisión de la bomba hidráulica del inyector unitario. El punto de conexión es el orificio superior del múltiple en la tapa del lado del motor. El aceite fluye dentro del orificio de admisión de la bomba hidráulica del inyector unitario y llena el depósito de la bomba. El depósito de la bomba proporciona aceite a la bomba hidráulica del inyector unitario durante el arranque. Además, el depósito de la bomba proporciona aceite a la bomba hidráulica del inyector unitario hasta que la bomba de aceite del motor pueda aumentar la presión. El aceite del depósito de la bomba se presuriza en la bomba hidráulica del inyector unitario y luego se expulsa del orificio de salida de la bomba bajo alta presión. El aceite fluye entonces desde el orificio de salida de la bomba hidráulica del inyector unitario hasta el conducto de aceite de alta presión en la culata de cilindro. El aceite de accionamiento que está bajo alta presión fluye desde la bomba hidráulica del inyector unitario, a través de la culata de cilindro, hasta todos los inyectores. El aceite está contenido en el conducto de aceite de alta presión hasta que los inyectores unitarios lo utilizan. El aceite que los inyectores unitarios agotaron se expulsa por debajo de las tapas de válvulas. Este aceite regresa al cárter a través de los orificios de drenaje del aceite en la culata de cilindro. Control de la presión del aceite de accionamiento La bomba hidráulica del inyector unitario es una bomba de pistones de suministro variable. El tren de engranajes en la parte delantera del motor impulsa la bomba hidráulica del inyector unitario. La cantidad de corriente del ECM al solenoide determina la presión de control. Un aumento de corriente al solenoide causa un aumento a los siguientes elementos: • • •

La resistencia del campo magnético La fuerza en el inducido y la válvula de disco La presión de control que mueve el pistón accionador a una posición que causa más flujo

Una reducción de corriente al solenoide causa una reducción en los siguientes elementos: • • •

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La resistencia del campo magnético La fuerza en el inducido y la válvula de disco La presión de control que mueve el pistón accionador a una posición que causa menos flujo


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El ECM controla la presión de accionamiento. El ECM cambia constantemente la corriente a la válvula de control de la bomba para controlar la presión de accionamiento. Tres componentes trabajan en conjunto en un circuito de bucle cerrado para controlar la presión de accionamiento: • • •

ECM Sensor IAP Válvula de control de la bomba

El circuito de bucle cerrado funciona de la siguiente manera: •

•

•

El ECM determina una presión de accionamiento deseada mediante la recolección de la información de las entradas del sensor y los mapas de software. El ECM controla la presión de accionamiento real a través de un voltaje constante de señal desde el sensor IAP. El ECM cambia constantemente la corriente de control a la válvula de control de la bomba. Esto cambia el flujo de salida de la bomba.

Hay dos tipos de presión de accionamiento: • •

Presión de accionamiento deseada Presión de accionamiento real

La presión de accionamiento deseada es la presión de accionamiento de la inyección que el sistema necesita para lograr un rendimiento óptimo del motor. Los mapas de rendimiento en el ECM establecen la presión de accionamiento deseada. El ECM selecciona la presión de accionamiento deseada. La selección se basa en las entradas de señal de muchos sensores. El ECM obtiene entradas de señal de algunos de los siguientes sensores: sensor de posición del acelerador, sensor de presión de refuerzo, sensores de sincronización de velocidad y sensor de temperatura del refrigerante. La presión de accionamiento deseada cambia constantemente. El cambio se basa en diversas entradas de señal. La velocidad del motor y la carga del motor variables también provocan un cambio en la presión de accionamiento deseada. La presión de accionamiento deseada solamente es estable en condiciones de estado constante (velocidad y carga del motor constantes).

Inyector HEUI (componentes) El Inyector HEUI cumple cuatro funciones. El inyector HEUI presuriza el combustible de suministro desde 450 kPa (66 lb/pulg2) hasta 175 MPa (25.400 lb/pulg2). El inyector HEUI funciona como un atomizador al bombear el combustible de alta presión a través de los orificios restrictores de la punta del inyector unitario. El inyector HEUI suministra la cantidad correcta de combustible atomizado a la cámara de combustión y dispersa este combustible uniformemente por toda la cámara de combustión .

