Libro Diagnostico Del Motor Caterpillar

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Centro de Formación Técnica Libro del Estudiante

DIAGNÓSTICO DEL MOTOR

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CONTENIDO Descripción del curso................................................................................................. UNIDAD 1: Localización y solución de problemas y recursos de diagnóstico del motor Lección 1: Localización y solución de problemas y recursos de diagnóstico del motor………………………………………………………………………………… UNIDAD 2: Sistemas de lubricación y aceite del motor Lección 1: Introducción al aceite del motor………………………………………… Lección 2: Sistemas de lubricación del motor…………………………………….. Lección 3: Localización y solución de problemas y pruebas del sistema de lubricación………………………………………………………………………………… UNIDAD 3: Sistemas de admisión de aire del motor Lección 1: Introducción a los sistemas de admisión de aire…………………… Lección 2: Pruebas del sistema de admisión de aire Caterpillar………………. Lección 3: Localización y solución de problemas del sistema de admisión de aire……………………………………………………………………………………… UNIDAD 4: Sistemas de enfriamiento del motor Lección 1: Introducción a los sistemas de enfriamiento………………………… Lección 2: Cálculos del sistema de enfriamiento…………………………………. Lección 3: Localización y solución de problemas del sistema de enfriamiento………………………………………………………………………………. Lección 4: Mantenimiento del sistema de enfriamiento………………………….. UNIDAD 5: Sistemas de combustible del motor Lección 1: Inspección y pruebas del sistema de combustible…………………. Lección 2: Configuración del sistema de combustible…………………………… Lección 3: Sincronización del motor…………………………………………………

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GENERALIDADES Este curso es un estudio profundo de las técnicas de diagnóstico y reparación del motor. La mayor parte del tiempo lo emplearemos en actividades de diagnóstico y corrección de problemas del motor. Los participantes aprenderán procedimientos básicos de diagnóstico, la selección y el uso apropiados de las herramientas de diagnóstico Caterpillar y el uso del material de referencia de Caterpillar. Estudiaremos los cuatro sistemas principales del motor: lubricación, aire, enfriamiento y combustible. El programa del curso se desarrolló usando los materiales y las herramientas indicados en las siguientes páginas.

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I. OBJETIVOS GENERALES 1. Conocer las técnicas de diagnóstico y corrección de fallas. 2. Conocer los procedimientos básicos de diagnóstico, la selección y el uso apropiado de las herramientas de diagnóstico y el uso del material de referencia. 3. Conocer los cuatro sistemas principales del

motor: lubricación, aire, enfriamiento y

combustible.

II. OBJETIVOS ESPECIFICOS

1. Desarrollar las habilidades para la selección del aceite, viscosidad y paquetes de aditivos correctos para los motores. 2. Efectuar correctamente la medición y evaluación de las temperaturas y de las presiones en los sistemas de aceite y de admisión de aire de un motor en funcionamiento. 3. Realizar correctamente el cálculo de la temperatura del refrigerante y la diferencia de presión de un motor o de un radiador. 4. Realizar correctamente la evaluación de la potencia y del consumo de combustible. 5. Identificar los efectos del punto de ajuste, potencia y presión de refuerzo de un motor de regulación mecánica, cuando se cambian la configuración, la velocidad alta en vacío y la sincronización del sistema de combustible. 6. Realizar mediciones y ajustes del avance de sincronización dinámica de un motor regulado mecánicamente.

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REFERENCIAS Los materiales de referencia indicados a continuación deben estar disponibles antes de iniciar el curso.

HERRAMIENTAS Los ejercicios y las prácticas de taller de este curso requieren el uso de las siguientes herramientas:

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UNIDAD I: LOCALIZACIÓN Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y RECURSOS DE DIAGNÓSTICO DEL MOTOR Objetivos Terminales: Al término de la unidad los alumnos serán capaces de: 1. Entender las condiciones anormales del motor diesel y las causas posibles, relacionadas con esas condiciones. 2. Identificar los recursos disponibles para diagnosticar los motores. 3. Explicar los usos y las capacidades de las herramientas de diagnóstico.

