Curso de Inyeccion DIr. EUI- HEUI- CATERPILLAR

Minera Alumbrera Ltda

INTRODUCCION Uno de los sistemas principales para el buen funcionamiento y rendimiento de un motor diesel es el sistema de inyección. Todos los componente de este sistema deben encontrarse en perfectas condiciones y conectados entre si correctamente. Analizaremos cada uno de sus componentes, su función, su cuidado y su mantenimiento. Departamento de Capacitación Mantenimiento Mecánico Mina

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Minera Alumbrera Ltda SISTEMA DE COMBUSTIBLE

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10 ESQUEMA DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE (1) Inyector de combustible. (2) Líneas de combustible. (3) Línea de retorno de combustible. (4) Codo con orificio calibrado. (5) Bomba inyectora. (6) Bomba primaria de combustible. (7) Válvula de retención. (8) Bomba de transferencia de combustible. (9) Tanque de combustible. (10) Filtro primario de combustible. (11) Filtro secundario de combustible. ESQUEMA BÁSICO DE UN SISTEMA DE INYECCIÓN. Función: el combustible es sacado del estanque (9) por la bomba de transferencia (8), pasa primero por el filtro primario (10) que es un filtro de maya metálico y además cumple la función de decantar el agua que posee el combustible por efecto de la condensación. Sobre el filtro primario o en la línea que va a la bomba de transferencia se ubica la bomba primaria (6) o bombín de cebado, luego pasa el combustible por la bomba de transferencia (7) y es enviado a los filtros de combustible (11) luego es dirigido por las líneas a la bomba inyectora (5), entra a la caja de la bomba inyectora por la parte delantera, pasa al múltiple de combustible donde va a cada unidad bombante (1 por cilindro), luego sale por las cañerías individuales a cada inyector (2). El inyector pulveriza el combustible y lo entrega a la cámara de combustión. El combustible no usado por el sistema retorna al estanque por la línea de retorno (3).

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Minera Alumbrera Ltda TANQUE DE COMBUSTIBLE Los tanque de combustible tienen en su tapa de llenado una rejilla que se debe inspeccionar en los servicios. Al quitar la tapa inspeccione la junta y si esta dañada reemplácela, quite el anillo de resorte de retención, saque la rejilla, desarme la tapa, lave todos los componentes en disolvente limpio y no inflamable, lubrique ligeramente el elemento, arme la tapa, instale la rejilla, el anillo de resorte y la tapa. En la entrada del tanque tiene una rejilla con un anillo de seguro para evitar que entre suciedad, "No se debe poner gasoil sí no esta la rejilla” Abra la válvula de drenaje del tanque de combustible y deje que se drene los sedimentos en un recipiente adecuado. ATENCION: Hay que tener cuidado de que los fluidos estén contenidos durante los procedimientos de inspección, mantenimiento, prueba, ajuste y reparación de la maquina. Este preparado para recoger el fluido en recipientes adecuados antes de abrir o desarmar cualquier compartimento que contenga fluidos. FILTRO PRIMARIO DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE ATENCION: No llene los filtros de combustible con combustible antes de instalarlos. El combustible contaminado acelerara el desgastes de las piezas del sistema de combustible.

Si el motor pierde potencia, limpie el elemento primario.

Pare el motor y cierre la válvula de cierre de combustible.

Suelte la caja del filtro.

Saque la caja del filtro y el elemento.

Lave la base y el elemento en disolvente limpio, no inflamable.

Si esta dañada la junta de la base del filtro, reemplace la junta.

Instale el elemento y la caja del filtro.

Abra la válvula de cierre del combustible. Cebe el sistema.


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Arranque el motor e inspeccione el filtro para ver si tiene fugas.

Si el motor pierde potencia, cambie los filtros secundarios.

BOMBA DE TRANSFERENCIA DE COMBUSTIBLE

La función de esta bomba es mantener una presión en el sistema de inyección. Cuando falla el motor, presentara poca potencia o no funcionara. La bomba funciona cuando el motor esta en funcionamiento, puede ser de pistón, membrana o engranajes, puede ir montada en el block de cilindros y actuada por una leva del eje levas (pistón y membrana) o sobre la bomba injectora o un mando (de engranajes).