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El inyector HEUI consta de tres piezas principales: • •

•

Extremo superior o accionador (A) Punto intermedio o unidad de bombeo (B) Extremo inferior o conjunto de boquilla (C)

El extremo superior (A) consta de los siguientes artículos: • • • • • • •

Solenoide (1) Resorte del inducido (2) Inducido (3) Pasador de asiento (4) Resorte de carrete (5) Válvula de carrete (6) Bola de retención para pistón intensificador (7)

El punto intermedio del inyector (B) consta de los siguientes artículos: • • • •

Pistón intensificador (8) Resorte de retorno (9) Émbolo (10) Cañón (11)

El extremo inferior del inyector (C) consta de los siguientes artículos: • •

• • • • •

• •

Caja de la boquilla (12) Dispositivo de retención de llenado de admisión (13) Tope (14) Resorte de la boquilla (15) Pistón de retención (16) Manguito (17) Válvula de retención de flujo inverso (18)

Dispositivo de retención de la boquilla (19) Punta de la boquilla (20)

Estos componentes funcionan en conjunto para producir regímenes diferentes para la inyección de combustible. Los regímenes de inyección de combustible se controlan electrónicamente por el software de rendimiento en el ECM.

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Inyector de combustible HEUI (Operación) El inyector HEUI opera con un ciclo de inyección de fisura. El ciclo de inyección de fisura tiene cinco fases de inyección: • • • • •

Preinyección Inyección piloto Demora de inyección Inyección principal Relleno

Preinyección El inyector está en la fase de preinyección cuando el motor está funcionando y el inyector está entre ciclos de encendido. El émbolo (10) y el pistón intensificador (8) están en la parte superior de la perforación del pistón. La cavidad debajo del émbolo está llena de combustible. En el extremo superior, el resorte del inducido (2) sujeta el inducido (3) y el pasador de asiento (4). El aceite de accionamiento de alta presión fluye dentro del inyector. El aceite fluye después alrededor del pasador de asiento hacia la parte superior del pistón de retención (16). Esto proporciona siempre una fuerza descendente positiva en el dispositivo de retención de la boquilla (19) cuando no se esté inyectando el combustible. El resorte de carrete (5) sujeta la válvula de carrete (6) en la parte superior de la perforación para la válvula de carrete. En esta posición, la válvula de carrete bloquea el aceite de accionamiento y le impide alcanzar el pistón intensificador. La presión de accionamiento se siente en la parte superior y la parte inferior del carrete y, de ese modo, las fuerzas hidráulicas en el carrete se equilibran. La fuerza del resorte de carrete mantiene la válvula de carrete en la posición hacia arriba o en la posición cerrada.

Inyección piloto La inyección piloto ocurre cuando el ECM envía una corriente de control al solenoide (1). La corriente produce un campo magnético que levanta el inducido (3) y el pasador de asiento (4). El pasador de asiento tiene un asiento inferior y un asiento superior. Cuando el inducido levanta el pasador de asiento, el asiento superior bloquea el flujo de presión de accionamiento al dispositivo de retención. El asiento inferior se abre. Esto permite que el aceite de accionamiento en la parte superior del pistón de retención (16) fluya hacia el drenaje (21). El aceite de accionamiento que está atrapado debajo del carrete (6) fluye también al drenaje (21). El aceite de accionamiento se drena a través de un orificio de ventilación en el lado del inyector. La caída de la presión debajo del carrete causa una diferencia hidráulica que actúa en el carrete. El carrete se mueve hacia la posición abierta cuando la presión hidráulica actúa en la parte superior del este. Esta presión hidráulica fuerza el carrete hacia abajo. El

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movimiento descendente del carrete se detiene cuando el carrete y el pasador fuerzan la bola de retención (7) del pistón intensificador sobre el asiento de bola en la posición cerrada. Esto evita que toda presión de accionamiento escape de la cavidad del pistón intensificador (8). Esta caída en la presión de accionamiento también quita la fuerza descendente en el pistón de retención. El aceite de accionamiento ahora fluye más allá del carrete abierto y hacia la parte superior del pistón intensificador. El movimiento descendente del pistón y el émbolo (10) presurizan el combustible en la cavidad del émbolo hacia la punta de la boquilla (20). La inyección piloto comienza cuando la presión de inyección aumenta para superar la fuerza del resorte de la boquilla (15) que levanta el dispositivo de retención de la boquilla (19) .

La inyección piloto continúa si existen las siguientes condiciones: • • •

El solenoide está energizado. El carrete permanece abierto. No hay presión de accionamiento en la parte superior del pistón de retención.

