VEB+
Índice
VEB+ Este material de formación y capacitación se trata de un CD de estudio de auto instrucción sobre el VEB+, VEB+, con proyecto y función de los nuevos componentes, ademáss de otr as diferencias co n el VEB. ademá
1 Presentación............. Presentación ........................... ............................ .................... ...... 1 2 Freno Motor ............. .......................... ........................... ...................... ........ 2 3 VEB+ (Freno Motor Volvo) ............. ........................ ........... 4 4 Descripción VEB+.................................... VEB+....................................... ... 5 5 Condiciones accionamiento del VEB+........ 6 6 Accionamiento del VEB + ............ ......................... ................. 7
La capacitación práctica o entrenamiento
7 Motor (no el freno motor) mo tor) .............................. .............................. 8
referente a procedimientos de servicio,
8 Freno motor, funcionamiento...................... 9
diagnósticos
herramientas
9 Freno motor, funcionamiento............. funcionamiento ...................... ......... 10
especiales se describe en el boletín de
10 Freno motor, funcionamiento............. funcionamiento ...................... ......... 11
servicio Volvo (Impact). Cerciórese Cerciórese siempre
11 Válvula Válvula VCB, funcionamiento funcionamiento ..... .......... ......... ......... ....... .. 12
que va a utilizar la informació n más reciente
12 VEB+, descripción ............. ........................... ......................... ........... 14
del Impact, puesto que normalmente hay
13 VEB+, fuerzas de frenado frenado ........ ............. .......... ......... ........ .... 16
modificaciones y actualizaciones. actualizaciones .
14 VEB+, balancines balancines de de escape y del freno freno.... .... 17
y
uso
de
15 Pistones hidráulicos............... hidráulicos ............................. ..................... ....... 19 16 VEB activado ............. ........................... ............................ ................... ..... 20 17 Funcionamiento Funcionamiento de los balancines balancines ..... .......... ........ ... 21 18 Frenado por compresión........................... compresión............................. .. 22 19 Frenado por compresión........................... compresión............................. .. 23 20 Frenado por compresión........................... compresión............................. .. 24 21 Resumen del VEB+ ............. ........................... ....................... ......... 25
Este material de formación y capacitación se trata de un CD de estudio de auto instrucción sobre el VEB+, con proyecto y función de los nuevos componentes, además de otras diferencias con relación al VEB. La capacitación práctica referente a procedimientos de servicio, diagnósticos y uso de herramientas especiales se describe en el boletín de servicio Volvo (Impact). Cerciórese siempre que va a utilizar la información más reciente del Impact, pues normalmente ocurren modificaciones y actualizaciones.
El motor Volvo está normalmente equipado con EPG ( Exhaust Pressure Governor – Regulador de Presión del Escape), una válvula accionada por aire comprimido, que restringe el pasaje de los gases de escape a través del sistema de escape durante el frenado del motor. En el D16E, el EPG va suplementado con un tipo de freno motor conocido como válvula mariposa del tubo de escape, que tiene la función de aumentar la contrapresión sobre los pistones durante la marcha lenta, mientras el motor está frío, y lo hace trabajar con más fuerza, hasta alcanzar y mantener la temperatura de trabajo adecuada. Durante el frenado del motor, la válvula se mantiene casi totalmente cerrada, suministrando contrapresión al motor, y aumentando así la potencia de frenado. El EPG va ubicado a la salida de escape del turbocompresor. El VEB+ es un desarrollo avanzado y perfeccionado del VEB, abreviatura de Freno Motor Volvo, en inglés.
El VEB+ no es más que el EPG en combinación con un dispositivo en el mecanismo de la válvula llamado Volvo Compression Brake (Freno por Compresión Volvo). El freno por compresión consiste de: - Un eje de comando especial con cuatro levas para cada cilindro: leva de admisión, leva del inyector, leva de escape y leva del freno. - La cuarta leva (leva del freno) es nueva y se destina a la función VEB+. Tiene dos resaltos bajos. - Balancines proyectados especialmente para los balancines de escape y de freno. Los balancines de escape tienen pistones accionados por el aceite del sistema de lubricación del motor. - Una válvula de control VCB, que controla la presión del aceite para los pistones de los balancines. - Una conexión eléctrica para la válvula hidráulica (VCB).
En el D13A Euro 3 y 4, y en el D16E, el VEB+ designa el freno motor disponible como equipo extra. En el D13A, el EPG es el freno motor estándar, mientras que el VEB y el VEB+ son optativos. El D16E Euro 4 sólo está disponible con EPG (estándar) o VEB+ (optativo). En comparación con el VEB, el VEB+ aumenta la potencia de frenado sin acentuar las cargas térmica y mecánica. Los dos balancines del VEB+ ayudan a absorber las fuerzas más intensas aplicadas a la válvula durante el accionamiento del freno. En el D13A, el pasaje creciente de gases y las fuerzas más elevadas sobre las válvulas aumentan la potencia de frenado en cerca de 30%, si se le compara con el D12 VEB. El aumento de potencia de frenado equivalente en el D16E llega a un poco más del 10%.