BOMBA PRIMARIA (bomba de cebado)

La función de esta bomba es poder surtir con combustible el sistema cuando se han sacado los filtros primarios, los filtros secundarios, la bomba inyectora, mangueras o cañerías del sistema. Esta bomba se actúa manualmente. con el motor detenido para cebar el sistema, posee dos válvulas de retención puestas en forma contraria, cuando el bombín sube la válvula de retención de entrada se abre para permitir el ingreso de gasoil, la válvula de retención de salida permanece serrada. Cuando el bombín baja la válvula de retención de entrada se cierra y la válvula de retención de salida se abre permitiendo al gasoil ingresar para cargar el sistema de inyección y así poder sacar todo el aire.


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Minera Alumbrera Ltda FILTROS SECUNDARIOS DE COMBUSTIBLE La función de los filtros de combustible es no permitir el paso de ninguna impureza en el combustible por los nuevos sistemas de inyección los filtros de hoy están diseñado para atrapar impurezas hasta dos micrones.

Saque los elementos de filtro de la base.

Limpie las bases de las cajas de filtro.

Asegúrese de quitar todos los sellos anteriores.

Lubrique las superficies de sellado de los nuevos elementos de filtro con combustible diesel limpio.

Instale los filtros nuevos con la mano. Apriete los elementos hasta que la superficie de sellado toque la bases. Apriete los elementos ¼ de vuelta mas.

Hay marcas de índice de rotación en cada elemento de filtro. Estas marcas están equidistante en 90 o ¼ vuelta entre si. Use las marcas como guía para apretar los elementos de filtro.

Cebe el sistema de combustible.

BOMBA INYECTORA

La bomba inyectora recibe el combustible desde la bomba de transferencia con presión, el combustible llega al múltiple de combustible que esta en la carcasa de la bomba inyectora, el combustible pasa a cada cuerpo de los elementos bombantes, hay uno por cada cilindro del motor cilindro en el motor. La bomba inyectora aumenta la presión del combustible y envía una cantidad exacta, hay un inyector por cada cilindro. El elemento bombante es movido por la leva del eje de levas de la bomba de combustible, cuando el eje de levas jira, la leva levanta al impulsor y el embolo. Embolo de la bomba siempre hace un recorrido completo. Cuando el recorrido de la leva llega al fondo el resorte se encarga de poner al embolo en Departamento de Capacitación Mantenimiento Mecánico Mina

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Minera Alumbrera Ltda posición de llenado. Cuando el embolo de la bomba esta en el fondo del corrido, el combustible enviado por la bomba de transferencia entra por el puerto y llena toda la cavidad del embolo de la bomba.

Cuando la leva impulsa a el elemento hacia arriba el combustible en la parte superior del embolo aumenta la presión y abre la válvula permitiendo el paso del combustible hacia las cañerías y a los inyectores los cuales inyectaran el combustible a la cámara de combustión.

ELEMENTOS BOMBANTES

La cantidad de combustible que se inyectara dependerá de la ubicación del elicoide del elemento bombante.


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Minera Alumbrera Ltda GOBERNOR

La función principal del gobernor es controlar lar RPM del motor, este tipo es mecánico y es controlado por contrapesos y un resorte las RPM. Cuando gira el gobernor y los contrapesos se abren por la fuerza centrifuga, la tensión del resorte controla las RPM. Hay resortes de diferentes porcentajes de tensión.

INYECTOR DE COMBUSTIBLE El inyector de combustible es instalado en un adaptador en la cabeza de cilindros y extendido dentro de la cámara de combustión. El sello va contra el adaptador de la boquilla y previene el goteo de condensación del cilindro. El combustible enviado de la bomba inyectora a alta presión hace que el inyector pulverice una fina nube de combustible para una buena combustión. El combustible a alta presión que viene desde la bomba inyectora pasa por el pasaje de entrada, el combustible luego va a través de la malla y entra al pasaje a al diámetro menor de la válvula cuando la presión de combustible empuja contra el diámetro pone mayor presión al resorte. Esto sucede cuando la presión del combustible va sobre la válvula y abre la boquilla de inyección. La inyección de combustible continua hasta que la presión del combustible baja sobre el resorte. Se cierra la válvula y se detiene la inyección. NOTA: La boquilla del inyector no se puede desmontar y no se pude hacer ningún tipo de ajuste.