CONTENIDOS: 1. Proceso de localización y solución de problemas y recursos de diagnóstico del motor 1.1. Diagnósticos del motor 1.2. Recursos de diagnóstico 1.3. Herramientas de diagnóstico

2. Procesos de localización y solución de problemas 2.1. Aislé el problema - Reúna la información - Realice una inspección visual - Verifique que el problema existe 2.2. Use los recursos disponibles - Herramientas de diagnóstico - Información de servicio 2.3. Haga una lista de las posibles fallas 2.4. Pruebe las fallas y determine la causa - Prepare las pruebas - Realice las pruebas - Analice los resultados de las pruebas 2.5. Repare las fallas 2.6. Verifique la reparación 2.7. Documente la reparación

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Lección 1: Localización y solución de problemas y recursos de diagnóstico del motor Introducción El motor consta de cinco sistemas principales: eléctrico, lubricación, aire, refrigeración y combustible. Para diagnosticar los problemas del motor, el primer paso es identificar el sistema que tiene falla, usando los recursos disponibles. Este curso proporciona el diagnóstico de los sistemas de lubricación, aire, refrigeración y combustible. El sistema eléctrico del motor se estudió en los cursos de Fundamentos de los sistemas eléctricos y sistemas electrónicos de la máquina. Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá: • Entender las condiciones anormales del motor diesel y las causas posibles, relacionadas con esas condiciones. • Identificar los recursos disponibles para diagnosticar los motores Caterpillar. • Explicar los usos y las capacidades de las herramientas de diagnóstico del motor Caterpillar Materiales de referencia Herramientas y Suministros de Diagnóstico Cat (CD ROM) Herramientas Ninguna

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Fig. 1.1.1 Diagnóstico del motor

La Tabla de diagnóstico del motor (Lección 1, Hoja 1) da una lista de los problemas posibles del motor, como punto de partida para el diagnóstico. Esta lista de problemas y causas sólo da una indicación acerca de dónde puede haber un problema. Más allá de las recomendaciones de la tabla, pueden existir otras causas.

Fig. 1.1.2 Recursos de diagnóstico

En cursos anteriores, se trabajó con algunos de los recursos Caterpillar disponibles. Para ayudar a obtener conocimiento del sistema y detectar problemas del motor, se dispone de los siguientes recursos de diagnóstico.

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Fig. 1.1.3 Herramientas de diagnóstico

En la hoja "Herramientas de diagnóstico" (Lección 1, Hoja 2) se presentan muchas de las herramientas que se usarán a lo largo de este curso para realizar procedimientos de prueba en los sistemas del motor. En la hoja también se mencionan el número de pieza de cada herramienta, el uso y la instrucción especial (si existe). El uso eficiente de estas herramientas ayudará en el proceso de diagnóstico del motor.

Fig. 1.1.4 Proceso de localización y solución de problemas

Para localizar y solucionar los problemas del motor en forma eficaz, se debe seguir un proceso lógico. En el curso "Diagnóstico de la máquina" se explica un proceso lógico de localización y solución de problemas, como se observa en la figura 1.1.4. Este curso requiere que usted use las hojas de trabajo de localización y solución de problemas, al diagnosticar problemas del motor. Los siete pasos se incluyen en las hojas de trabajo de localización y solución de problemas que se usarán durante los ejercicios de práctica de taller. 1. Aísle el problema -Reúna la información -Realice una inspección visual -Verifique que el problema existe 2. Use los recursos disponibles -Herramientas de diagnóstico -Información de servicio

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3. Haga una lista de las fallas posibles 4. Pruebe las fallas y determine las causas -Prepare las pruebas -Realice las pruebas -Analice los resultados de las pruebas 5. Repare las fallas 6. Verifique la reparación 7. Documente la reparación