Esta ilustración muestra una culata sin la tapa de los balancines, con destaque para el mecanismo de balancines y válvulas de control de la presión del aceite lubricante en el eje de los balancines. El eje de comando de válvulas tiene cuatro levas para cada cilindro: leva de admisión, leva del inyector, leva de escape y leva del freno. Los componentes marcados son dos balancines para cada cilindro para apertura de las válvulas de escape y la válvula eléctricamente accionada de control de la presión del aceite lubricante del eje de balancines. En la esquina superior derecha de la ilustración, los dos balancines de las válvulas de escape también se muestran ampliados y son dos componentes con nuevas funciones en el VEB+. Es también nuevo el balancín de la válvula de admisión, más angosto que el de los motores D9 y D12. Vale también la pena destacar que todos los cojinetes del eje del comando de válvulas han sido desplazados hacia atrás del motor, lo que da espacio para los balancines dobles de las válvulas de escape.
Para que el VEB+ pueda funcionar, se deben atender las condiciones siguientes: A.
Llave del freno motor en la posición 2
B.
Revoluciones del motor más allá de 900 rpm
C.
Velocidad del camión más allá de 5 km/h
D.
Pedal del embrague totalmente liberado
E.
Temperatura del aceite del motor arriba de 55°C
F.
Presión del turbocompresor debajo de 0,5 bar
G.
Pedal con acelerador totalmente liberado
Al liberar el pedal del acelerador y si se atienden las condiciones especificadas en la ilustración anterior, el freno motor es accionado. La unidad de control del motor envía una señal a la válvula AVU ( Air Valve Unit o Unidad de la Válvula de Aire), que libera aire para el EPG, cuyo estrangulador se cierra. Mientras tanto, la electro válvula (solenoide) se abre, y deja que la válvula de control envíe toda la presión de aceite para los balancines. ¡Atención! Si el sistema de frenado ABS está en operación, el freno motor se desconecta automáticamente.
Esta ilustración muestra cómo funciona el motor en el modo motor (pie en el pedal o botón del acelerador /palanca en la posición 0). Es decir, el EPG está desconectado y la válvula de retención también se desconecta por acción del pistón cónico. Con ello, el movimiento del balancín del freno no se transfiere a las válvulas de escape y el aceite puede pasar por la válvula de retención en las dos direcciones. El movimiento del balancín (elevación en 12 mm, aproximadamente) se transfiere para las válvulas de escape, porque el pistón de potencia alcanza la parte más baja del balancín de escape, como en los actuales D12D con VEB.
Esta ilustración muestra cómo funciona el motor en modo de frenado (pie fuera del pedal del acelerador). El EPG cierra el colector de escape. Mientras tanto, la holgura de la válvula es eliminada por la presión del aceite sobre el pistón hidráulico, y el cilindro del balancín acompaña el resalto de la leva.
Cuando el pistón del motor se aproxima del punto muerto inferior y del comienzo del tiempo de compresión, el cilindro del balancín pasa por el resalto de la leva que está cargada. La válvula de escape se abre por un corto período de tiempo y la presión más alta del colector de escape "carga" el cilindro. Es decir, en el tiempo de compresión sobre el pistón, la potencia de frenado es considerablemente más elevada.
Al fin del tiempo de compresión, poco antes del punto muerto superior, la leva de descompresión pasa por el cilindro del balancín. Las válvulas de escape vuelven a abrirse por un corto período de tiempo y liberan la presión (descompresión), lo que impide el reciclaje de la energía que resulta de la presión de descompresión durante el movimiento de descenso del pistón. Durante el accionamiento del freno motor, no hay inyección. Cuando las rotaciones del motor disminuyen a menos de 900 rpm, el frenado por compresión se interrumpe, pero el EPG continúa en 800 rpm. Y la inyección recomienza con la marcha lenta.
Anillo de retención 2. Manguito 3. Pistón deslizante 4. Resorte de equilibrio 5. Sede del resorte con porta esfera 6. Esfera de la válvula 7. Cilindro 8. Émbolo 9. Solenoide 10. Pistón 11. Conexión eléctrica 12. Orificio para regulación de presión de control de salida 13. Orificio de retorno 14. Orificio de calibración 15. Orificio para pasaje de aceite para el balancín 1.