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INYECCION EUI (Unidad Inyectora Electrónica) Cinco son los componentes principales de este sistema. Ellos son:

Inyectores EUI Producen presión de inyección sobre las 30.000 psi.


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Bomba Transferencia Combustible Suministra combustible a las unidades inyectoras desde el tanque y lo presuriza entre 60 – 125 psi.

ECM El ECM es el computador que controla al motor, este realiza tres funciones principales.


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Sensores Sensores electrónicos monitorean el funcionamiento de los componentes del motor, como temperatura, velocidad, presión y suministran esta información al ECM. En forma de señal de voltaje.

Actuadores Actuadores electrónicos usan corriente eléctrica proveniente del ECM y cambian el funcionamiento del motor. Ejemplo los actuadores de los Inyectores


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Primer componente Inyector EUI. La Función de los Inyectores es:

Unidad Inyectora Actuado Mecánicamente Controlado Electrónicamente

Mecánicamente Actuado

lectrónicamente Controlado

nidad nyector


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El inyector de combustible usa un impulsor dentro de un cilindro donde eleva la presión para pulverizar el combustible dentro de la cámara de combustión, el eje de levas del motor mueve al alza balancín, este nueve al balancín y este mueve al impulsor del inyector. El combustible circula por el interior del inyector.

Impulsor

Embol Cilindro Conjunto de Tobera

Solenoide Armadura (Imán) Resorte de Válvula Válvula


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El inyector unitario va instalado en una perforación de la culata, tiene una camisa metálica para separar la unidad del refrigerante del motor, que refrigera al inyector en forma directa, para un sellado hermético posee anillos de goma en la parte de la camisa y en la parte inferior lleva una arandela para sellar la pasada de la combustión.

Cuerpo del Inyector

Sellos de Agua

Arandela Metálica


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En esta posición al no estar activado el solenoide el embolo sigue bajando y el combustible circula a través de la válvula del solenoide que esta abierta, el combustible retorna al tanque.

Resorte de la Tobera

Tobera


Cierre de Tobera

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Cable desde el ECM

El solenoide no esta activado la válvula esta abierta y se puede apreciar la circulación del combustible.


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Cable desde el ECM

Cuando el ECM envía una señal eléctrica al solenoide este activa un campo magnético que hace que la válvula se cierre no permita el paso de combustible al tanque.

Al cerrase la válvula y no permitir el paso del combustible al tanque se crea una presión en el interior

del inyector


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Al estar el solenoide activado la válvula cerrada el embolo bajando incrementa la presión interna del inyector. Cuando la presión alcanza las 5000 psi la tobera comienza abrirse venciendo la presión del resorte. Cierre de la Tobera

Cuando la presión sobrepasa las 30000 psi, la inyección esta en su punto mas alto

Cierre de la Tobera Departamento de Capacitación Mantenimiento Mecánico Mina

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La alta presión de la inyección produce gotas de combustible muy pequeñas

Baja presión produce grandes gotas


Alta presión produce pequeñicimas gotas

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Pre - Inyección

Inyección


La pre-inyección comienza con el impulsor y el embolo en la parte superior de la carrera, la cavidad del cilindro esta llena de combustible la válvula del solenoide esta abierta y la tobera esta cerrada, el combustible que se encuentra en el interior del inyector comienza a salir a los pasajes de suministros de la culata.

El ECM envía una señal eléctrica que activa al solenoide y este cierra la válvula, con la válvula cerrada la presión se incrementa a próximamente a 5000 psi vence la resistencia del resorte de la tobera y se inicia la inyección, la presión sigue subiendo hasta llegar sobre las 30000 psi. con esta presión y el combustible saliendo por los orificios pequeños de la tobera el combustible se pulveriza.

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Termino de la Inyección


El ECM desactiva el solenoide la válvula (del solenoide)se abre por medio de su resorte, la presión del combustible baja rápidamente y la tobera se cierra por medio de su resorte. La inyección a terminado.

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Sistema de Combustible de Baja Presión Segundo componente del sistema EUI

Filtro Secundario y Bomba de Cebado

Bomba de Transferencia de Combustible

Tanque de Combustible Filtro Primario de Combustible

Sistema de Combustible de Baja Presión


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ECM Tercer componente del sistema es el ECM.