Demora de inyección La demora de inyección comienza cuando la corriente de control al solenoide (1) se detiene y el solenoide se desenergiza. Un campo magnético sujeta el inducido (3) en la posición hacia arriba. Cuando se desenergiza el campo magnético, el resorte del inducido (2) empuja el inducido y el pasador de asiento (4) hacia abajo. El pasador de asiento cierra el asiento inferior y abre el asiento superior. Esto permite que la presión de accionamiento fluya a la parte superior del pistón de retención (16). La fuerza hidráulica en el pistón de retención supera rápidamente la presión de inyección, y el dispositivo de retención de la boquilla (19) se cierra. La inyección se detiene en este punto. La presión de accionamiento aumenta debajo de la válvula de carrete (6), lo cual produce el equilibrio de fuerza hidráulica en la parte superior y la parte inferior del carrete. El resorte de carrete (5) débil actúa ahora en el carrete. Esto cierra el carrete muy lentamente. A medida que el carrete permanece abierto, la presión de accionamiento sigue fluyendo más allá del carrete, al pistón intensificador (8) y al émbolo (10). La presión de inyección en la boquilla y en la cavidad del émbolo aumenta muy rápidamente cuando el dispositivo de retención de la boquilla queda sujeto en la posición cerrada.

Inyección principal La inyección principal comienza cuando se vuelve a energizar el solenoide (1). Instantáneamente se crea el campo magnético, y la fuerza del campo magnético levanta el inducido (3) y el pasador de asiento (4). El asiento superior bloquea el flujo de presión de accionamiento, y el asiento superior abre el pistón de retención (16) y la parte inferior del carrete (6) hacia el drenaje (22). La fuerza hidráulica que mantiene cerrado el dispositivo de retención de la boquilla (19) se disipa rápidamente y la presión de inyección abre el dispositivo de retención de la boquilla. Este es el comienzo de la

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inyección principal. Se produce también una diferencia en las fuerzas hidráulicas en el carrete. Esta diferencia fuerza el carrete hacia abajo. La bola de retención (7) del pistón intensificador se mantiene en la posición cerrada cuando el carrete está en esta posición. La inyección principal continúa si el solenoide permanece energizado.

Relleno Esto permite que el combustible de suministro ingrese a la cavidad del émbolo. El ciclo de llenado está completo cuando el émbolo y el pistón están en la parte superior de la perforación, y la cavidad del émbolo está llena de combustible.

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Sistema de combustible – inyección C11 y C15

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(1) Sensor de velocidad/sincronización primario (2) Sensor de velocidad/sincronización secundario (3) Inyectores (4) Bomba de combustible (5) Filtro secundario de combustible de 2 micrones (6) Filtro primario de combustible y separador de agua (7) Tanque de combustible (8) Regulador de presión de combustible (9) Sensor de presión atmosférica (10) Sensor de presión del aceite del motor (11) Sensor de temperatura del refrigerante del motor (12) Sensor de temperatura del aire de admisión (13) Sensor de temperatura del combustible (14) Sensor de nivel del refrigerante del motor (15) Sensor de posición del acelerador (16) Conector de calibración de sincronización (17) Enlace de datos SAEJ1939 (18) Lámpara de advertencia (19) Lámpara de diagnóstico (20) Salidas programables (21) Módulo de control electrónico (ECM) (22) Interruptor de llave (23) Batería (24) Riel de suministro de combustible


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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.  Hay cinco componentes principales en el sistema de combustible con inyectores unitarios electrónicos: 

-

Inyectores unitarios electrónicos Bomba de transferencia de combustible ECM Sensores Solenoides

Los inyectores unitarios electrónicos producen presiones de inyección del combustible de hasta 207.000 kPa (30.000 lb/pulg²). Además, los inyectores unitarios electrónicos se activan hasta 19 veces por segundo a velocidad nominal. La bomba de transferencia de combustible extrae combustible del tanque, lo suministra a los inyectores y presuriza el sistema 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 una señal. Los solenoides son dispositivos electrónicos que utilizan corrientes electrónicas del ECM para cambiar el rendimiento del motor. El solenoide del inyector es un ejemplo de un solenoide. 

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. Esta información se envía al 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 del ECM que contiene los mapas específicos que definen la potencia, el par y las rpm del motor. El ECM envía corriente eléctrica a los componentes de salida para controlar la operación del motor. 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. La porción de control del motor incluye los siguientes componentes. 

• • •

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Transmisión Frenar Interruptores del embrague


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CyM (Constructores y Mineros • • • • • • • •



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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 ECM está compuesto por los dos siguientes componentes principales: el ECM 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 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

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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

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 

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 inyector unitario que se encuentra en el árbol de levas a la varilla de empuje (4), a través del levantador. 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. Consulte el ajuste adecuado del inyector 

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unitario en Operación de Sistemas/Pruebas y Ajustes, "Inyector unitario electrónico Ajustar".