DIAGNÓSTICO DEL MOTOR LECCIÓN 1, HOJA 1

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UNIDAD 2: Sistemas de lubricación y aceite del motor Introducción Esta unidad trata acerca del aceite del motor, el sistema de lubricación del motor, el consumo de aceite y las pruebas y procedimientos de localización y solución de problemas del sistema de lubricación. Los problemas con el aceite del motor y el sistema de lubricación pueden relacionarse con fugas de aceite, exceso de consumo de aceite o presiones incorrectas del sistema de lubricación. Objetivos Al terminar esta unidad, el estudiante podrá: • Seleccionar el tipo de aceite, la viscosidad y el paquete de aditivos apropiados para los motores Caterpillar. • Medir y evaluar las presiones y las temperaturas del sistema de aceite de un motor en operación. • Seguir los pasos apropiados para diagnosticar un problema de consumo de aceite. • Diagnosticar y reparar un problema relacionado con el aceite en un motor en operación.

Materiales de referencia Manual de Servicio Motor Diesel 3406B para camión Uso del grupo de presión del motor 6V9450 Herramientas 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor

SEBR0544 SEHS8524

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Lección 1: Introducción al aceite del motor Introducción El mantenimiento correcto es importante para asegurar una operación continua y sin problemas. Es crucial seleccionar el aceite de lubricación correcto. Cuando ocurre una avería al motor, con frecuencia está comprometido el sistema de lubricación. En los últimos años, los motores diesel se han sofisticado más y más, para poder cumplir con las rigurosas normas de emisión actuales y con las demandas cada vez mayores de operación. A medida que se presentan estos cambios, los aceites lubricantes han tenido que ponerse a la par. Esta lección describe las características y las propiedades del aceite. Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá: • Seleccionar el tipo de aceite, la viscosidad y el paquete de aditivos apropiados para los motores Caterpillar. • Entender los factores que afectan el deterioro del aceite Material de referencia Ninguno Herramientas Ninguna

Lección 1: Introducción al aceite del motor

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Primaria - Lubricar, enfriar, limpiar Secundaria - Sellar, aislar, proteger contra corrosión y oxidación, control de espuma, etc.

Fig. 2.1.1 Funciones del aceite para motor

Las funciones primarias del aceite son lubricar, enfriar y limpiar los escombros y la suciedad de las piezas del motor. Como función secundaria, el aceite sella, aísla, proporciona protección contra la corrosión, inhibe la oxidación, controla la acción espumante y otras más.

Separar superficies con una película de material a baja temperatura que pueda descomponerse con baja resistencia

Fig. 2.1.2 Función de la lubricación

La función de los lubricantes es separar las superficies en movimiento y reducir la fricción. Si las piezas en movimiento entran en contacto sin lubricante, ocurrirá transferencia de material. Esta acción puede controlarse usando un lubricante, para evitar que las piezas entren en contacto.

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1935 - Se desarrolló el primer aditivo para cárter 1958 - Clasificación de la serie 3 1970 - Sistema de clasificación revisada API Fig. 2.1.3 Desarrollo del aceite para motor