Entrada Control Salida


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Entrada Los sensores constantemente observan las condiciones de operación del motor y envían información al ECM

Control El ECM es el computador que controla al motor, este realiza tres funciones principales.

Proporciona fuerza eléctrica para los componentes electrónicos del motor. Observa las señales de los sensores del motor. Actúa como un gobernador de control de las RPM. del motor.


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Salida El ECM envía corriente eléctrica a los dispositivos de salida, para el control de la operación del motor.

Cables Conectores del Vehículo


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Cables Conectores del Motor


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Sensores Cuarto componente del sistema EUI.

Los sensores son dispositivos electrónicos simples que detectan la presión, temperatura, velocidad o la posición mecánica y lo convierten en un signo eléctrico.


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Tipos de Sensores Presión Temperatura Posición Velocidad

Sensor de Temperatura

Circuito de Falla del Sensor de Temperatura Bajo: El valor de la resistencia esta cerca de 0

Abierto: El valor de la resistencia es muy alto


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Sensores de Temperatura Sensor de Temperatura de refrigerante Sensor de Temperatura de Entrada de Aire Sensor de Temperatura de Combustible

Sensores de Presión Tierra

Suministro de Voltaje Señal de Voltaje


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Presión de Refuerzo Presión Atmosférica Presión de Aceite de Motor

Sensores de Presión

Sensor de Velocidad


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Engranaje y Sensor del Eje de Levas

Engranaje y Sensor del Cigüeñal

Sensor de Posición

Circuito de falla del sensor de posición. El ciclo debe ser menor del 5% El ciclo debe ser mayor del 95%


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Sensor de Presión


Sensor de Posición

Sensor de Velocidad

Velocidad/Tiempo Motor Presión de Refuerzo Presión Atmosférica Presión de Aceite de Motor Temp. de Refrigerante Temp. Entrada Aire

Posición del Acelerador

Temp. de Combustible Velocidad del Vehículo

Sensor de Presión


Sensor de Posición

Sensor de Velocidad


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Actuadores Quinto componente del sistema EUI.

Actuadores Actuadores electrónicos usan corriente eléctrica proveniente del ECM y cambian el funcionamiento del motor. Ejemplo los actuadores de los Inyectores

AJUSTE DE LOS INYECTORES UNITARIOS

Herramientas Necesarias Grupo de Herramientas de sincronización 9U-5132 Indicador de Cuadrante 6V-3075 Punto de Contacto del Indicador 8S - 3675 Calibre de Ajuste 91-1-5138 Accesorio Magnético 9U-5137 Varilla del Accesorio de Sincronización 9U-5220 Extensión del Manguito de la Varilla 91.1-6273 Tornillo 9U-6272

Cantidad 1 1 1 1 1 1 1 1

ATENCION Se deben sincronizar correctamente los árboles de levas con el cigüeñal antes de ajustar los inyectores unitarios. Se deben sacar los pasadores de sincronización de los árboles de levas Departamento de Capacitación Mantenimiento Mecánico Mina

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Minera Alumbrera Ltda antes de girar el cigüeñal, ya que de lo contrario se puede dañar el bloque de cilindros.

ADVERTENCIA El Módulo de Control Electrónico genera alto voltaje. Para evitar lesiones personales, compruebe que el Módulo de Control Electrónico no esté activado y que los solenoides de los inyectores unitarios estén desconectados. Nota: No es necesario efectuar la calibración electrónica de la sincronización de los inyectores a menos que se haya quitado la rueda de sincronización de¡ árbol de levas o se haya cambiado el módulo de control electrónico (ECM). 1. Vea Pruebas y Ajustes, "Posiciones del cigüeñal para el ajuste de los inyectores unitarios y la luz de las válvulas". Se pueden comprobar o ajustar todos los inyectores con la posición del cigüeñal en la tabla. Esto asegurará que los levantadores de las varillas de empuje que no estén fuera de los lóbulos y de los círculos de la base del árbol de levas. Antes de comprobar o ajustar, las herramientas deben fijarse a la dimensión correcta.