Inyector unitario (1) Solenoide (2) Varilla de empuje (3) Émbolo (4) Cuerpo cilíndrico (5) Conjunto de Boquilla 

Operación del Inyector unitario electrónico 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. 

Preinyección     

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

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 

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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 la válvula 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.

Inyección (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 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. 

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 la presión de inyección ya no se requiere, el 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 

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combustible a alta presión 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.

Llenado (A) Partes móviles (B) Movimiento mecánico (C) 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. 

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MODULO 3

Calibración del Inyector

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Calibración Mecánica del Inyector

Injector Trim Calibración con el ET

Números de Parte Numero de Confirmación Número de Serie del inyector

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Injector Trim File Exchange

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Anexos

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Localización y Solución de Problemas

C4.4 Motores para máquinas fabricadas por Caterpillar Número de medio -KSNR6949-06

Fecha de publicación -01/07/2010

Fecha de actualización -13/02/2012

No se pueden alcanzar las RPM máximas del motor Nota: Si esta falla ocurre solamente bajo carga, consulte Localización y Solución de Problemas, "Respuesta deficiente/de baja potencia o ninguna respuesta del acelerador".

Causas probables • • • • • • •

Códigos de diagnóstico Parámetros del ECM Señal de aceleración del sensor de posición del acelerador Sistema de admisión de aire y de escape Suministro de combustible Cilindros individuales averiados Inyectores unitarios electrónicos

Acciones recomendadas Códigos de diagnóstico Revise para ver si hay códigos de diagnóstico activos en la herramienta electrónica de servicio. Localice y solucione cualquier código activo antes de continuar con este procedimiento.

Parámetros del ECM 1. Asegúrese de que la falla no sea un parámetro programado de forma incorrecta. 2. Asegúrese de que haya sido seleccionada la modalidad correcta utilizando la herramienta electrónica de servicio. 3. Utilice la herramienta electrónica de servicio para verificar la clasificación correcta para ese motor. 4. Utilice la herramienta electrónica de servicio para verificar el límite máximo de velocidad del motor. 5. Utilice la herramienta electrónica de servicio para verificar los siguientes parámetros a máxima velocidad: la presión de refuerzo, el límite de humo, el límite de par de apriete y la cantidad de combustible que se suministra.

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6. Utilice la herramienta electrónica de servicio para reajustar los parámetros a las especificaciones del fabricante de equipo original. 7. Asegúrese de que las reparaciones hayan eliminado la falla. 8. Si las reparaciones no han eliminado las fallas, continúe con "Señal de aceleración para el sensor de posición del acelerador".

Señal de aceleración para el sensor de posición del acelerador 1. Utilice la herramienta electrónica de servicio y observe la señal del sensor de posición del acelerador. Asegúrese de que el acelerador alcance la posición de un 100% bruto y la posición calibrada. 2. Si la señal es irregular, consulte Localización y solución de problemas, "Circuito del sensor de posición del acelerador digital - Probar". 3. Si no se ha eliminado la falla, continúe con "Sistemas de admisión de aire y de escape".

Sistema de admisión de aire y de escape 1. Utilice la herramienta electrónica de servicio para revisar si existe un código de suceso activo E172. 2. Asegúrese de que el filtro de aire esté limpio y en condiciones de funcionamiento. 3. Revise si hay alguno de los siguientes defectos en el sistema de admisión de aire y de escape: Obstrucciones Restricciones Daños en las tuberías y mangueras de admisión de aire y de escape o o o

4. Haga todas las reparaciones necesarias al motor. 5. Asegúrese de que las reparaciones hayan eliminado la falla. 6. Si no se ha eliminado la falla, continúe con "Suministro de combustible".

Suministro de combustible 1. Revise visualmente si hay combustible en el tanque de combustible. El medidor de combustible puede estar defectuoso. 2. Asegúrese de que la válvula de suministro de combustible esté completamente ABIERTA .