El aceite lubricante usado en los primeros motores diesel Caterpillar, era un aceite mineral para cárter. Sin embargo, cuando los motores comenzaron a experimentar agarrotamiento de los anillos y rayado de las camisas del cilindro, fue necesario encontrar un aceite más eficaz. En 1935, se desarrolló el primer aditivo para el aceite del cárter, mediante un esfuerzo en común de diferentes compañías de los Estados Unidos y Caterpillar. Las normas de rendimiento de éste y de los aceites posteriores se establecieron mediante pruebas realizadas en un motor de prueba de un solo cilindro, diseñado y construido por Caterpillar, específicamente para la prueba de aceites. A medida que los ingenieros introdujeron nuevos conceptos, se desarrollaron nuevos motores de prueba de aceites. Este aceite de cárter inicial se llamó "Lubricante Superior para Motores Caterpillar" y se vendió sólo a través de los distribuidores Caterpillar. La prueba del aceite, realizada por los fabricantes de motores, requería que el motor de prueba de un solo cilindro se desarmara, después de operar por un tiempo específico a carga y velocidad predeterminadas. Los pistones se inspeccionaban y se anotaba el cambio de color causado por la formación de laca. También se medían otros factores cruciales, tales como el desgaste y el depósito en los anillos. En 1958, Caterpillar estableció la clasificación de la Serie 3. No fue sino en 1970 cuando el API (American Petroleum Institute) reconoció la necesidad de revisar su sistema de clasificación. Su nuevo sistema se basaba en el mismo tipo de especificaciones de rendimiento que Caterpillar y otros habían venido usando. Caterpillar abandonó este sistema de clasificación en 1972. El nuevo sistema API/SAE establecía designaciones de letras, como CD, CC y otras letras SAE para la clasificación de los aceites. Estas letras estaban relacionadas con los niveles de rendimiento en las pruebas del motor.

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Fig. 2.1.4 Sistema de clasificación de aceite API

En el sistema de clasificación se usaban letras para designar los niveles de rendimiento del aceite. La primera letra indica si el aceite es para usar en una aplicación de motor de gasolina (S es para encendido por chispa) o diesel (C es para encendido por compresión). La segunda letra indica el rendimiento y la categoría de servicio del aceite. Con el aumento de las demandas de rendimiento, los aceites han tenido que reformularse, para proveer una adecuada protección. Con el paso de los años esto se refleja en los cambios de la segunda letra en el sistema de clasificación. Hace unos años, el Motor 3208 requería aceites CC, mientras los motores de servicio pesado requerían aceite CD. En 1983, con la introducción de los motores de camión de inyección unitaria, se recomendó el aceite tipo CE en estas aplicaciones. En 1991, las normas de nuevas emisiones exigieron un anillo superior más alto, lo que impulsó la utilización de aceites CF-4 en reemplazo de los aceites CE. Con la necesidad de usar combustibles de muy bajo azufre en aplicaciones para camión en los EE.UU., se formuló un nuevo aceite, clasificado como CG-4. Aunque este aceite se formuló para combustibles de muy bajo azufre, también fue compatible con combustibles de niveles normales de azufre. En 1999, el aceite CH-4 reemplazó al CG-4, y se recomendó para casi toda la producción de motores diesel. Algunas excepciones son los motores de la Serie 3600, que requieren aceite CF, y los Motores 3054/3056, que requieren aceite CF durante la fase inicial para asentar los anillos. Otra excepción a la regla general es que los aceites multigrados no se recomiendan para los Motores Marinos 3116 y 3126 MUI.

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Fig. 2.1.5 EMA Lubricating Oils Data Book (Libro de Especificaciones de Aceites Lubricantes EMA)

Una lista de todos los nombres de marcas de aceites clasificados API se incluye en el “Engine Manufacturers Association Lubricating OilsData Book”.

Fig. 2.1.6 El aceite proporciona soporte y lubricación

Dos de las funciones del aceite son proporcionar soporte y lubricación. El objetivo básico del lubricante es separar las superficies en movimiento con películas o capas de aceite que reducen la fricción.

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Fig. 2.1.7 Aceite de viscosidad monogrado

Una importante característica de un lubricante líquido es su viscosidad o la fricción líquida interna desarrollada con el movimiento. La viscosidad se asocia con la capacidad de fluir. La viscosidad determina qué tan bien lubricará y protegerá un aceite las superficies en contacto. De otro lado, un aceite demasiado viscoso tendrá resistencia excesiva para fluir a bajas temperaturas. Puede que no permita un fácil arranque del motor o puede no fluir lo suficientemente rápido a las piezas que necesitan lubricación. Es importante que el aceite tenga la viscosidad correcta en el arranque y a las temperaturas más altas y más bajas a las cuales opera el equipo. Una presión de aceite incorrecta puede ser el resultado de un aceite de viscosidad inadecuada. Los primeros aceites monogrado no proporcionaban una capacidad de protección en gamas muy grandes de temperatura ambiente. Esta protección está limitada en unidades que experimentan gran variedad de temperaturas ambiente, como en el mercado altamente móvil de los camiones de carretera.