1. (1)Accesorio Magnético 911-5137- (2) Varilla del Accesorio de Sincronización 9U 5220- (3) Extensión de Manguito de Varilla 911-6273. (4) Calibre de ajuste 91,1-5138. (5) Indicador de Cuadrante 6V-3075. (6) Punto de Contacto del Indicador 8S-3675. 2. Ponga la Varilla de¡ Accesorio de Sincronización 9U-5220 (2) en el Accesorio Magnético 9U-5137 (1). Instale la Extensión de Manguito de Varilla 9U-6273 (3) en el Accesorio Magnético 9U-5137 (1). Instale el Punto de Contacto del Indicador 8S3675 (6) en el Indicador de Cuadrante 6V-3075 (5). Instale el Indicador de Cuadrante 6V-3075 (5) en la Extensión de Manguito de Varilla 9U - 6273 (3). 3. Ponga el indicador de cuadrante y el accesorio de sincronización en el Calibre de Ajuste 9U-5138 (4) con la base magnética del accesorio de sincronización en la superficie de arriba. El conjunto de accesorio de sincronización debe estar en el resalto de arriba. Nota: El Calibre de Ajuste 9U-5138 tiene dos resaltos. Asegúrese de que la designación de los resaltos es para la dimensión de 64,34 mm.


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Minera Alumbrera Ltda 4. Mueva el indicador en la extensión del manguito de la varilla hasta que todos las agujas indique cero. Apriete el tornillo de nilón.

Ajuste de las herramientas de sincronización de combustible (1) Accesorio Magnético 9U-5137. (2) Varilla del Accesorio de Sincronización 911-5220. (4) Calibre de Ajuste 9U-5138. (5) indicador de Cuadrante 6V - 3075.

Herramientas de sincronización de combustible (1) Accesorio Magnético 9U - 5137. (5) Indicador de Cuadrante 6V - 3075. (7) Seguidor de inyector. (8) Resalto. 5. Asegúrese de que las superficies de arriba del seguidor del inyector (7) y el resalto (8) estén limpios y secos. Departamento de Capacitación Mantenimiento Mecánico Mina

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Minera Alumbrera Ltda 6. Coloque el Indicador de Cuadrante 6V-3075 (5) y el Accesorio Magnético 9LI-5137 (1) en el inyector que se vaya a comprobar. Asegúrese de que la base magnética del accesorio de sincronización esté en la superficie de arriba del seguidor del inyector (7). El conjunto de la varilla del accesorio de sincronización debe estar en la superficie de arriba del resalto (8). 7. Las agujas del indicador de cuadrante deben marcar 0,00 ± 0,20 mm. 8. Si las agujas del indicador de cuadrante marcan 0,00 ± 0,20 mm, no es necesario efectuar un ajuste. Pase al inyector siguiente que haya que comprobar. Repita el procedimiento del Paso 3. Si las agujas del indicador de cuadrante no marcan 0,00 ± 0, 20 mm, efectúe los Pasos 9 y 10 9. Afloje la tuerca de traba del tornillo de ajuste de la varilla de empuje para el inyector que se esté ajustando.

Grupo de herramientas de ajuste de sincronización y combustible instalado. 10. Gire el tornillo de ajuste hasta que las agujas del indicador de cuadrante indiquen 0,00 ± 0,20 mm. Apriete la tuerca de traba del tornillo de ajuste a un par de 160 ± 30 N.m (120 ± 22 lb-pie). Compruebe el ajuste para estar seguro de que no haya cambiado el ajuste. Si es necesario, efectúe nuevamente este procedimiento hasta que el ajuste sea correcto. Cuando el ajuste sea correcto, pasar al siguiente inyector que se vaya a comprobar. Repita el procedimiento del Paso 3. 11. Después de haber comprobado y ajustado todos los inyectores, quite el perno de sincronización del volante. Posición del cigüeñal para el ajuste de los inyectores unitarios y de la luz de las válvulas. Ponga el pistón No. 1 en el punto muerto superior e identifique la carrera correcta. Consulte Pruebas y Ajustes, "Localización del punto muerto superior para el pistón No 1 ". Localice el punto muerto superior para una cierta carrera y efectúe el ajuste para los cilindros correctos. Quite el perno de sincronización. Gire el volante 360 grados en el sentido de rotación normal del motor. Esto pondrá el pistón No. 1 en el punto muerto Departamento de Capacitación Mantenimiento Mecánico Mina