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3. Si la temperatura está por debajo de 0 °C (32 °F), revise para ver si hay combustible solidificado (cera). 4. Inspeccione visualmente las tuberías de suministro de combustible para ver si hay restricciones. 5. Revise que las tuberías de combustible de baja presión estén apretadas y aseguradas correctamente. 6. Quite los filtros de combustible. Inspeccione si hay contaminación en los filtros de combustible. Instale filtros de combustible nuevos. Consulte el Manual de Operación y Mantenimiento, "Filtro del Sistema de Combustible - Reemplazar y Elemento del Filtro Primario (Separador de Agua) del Sistema de Combustible Reemplazar". Determine la causa de la contaminación. 7. Revise que no haya contaminación en el combustible diesel. Consulte Operación de Sistemas, Pruebas y Ajustes, "Calidad del Combustible - Probar". 8. Revise para ver si hay aire en el sistema de combustible de baja presión. Consulte Operación de Sistemas, Pruebas y Ajustes, "Aire en el Combustible - Probar". 9. Asegúrese de que se haya cebado el sistema de combustible. Consulte Operación de Sistemas, Pruebas y Ajustes, "Sistema de Combustible - Cebar". 10. Revise la presión del combustible. Consulte Operación de Sistemas, Pruebas y Ajustes, "Aire en el Combustible - Probar".

ATENCION El contacto con el combustible a alta presión puede ocasionar la penetración de fluidos en la piel o peligros de quemaduras. La rociadura de combustible a alta presión puede causar un peligro de incendio. La omisión en cumplir estas instrucciones de inspección, mantenimiento y servicio puede ocasionar lesiones personales o la muerte. .

ATENCION El contacto con combustible a alta presión puede causar lesiones personales y mortales. Espere 60 segundos después que se haya parado el motor para que se reduzca la presión de aceite antes de dar servicio o reparar la tuberías de combustible del motor.

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11. Si las tuberías de combustible de alta presión tienen una fuga, se las debe reemplazar. Consulte el manual Desarmado y Armado, "Tuberías de Inyección de Combustible - Quitar e Instalar". 12. Si las reparaciones no eliminan la falla, continúe con "Cilindros individuales averiados".

Cilindros individuales averiados 1. Con la velocidad del motor en alta en vacío, utilice la herramienta electrónica de servicio para aislar los cilindros uno por uno. Observe si hay alguna reducción en la velocidad del motor. Si no se observa una reducción en la velocidad del motor, el cilindro aislado no está operando en condiciones normales. Si el aislamiento de un cilindro produce como resultado una reducción menor que la normal, es posible que el cilindro esté operando por debajo del rendimiento normal. Investigue la causa de la falla en cualquier cilindro que no esté operando. Investigue la causa de la falla en cualquier cilindro que esté operando con un rendimiento por debajo de lo normal. 2. Si se revisaron todos los cilindros y no se detectó ninguna falla, continúe con "Inyectores unitarios electrónicos".

Inyectores unitarios electrónicos 1. Con la velocidad del motor en alta en vacío, utilice la herramienta electrónica de servicio para aislar los cilindros uno por uno. Observe si hay alguna reducción en la velocidad del motor. Si no se observa una reducción en la velocidad del motor, el inyector unitario electrónico aislado no está operando en condiciones normales. Si el aislamiento de un cilindro produce como resultado una reducción menor que la normal, es posible que el inyector unitario electrónico esté operando por debajo del rendimiento normal. 2. Quite el inyector unitario electrónico del cilindro sospechoso. Consulte Desarmado y Armado, "Inyector unitario electrónico - Quitar". 3. Instale un inyector unitario electrónico nuevo. Consulte Desarmado y Armado, "Inyector unitario electrónico - Instalar". 4. Repita la prueba en 1. Si la falla todavía es evidente, quite el inyector unitario electrónico de repuesto y vuelva a instalar el inyector unitario electrónico original. Consulte Desarmado y Armado, "Inyector unitario electrónico - Quitar" y Desarmado y Armado, "Inyector unitario electrónico - Instalar".

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C4.4 Motores para máquinas fabricadas por Caterpillar Número de medio -KSNR6949-06



E396 Alta presión del riel de combustible Condiciones que generan este código: El Módulo de Control Electrónico (ECM) detecta una presión excesiva en el riel de combustible. El ECM detecta las siguientes fallas: •

•

•

•

•

• •

El ECM detecta una presión del riel de combustible que es mayor que la presión que se requiere para las condiciones de operación. El código de diagnóstico 0262-03 El voltaje del suministro de corriente CC del sensor de 5 voltios es superior a lo normal no está activo. El código de diagnóstico 0262-04 El voltaje del suministro de corriente CC del sensor de 5 voltios es inferior a lo normal no está activo. El código de diagnóstico 1797-03 El voltaje del sensor de presión del riel de combustible es superior a lo normal no está activo. El código de diagnóstico 1797-04 El voltaje del sensor de presión del riel de combustible es inferior a lo normal no está activo. Ningún código de diagnóstico está activo para la bomba del riel de combustible. Ningún código de diagnóstico está activo para los inyectores de combustible.

Respuesta del sistema: Se registrará el código de suceso. Aparecerá una advertencia en la pantalla del panel de control.