Válvula VCB en neutr o, motor apagado Cuando el motor está en marcha lenta, el solenoide no es activado y el pistón deslizante de la válvula está en posición de descanso en el anillo de retención, lo que corresponde al Orden normal de marcha/lubricación El motor está funcionando. El solenoide no está activado. El pistón deslizante está en la posición de control, que impulsa al aceite a través del orificio del balancín, al tiempo en que el aceite pasa por el orificio de calibración, y reduce la presión para el eje del balancín para 1 bar. 1 bar de presión de aceite es suficiente para lubricar el eje de comando y el mecanismo de las válvulas. Ac ci on amient o del Freno Motor Vol vo El motor está funcionando. El solenoide es activado y cierra la conexión con el flujo piloto. El pistón deslizante vuelve a su posición final/neutra, es decir, totalmente abierta debido a la presión del aceite del canal principal. El eje del balancín recibe entonces toda la presión de aceite. Desactivación d el Freno Motor Volvo El motor está funcionando. El solenoide es desactivado. La conexión de retorno se abre por un rápido instante. El pistón deslizante se desplaza entonces para la posición "abierta hacia el retorno", auxiliado por la presión alta en el interior del eje de los balancines. El conducto de la bomba de aceite está bloqueado y el aceite es rápidamente drenado. En cuanto la presión en el eje de los balancines cae para cerca de 1 bar, el pistón deslizante vuelve a la posición de control.
Esta figura muestra el mecanismo de la válvula de un cilindro con los dos balancines de las válvulas de escape en color naranja (balancín de escape), y el balancín del freno, en color amarillo. Una nueva medida se aplica en el ajuste de la holgura de la válvula entre los balancines y las válvulas. Además, el método de ajuste del juego entre el balancín del escape y el balancín del freno es nuevo. Es importante que el ajuste de las válvulas se haga correctamente, de lo contrario, no será posible usar plenamente la función del freno de compresión. La limitación del VEB es la imposibilidad de aumentar la fuerza de frenado sin exceder el límite permitido de temperatura del inyector ni el límite de ajuste de la carga mecánica sobre el sistema de válvulas. El VEB+ aumenta la circulación de gas a través del motor cuando el freno está en funcionamiento, lo que resulta en una mejor refrigeración del inyector.
Los dos balancines del VEB+ ayudan a absorber las elevadas fuerzas que se generan sobre la válvula cuando se acciona el freno.
El balancín anaranjado solo eleva la válvula en aproximadamente 12 mm durante el funcionamiento del motor. Con el resorte de láminas, el balancín siempre sigue el perfil de la leva, incluso con el motor en funcionamiento, pero sin realizar ningún trabajo. El balancín amarillo realiza un movimiento que se transfiere hidráulicamente a las válvulas de escape por el balancín de escape durante el frenado del motor. El movimiento de la leva de compresión/descompresión se transfiere de esta forma hacia las válvulas de escape, con una elevación de la válvula en 1,5 mm aproximadamente.
En esta ilustración, vemos los dos balancines distribuyendo las fuerzas que se generan durante la elevación de las válvulas para frenado. Note que los dos balancines ayudan a controlar la poderosa fuerza en elevación. La distribución de esta fuerza es de 1/3 sobre el balancín de escape y 2/3 sobre el balancín del freno.
Eje comando de válvulas 2. Resalto de la leva del balancín de la válvula de escape 3. Leva de compresión 4. Leva de descompresión 5. Balancín de la válvula de escape 6. Válvula de retención 7. Pistón de la bomba 8. Balancín flotante de las válvulas 9. Balancín del freno 10. Pistón 11. Resorte 12. Esfera 13. Resorte de retorno 14. Pistón de potencia 1.
El balancín de la válvula de escape de un motor con VEB+ incluye un balancín de escape con un pistón de potencia y un pistón de bomba. El balancín contiene también una válvula de retención. El pistón de potencia no se fabrica en pares en lo que se refiere a tolerancia con el respectivo balancín. Un resorte de láminas, fijado al soporte del cojinete del eje de levas, mantiene el cilindro del balancín del freno contra el eje del comando de válvulas. En el D13A, el ajuste de la holgura entre el balancín y el puente flotante de la válvula (juego de las válvulas) se hace por medio de calces, disponibles en distintos espesores con incrementos de 0,05 mm. En el puente flotante de la válvula se pueden usar como dos calces. En el D16E, esto se hace a través de un tornillo de regulación. La válvula de retención consiste en un pistón cónico y una esfera, ambos accionados por resorte. La válvula de retención desempeña la misma función que tenía en el VEB anterior. Con la intención de evitar las fuerzas muy altas sobre el pistón de potencia, el pistón secundario está equipado con una válvula de seguridad. Dicha válvula se abre y libera parte del aceite a través de un conducto en la parte inferior del pistón, y si sube mucho la presión sobre el pistón hidráulico. La holgura entre el balancín de escape y el balancín de freno es tanta que un nunca afecta al otro durante el funcionamiento del motor. El ajuste del juego se debe hacer de acuerdo con el boletín de servicio.