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Fig. 2.1.8 Aceites multígrado

Con la llegada de los aceites multigrado, las unidades de amplia variación de temperatura ambiente en su operación tienen mayor protección. Un aceite SAE 10W30 significa que reúne especificaciones SAE tanto del aceite 10W para invierno como del aceite 30W para verano. En algunas aplicaciones, la misma viscosidad SAE puede usarse todo el año.

Fig. 2.1.9 Aditivos del aceite

La oxidación aumenta la viscosidad y oscurece el lubricante. El aceite oxidado actúa como catalizador que agota otros aditivos, forma barniz, lodo y produce ácidos y corrosión. Los inhibidores de oxidación ayudan a controlar la oxidación y la corrosión. Los inhibidores de oxidación detienen la reacción en cadena del agotamiento de aditivos y de la producción de ácidos. A medida que las moléculas inhibidoras hacen su trabajo, se agotan y la reacción en cadena comenzará de nuevo.

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La espuma puede contaminar los lubricantes, disminuir la función de la lubricación y aumentar la oxidación. Los aditivos antiespumantes (generalmente, compuestos de silicona) debilitan las burbujas y permiten que se rompan y escapen más fácilmente. Los aditivos detergentes y dispersantes neutralizan los ácidos, protegen las superficies metálicas y mantienen los contaminantes en suspensión, de modo que puedan ser eliminados por filtración o en el cambio de aceite

Fig. 2.1.10 Agotamiento de aditivos (aceite negro)

Cuando los aditivos ya no pueden hacer su trabajo, se dice que se han agotado y pueden físicamente depositarse formando residuos negros, que se acumulan en los compartimientos y en los filtros del sistema de lubricación. Los lubricantes generalmente son negros y viscosos luego que se agotan sus aditivos. Además de los residuos de aditivos, la oxidación del aceite y la contaminación (humedad, ácidos, carbón, metales de desgaste, etc.) son factores que vuelven el aceite viscoso y negro.

Fig. 2.1.11 Agotamiento de aditivos (piezas que fallan)

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Cuando la lubricación es deficiente, las piezas lubricadas comienzan a fallar. Estos cojinetes fallaron sólo días después de que el lubricante agotara sus aditivos y se volviera negro y espeso. Observe el desgaste adhesivo causado por un control insuficiente de la fricción.

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- El ácido sulfúrico es un subproducto del azufre y del vapor de agua - La EPA dictaminó la reducción de azufre en el combustible - El azufre del combustible varía desde 0,1% hasta 3% en todo el mundo Fig. 2.1.12 Azufre en el combustible

Otro factor crucial en la determinación del rendimiento y de la vida útil del motor se relaciona con la cantidad de azufre en el combustible. El ácido sulfúrico es un subproducto de la combustión del combustible diesel del motor, a medida que el azufre que no se consume en las cámaras de combustión reacciona con el vapor de agua. En los Estados Unidos los combustibles que cumplen con las especificaciones ASTM l-D y 2-D no contienen más de 0,5% de azufre por peso. Esto no significa que todos los combustibles de los Estados Unidos cumplan con esta especificación. En efecto, en investigaciones de campo se han encontrado combustibles con contenido de azufre de más de 0,5%. En los EE.UU., el combustible diesel usado en los camiones de carretera y en los motores marinos de embarcaciones de recreación debe tener menos de 0,05% de azufre. A medida que la industria se mueve a los dispositivos de tratamiento de los gases de escape, el azufre necesita reducirse aún más. En mayo de 2000, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) publicó regulaciones exigentes tanto para fabricantes de motor como para empresas refinadoras de combustible, que se deben cumplir para el año 2007. En las regulaciones de la EPA se incluyen requisitos para que las compañías refinadoras disminuyan los contenidos de azufre en los combustibles diesel en 97% en los próximos siete años. Esto significa combustibles más limpios que contengan menos de 15 partes por millón (PPM de azufre) o una reducción de 0,05% a 0,0015% de azufre por peso. La cantidad de azufre encontrada regularmente en los combustibles puede variar de 0,01% a 1% (en Malasia) a más de 3% (en Suramérica). El único modo de suministrar combustibles que cumplan con las normas es refinar los combustibles que tengan niveles de azufre más altos que los permitidos.