E396-2 Se reducirá la potencia del motor hasta que se haga girar el interruptor de llave a la posición DESCONECTADA.

Paso de prueba 1. El código de suceso no representa una falla con el sistema electrónico. Este suceso indica una alta presión del combustible. Consulte Operación de sistemas, Pruebas y Ajustes, "Sistema de combustible: inspección". Una válvula de alivio, la bomba de combustible o un inyector unitario electrónico defectuosos pueden causar que se registre un código de suceso.

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Resultados: •

CORRECTO - DETENGASE


C7 Motor para Motoniveladoras 12K, 120K, 120K serie 2, 140K, 140K serie 2 y 160K Número de medio -KSNR5407-04


Fecha de actualización -28/08/2013 i05397576

El escape tiene exceso de humo negro SMCS - 1088-035; 1250-035

Causas probables Sistema de admisión de aire o de escape •

Restricción en el sistema de admisión y escape de aire

Sensores de velocidad/sincronización del motor •

Calibración de los sensores de velocidad/sincronización del motor

Sensor de presión del múltiple de admisión • •

Sensor de presión del múltiple de admisión "Posición del combustible" o "límite FRC de combustible"

Archivo Flash •

Archivo Flash anterior

Combustible •

Calidad del combustible

Ajuste del juego de válvulas •

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Verifique el correcto ajuste del juego de válvulas


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Acciones recomendadas Restricción en el sistema de admisión y escape de aire 1. Revise el sistema de admisión de aire para ver si hay restricciones o fugas. a. Revise si hay una restricción en un filtro de aire. b. Realice una inspección visual de la tubería de admisión de aire para ver si hay restricciones o fugas. 2. Asegúrese de que el turbocompresor esté en buenas condiciones. 3. Vea si hay restricciones en el sistema de escape. 4. Repare cualquier fuga que se encuentre. Quite cualquier restricción que encuentre. Reemplace los componentes dañados.

Calibración de los sensores de velocidad/sincronización del motor 1. Revise la calibración de los sensores de velocidad/sincronización del motor. Consulte Localización y Solución de Problemas, "Sincronización - Calibrar". 2. Verifique que el cigüeñal y los engranajes de mando del árbol de levas tengan la orientación apropiada. Consulte el manual de Desarmado y Armado.

Sensor de presión del múltiple de admisión, "Fuel Position" y "FRC Fuel Limit" 1. Vigile el estado de los parámetros "Fuel Position" (Posición del combustible) y "Rated Fuel Limit" (Límite nominal de combustible) mientras el motor está en funcionamiento con carga plena. Si la "posición del combustible" es igual al "límite de combustible nominal" y la "posición del combustible" es menor que el "límite FRC de combustible", el Módulo de Control Electrónico (ECM) está proporcionando el control correcto. En caso contrario, proceda al próximo paso. 2. Verifique que no haya códigos de diagnóstico activos para el sensor de presión del múltiple de admisión. 3. Controle el estado de "presión del múltiple de admisión" en el Técnico Electrónico (ET) de Caterpillar. Cuando el motor no está funcionando, el valor de "Intake Manifold Pressure" debe ser de 0 kPa (0 lb/pulg²).

Nota: Un problema con el L"ímite FRC de combustible" causa solamente humo negro durante la aceleración. Un problema con el "Límite FRC de combustible" no causa humo negro durante la operación en estado estacionario. Archivo Flash anterior

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Verifique que esté instalado el archivo Flash correcto en el ECM. Consulte Localización y Solución de Problemas, "Software del ECM - Instalar" para obtener información.

Calidad del combustible El tiempo frío afecta negativamente las características del combustible. Consulte el Manual de Operación y Mantenimiento para obtener información sobre cómo mejorar las características del combustible durante la operación en tiempo frío.

Verifique el correcto ajuste del juego de válvulas Compruebe el correcto ajuste del juego de válvulas Consulte Operación de Sistemas/Pruebas y Ajustes para obtener información sobre el ajuste de las válvulas.


C7 Motor para Motoniveladoras 12K, 120K, 120K serie 2, 140K, 140K serie 2 y 160K Número de medio -KSNR5407-04



El aceite contiene combustible Causas probables Inyector • • •

Sellos con fugas en el inyector Fugas excesivas de la punta del inyector Rotura de la punta del inyector

Culata de cilindro •

Cabeza del cilindro fisurada

Acciones recomendadas

El contacto con el combustible a alta presión puede ocasionar la penetración de fluidos en la piel o peligros de quemaduras. La rociadura de combustible a alta presión puede causar un peligro de incendio. La omisión en cumplir estas instrucciones de inspección, mantenimiento y servicio puede ocasionar lesiones personales o la muerte. .