Podemos observar en la parte superior de esta ilustración como el balancín presiona al pistón de la bomba. El pistón se mueve en un agujero en el balancín. Al ser presionado hacia abajo el pistón de la bomba, el aceite pasa a través de los canales de salida para el pistón de potencia, puesto justo arriba del puente flotante de las válvulas de escape. El pistón de potencia se asemeja al pistón del balancín del VEB actual. Una válvula de retención bloquea la salida del aceite durante el frenado del motor, elevando la presión del aceite durante la subida de la válvula. La válvula de retención es similar al tipo de válvula anteriormente montada en los motores D9A, D12D y D16C. La presión de 1 bar del aceite lubricante no es suficiente para quitar al pistón de su posición presionada, el balancín del freno no alcanza al pistón de la bomba y las válvulas de escape permanecen cerradas.
VEB activado La presión del aceite impulsa a los pistones hacia fuera, y elimina el juego de las válvulas. El cilindro del balancín de escape está entonces en contacto con el círculo básico del eje de comando. El aceite del balancín hace la conexión hidráulica entre los pistones primario y secundario. El balancín del freno puede entonces accionar el pistón de potencia del balancín de escape y las válvulas se abren con el pasaje del balancín sobre la leva de compresión y descompresión. Note que el balancín de escape se mantiene en descanso en el eje del comando de válvulas, al mismo tiempo en que la elevación de carga y descompresión está en marcha. La leva inferior proporciona una breve apertura de las válvulas.
Durante el funcionamiento normal del motor, la presión del aceite en el mecanismo del balancín se ajusta para cerca de 1 bar, lo que es suficiente para hacer la lubricación de los balancines y de los cojinetes del eje de comando. El aceite viene del eje de los balancines para la válvula de retención a través de un buje del cojinete. La presión del aceite empuja al pistón de la válvula de retención, pero es insuficiente para vencer la fuerza del resorte. La esfera de la válvula de retención se mantiene separada del asiento para evitar la formación de presión de aceite arriba de los pistones de bombeado y de potencia. ¡Atención! El pistón cónico no se sella contra el asiento, pero permite el pasaje del aceite en esta posición.
Al activarse el freno de compresión, la presión del aceite se eleva arriba de 2 bares, y supera la fuerza del resorte por lo que mueve el pistón. El espacio vacío sobre el pistón de la bomba (primario) se llena de aceite y la holgura de la válvula se elimina. Cuando se empuja el pistón de la bomba hacia adentro de ese cilindro, el aceite pasa a través de los canales de salida para el pistón de potencia localizado inmediatamente arriba del puente flotante de las válvulas de escape. Mientras tanto, la válvula de retención se cierra, y crea presión alta sobre el pistón de potencia.
La presión del aceite impulsa al pistón de la bomba hacia arriba, para la posición superior y llena el volumen abajo del pistón. Después que el aceite llene el sistema, cesa la circulación de aceite y la válvula de retención se cierra. Entonces, cuando el balancín se desliza sobre uno de esas dos levas, el pistón de la bomba es presionado hacia abajo y el volumen de aceite abajo del pistón se despeja sobre el pistón de potencia. El pistón es impulsado hacia abajo y las válvulas de escape se abren. La válvula de retención se mantiene cerrada por la alta presión del aceite, mientras las válvulas de escape se abren.
Cerradas las válvulas de escape y eliminada la presión del pistón de la bomba sobre los balancines, el aceite que presionaba el pistón de potencia hacia abajo retorna al pistón de la bomba. El sistema vuelve a llenarse con la válvula de retención abriéndose y liberando el volumen de aceite que había sido drenado durante el ciclo anterior. Desactivación La desactivación sucede en cuanto la presión de aceite en el balancín cae para cerca de 1 bar. El pistón de la válvula de retención abre esta válvula y permite que el aceite fluya hacia el eje de los balancines. El resorte del pistón de la bomba impulsa al pistón de la bomba de vuelta a su posición más baja, lo que impide el contacto del balancín del freno con el pistón de la bomba.
Resumen del VEB+
El VEB+ es una nueva generación de freno motor Volvo. El freno de compresión está compuesto de: - Un eje comando especial con cuatro levas para cada cilindro: leva de admisión, leva de inyección, leva de escape y leva del freno. - La cuarta leva (leva del freno) es nueva, proyectada para la función VEB+ y tiene dos resaltos muy bajos. - Balancines proyectados especialmente para los balancines de las válvulas de escape y de frenado. Los balancines tienen pistones hidráulicos, accionados por el aceite del sistema de lubricación del motor. - Una válvula de control del VCB (Freno de Compresión Volvo), que controla la presión del aceite de los pistones de los balancines. - Una conexión eléctrica para la válvula hidráulica (VCB).