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Minera Alumbrera Ltda superior en la otra carrera. Instale el perno de sincronización y complete los ajustes para los cilindros restantes. Rotación Normal (Hacia la Izquierda) Vista desde el Extremo del Volante Cilindros para Comprobar/Ajustar Carrera Correcta

Motor 3508B 3512B 3516B

Carrera para el Pistón N°1 en el Punto Muerto Superior

Válvulas Admisión

Válvulas de Escape

Compresión Escape compresión Escape Compresión Escape

1-2-6-8 3-4-5-7 1-3--6-7-10-12 2-4-5-8-9-11 1-2-5-7-8-12-13-14 3-4-6-9-10-11-15-16

1-2-3-7 4-5-6-8 1-4-5-6-9-12 2-3-7-8-10-11 1-2-3-4-5-6-8-9 7-10-11-12-13-14-15-16

Inyectores 3-4-5-7 1-2-6-8 2-4-5-8-9-11 1-3-6-7-10-12 3-4-6-9-10-11-15-16 1-2-5-7-8-12-13-14

Nota: Las medidas exactas y los procedimiento hay que sacarlos de los manuales de servicio correspondiente a cada maquina según su modelo, numero de serie y el numero de serie del componente.


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INYECCION HEU1 (Unidad Inyectora Hidráulica Electrónica) El sistema HEUI trabaja controlado electrónicamente y actuado hidraulicamente. El sistema Heui elimina componentes mecánicos tales como bomba Inyectora, líneas de combustible. Este sistema también aumenta el control del tiempo de inyección y la relación aire combustible. El control del tiempo de avance es logrado exactamente por unidad injectora.

idraulicamente Actuado lectrónicamente controlado nidad nyector


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Inyector HEUI Presuriza el aceite del motor a 3500 psi. y produce una presión de inyección sobre 23500 psi.

Bomba Hidráulica Genera alta presión de aceite para impulsar los inyectores HEUI


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Válvula Control de Presión de Actuación de Inyección Regula la presión de salida de la bomba hidráulica y devuelve el exceso al cárter del motor.

Bomba de Transferencia de Combustible Saca el combustible desde el tanque y lo suministra a los inyectores a una presión de 65 psi.


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E lectrónico C ontrol M odulo Controla todas las funciones del motor

Sensores Vigilan permanentemente todas las funciones del motor y suministran esta información al ECM en forma de señales eléctricas.


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Solenoide de Inyectores

Actuadores

Válvula de control de presión Usan corriente eléctrica de actuación de desde el ECM para ejecutar inyección su trabajo o cambiar el funcionamiento del motor.

Bomba Hidráulica


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Bomba Hidráulica

Bomba Transferencia Combustible

Válvula Salida

Válvula Entrada


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Sensor IAP

Válvula de Control

Inyección

Presión de Actuación Actual

Actuación

Presión de Actuación Deseada

Presión

Corriente de Control

Controles Actuales Presión de Actuación


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IAP Sensor Señal de Voltaje


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Presuriza y suministra combustible desde 65 psi a 540023500 psi Atomiza el combustible a través de los orificios del inyector Tip Entrega la cantidad correcta de combustible atomizado a la cámara de combustión Dispersa el combustible atomizado uniformemente a lo largo de la cámara de combustión

Solenoide

Componentes del Inyector Válvula Pistón Intensificador Embolo

Cilindro Conjunto de la Tobera


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Solenoide del Inyector

Armadura (imán)

Válvula

Cable desde el ECM

Válvula del Solenoide Cerrada

Asiento Superior de la Válvula Abierta

Asiento Inferior de la Válvula Cerrado


Resorte de la Válvula

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Asiento Inferior de la Válvula Abierto

Pistón Intensificador

Embolo

Resorte de Retorno del Embolo Cilindro

Pre-Inyección


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Solenoide

Válvula Pistón Intensificador Embolo

Retraso Puerto de Derrame Principal

Solenoide

Válvula Pistón Intensificador

Inyección Principal

Embolo

Puerto Principal de Derrame

Tobera de Cierre


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Válvula Pistón Intensificador

Fin de la Inyección

Resorte de Retorno del Embolo

Sistema de Baja Presión de Combustible

Suministra combustible al inyector HEUI para la combustión. Suministra combustible extra para la refrigeración del inyector. Suministra combustible extra para sacar el aire del sistema.


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