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No afloje ninguna de las tuberías de combustible de alta presión cuando el motor está funcionando. La alta presión en las tuberías de combustible puede causar lesiones personales y mortales. Espere 60 segundos después de que se haya parado el motor para permitir que se libere la presión antes de realizar cualquier tipo de servicio o de reparación en las tuberías de combustible del motor. Sellos con fugas en el inyector Revise si hay señales de daños en los sellos de los inyectores. Reemplace todos los sellos que tengan fugas.

Fugas excesivas de la punta del inyector Revise si hay señales de daños en las puntas de los inyectores. Si es necesario, repare o reemplace los inyectores.

Rotura de la punta del inyector Revise si hay señales de daños en las puntas de los inyectores. Si es necesario, repare o reemplace los inyectores.

Culata de cilindro fisurada Busque signos de daños en los conductos internos de la culata de cilindro para el suministro de combustible a los inyectores. Revise para ver si hay fugas en los orificios de los pasadores.

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Esta guía te servirá de referencia para encontrar problemas en motores diesel y aplica para motores que no usan circuitos electrónicos para el control del motor. El Motor No Arranca Causas posibles No llega combustible al motor.

Bomba de trasferencia averiada. Motor de sincronizado. Bomba de inyección averiada.

El Motor Falla Causas posibles

Solución Compruebe el tanque de combustible, tubos de c ombustible hasta la bomba de transferencia, tubos de bomba de in yección, filtros de combustible, decantadores de agua. (Conecte un recipiente con combustible directamente a la entrada de la bomba de inyección para comprobar, si el motor arranca, siga colectándolo en las tuberías hacia el tanque de combustible hasta encontrar el punto donde esta el problema La bomba de transferencia de combustible debe dar una presión cuando el motor arranca entre 0,7 y 1,4 Kg/cm2. A carga plena dará aprox. 1,76 Kg/cm2 y en velocidad alta en vacío unos 2,11 Kg/cm2. Compruebe la presión, si esta es baja cambie la bomba de transferencia. Piñón de arrastre de bomba de inyección flojo. Motor fuera de punto. Poner a punto el motor. Compruebe todo lo anterior y verifique que llega combustible a los inyectores. Si todo esta correcto repare la bomba de inyección y cambie los inyectores.

Solución

Ver - el motor no arranca Fallo en inyectores Fallo en reglaje de válvulas. Cable acelerador averiado.

Compruebe todos los puntos del capítulo cuando - el motor no arranca. Acelere el motor hasta el punto donde se aprecia mejor el fallo. Afloje los inyectores, uno cada vez, comprobara que el motor f alla más, hasta que encuentre uno de ellos que al aflojarlo no se aprecie cambio en el fallo. Sustituya el inyector averiado. Compruebe y ajuste de nuevo el reglaje de válvulas. Cambie el cable del acelerador.

El Motor se Apaga a Bajas Revoluciones Causas posibles Solución Ver - el motor no arranca Ver - el motor falla Ralentí demasiado bajo

Compruebe todos los puntos del capítulo cuando - el motor no arranca. Compruebe todos los puntos del capítulo cuando - el motor falla. Ajuste la velocidad baja en vacío del regulador.

Baja Potencia del Motor Causas posibles

Solución

Ver - el motor no arranca Ver - el motor falla Combustible de mala calidad Turbo con carbonilla u obstruido. Acelerador mal calibrado

Compruebe todos los puntos del capítulo cuando - el motor no arranca. Compruebe todos los puntos del capítulo cuando - el motor falla. Limpie el circuito, cambie los filtros y ponga combustible de calidad. Compruebe limpie y repare el turbo. Compruebe la admisión, cambie los filtros de aire. Compruebe la presión en el múltiple de admisión si el motor es turboalimentado. Compruebe las vueltas del motor en todo el recorrido del acelerador.

Vibración en el Motor Causas posibles

Solución

Admisión de aire mal.

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CyM (Constructores y Mineros Ver - el motor falla Tacos de goma del motor rotos Dámper del motor flojo Ventilador roto. Ejes de sincronización del motor mal ajustados.

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Compruebe todos los puntos del capítulo cuando - el motor falla. Cambie los tacos del motor. Apriete el Dámper. Cambie el ventilador. Ajuste de nuevo los ejes.

Ruido de Goleteo en Balancines Causas posibles Solución Exceso de holgura en válvulas. Muelles de válvula rotos Falta de aceite en balancines.

Ajuste de nuevo las válvulas a las especificaciones del fabricante. Cambie los muelles rotos. Compruebe que llega aceite suficiente a los balancines. Con el motor acelerado el conjunto de balancines debe estar bastante salpicado de aceite.

Aceite en Refrigerante Causas posibles

Solución

Fallo en junta de culata. Enfriador roto.

Cambie la junta de culata. Compruebe los enfriadores y repárelos o cámbielos si es necesario.

Golpeteo Mecánico Causas posibles

Solución

Fallo en cojinete de biela. Piñones de la distribución rotos. Cigüeñal roto. Fallo en el pistón o la biela del compresor de aire.

Saque la tapa del cárter, inspeccione el cigüeñal y las bielas, repare o cambie lo que sea necesario. Saque la tapa de la distribución y revise la cascada de piñones, sustituya los que estén en malas condiciones. Compruebe y cambie el cigüeñal. Desmonte, compruebe y repare o sustituya el compresor de a ire.

Consumo Excesivo de Combustible Causas posibles Solución

Ver - el motor falla Ver - baja potencia del motor

Compruebe el nivel de aceite del cárter, vacíe el aceite y compruebe el olor del mismo. Si tiene combustible compruebe la bomba de transferencia y la de inyeccion. Compruebe todos los puntos del capítulo cuando - el motor falla. Compruebe todos los puntos del capítulo - baja potencia del motor.

Ruido en Balancines Causas posibles

Solución

Paso de combustible al cárter.

Eje de levas roto. Balancines gastados o rotos.

Compruebe y cambie el eje de levas. Cambie los balancines, compruebe válvulas, rotadores y demás componentes del sistema de balancines. Si hay elementos rotos saque el cárter y compruebe si existen restos en el mismo.

Desaste Excesivo del Motor Causas posibles

Solución

Fallo en admisión.

Compruebe el sistema de admisión y especialmente si existe una entrada

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de aire sin filtrar. (Si el conducto después de los filtros tiene polvo es que entra aire sin pasar por los filtros). Combustible en el aceite. Vea el capítulo de - Consumo excesivo de combustible Cambie el aceite, cambie los filtros, asegúrese de que el aceite que esta Aceite sucio o inadecuado. usando cumple las especificaciones del fabricante del motor. Compruebe las especificaciones del fabricante del motor y ajuste los Periodos de mantenimiento inadecuados. periodos de mantenimiento a los indicados en la guía.

Refrigerante en el Aceite Causas posibles

Solución

Enfriadores averiados. Junta de culata rota o quemada. Culata rajada. Bloque agrietado.

Compruebe, repare o cambie los enfriadores. Cambie la junta de culata. Cambie la culata, etc. Repare o cambie el bloque.

Exceso de Humo Negro o Gris en el Escape Causas posibles Solución Falta de aire en el motor. Inyectores mal. Bomba de inyección mal.

Revisar la admisión, filtros y turbo. Cambie los inyectores. Repare la bomba de inyección.

Exceso de Humo Azul o Blanco en el Escape Causas posibles Solución Guías de válvula desgastadas. Segmentos gastados. Nivel de aceite demasiado alto. Ver - el motor falla

Cambie las guías de válvula. Cambie los segmentos. Revise el nivel de aceite. Compruebe todos los puntos del capítulo cuando - el motor falla.

Baja Presión del Aceite del Motor Causas posibles Solución Combustible en el aceite. Cojinetes de bancada gastados. Cojinetes del árbol de levas flojos. Cojinetes de distribución flojos. Bomba de aceite averiada. Filtro obstruido. Enfriadores taponados.

Vea el capítulo de - Consumo excesivo de combustible. Compruebe el cigüeñal, casquillos de bancada, verifique el filtro de aceite y la bomba. Cambie los cojinetes del árbol de levas. Cambie los cojinetes de la distribución. Repare la bomba de aceite. Revise el filtro de aceite. Revise los enfriadores de aceite.

Consumo Elevado de Aceite Causas posibles Solución Fugas. Holgura en guías de válvula. Nivel de aceite muy alto. Aceite demasiado caliente. Camisas, segmentos gastados o rotos. Turbo pasa aceite.

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Corrija las fugas de aceite. Cambie las guías de válvula. Revise el nivel de aceite. Revise la válvula limitadora de la bomba de aceite. Revise el enfriador de aceite del motor. Reacondicione el motor. Revise el múltiple de admisión si hay aceite en el mismo repare el turbo.


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Curso motores ACERT.pdf

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