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Ataca las camisas del cilindro, los anillos del pistón y las guías de válvula de escape Causa consumo de aceite excesivo y paso de gases al cárter

Fig. 2.1.13 Ácido sulfúrico (desgaste corrosivo)

El azufre en el combustible reacciona durante la combustión y se combina con el agua para formar ácido sulfúrico. El ácido ataca las camisas del cilindro, los anillos del pistón, las guías de válvulas de escape y otras piezas del motor. El desgaste corrosivo puede aumentar el consumo de aceite, ocasionar un paso excesivo de gases al cárter, así como el riesgo de falla prematura del motor.

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Fig. 2.1.14 Factores que afectan la formación de ácido

Además del contenido de azufre del combustible, otros factores que afectan la formación de ácidos son la temperatura del motor, la humedad del aire de combustión, el consumo de combustible y la adición de aceite limpio. La temperatura del motor es un factor importante en el proceso de formación de ácido sulfúrico. Los óxidos de azufre deben combinarse con agua para formar ácido sulfúrico. Un motor que opera a una temperatura de 87° C (190° F) en la salida del agua de la camisa, generalmente, reducirá al mínimo la formación de ácido sulfúrico, ya que está operando por encima del "punto de niebla" de condensación del ácido sulfúrico. El trabajar el motor por debajo de 79° C (175° F) proveerá un clima adecuado para la condensación del ácido. Esto significa que un motor no debe funcionar "enfriado en exceso". Los niveles altos de humedad del aire de combustión suministran el agua necesaria para promover la formación de ácido corrosivo. Un operador no puede controlar el ambiente de trabajo. Sin embargo, cuando se trabaja en humedad alta, el operador necesitará tener más cuidado en la selección del combustible y del lubricante. En aceites con bajo contenido de azufre, el nivel de humedad del aire de combustión no aumenta la cantidad de hierro en el aceite. En aceites con alto contenido de azufre, el contenido de hierro aumenta en gran medida con el aumento de la humedad. El aumento de hierro en el aceite lo causa el incremento del nivel de ácido sulfúrico, que ataca las piezas metálicas. Otro factor que determina la cantidad de ácidos formados es la cantidad de combustible quemado durante un intervalo de cambio de aceite. Mientras más combustible se use, más óxidos de azufre habrá disponibles para combinarse con el agua.

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NBT por "ASTM 02986"

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Porcentaje de azufre por peso en el combustible

Fig. 2.1.15 NBT y niveles de azufre en el combustible

Los agentes alcalinos, también llamados amortiguadores, se añaden al aceite para contrarrestar el ácido sulfúrico. El nivel alcalino relativo está cuantificado por el Número de Base Total (NBT) de un aceite. Mientras mayor sea el valor NBT de un aceite, mayor será la capacidad de neutralizar ácidos. Por tanto, mientras mayor sea el porcentaje de azufre en el combustible, mayor será el nivel NBT mínimo que el aceite necesita para proteger el motor de la corrosión por ácido. Se determinó que los intervalos de cambio estándar de aceite pueden mantenerse cuando se usan aceites con valores apropiados de NBT. Para combustibles con contenidos de azufre mayores que 0,5%, Caterpillar recomienda que el NBT del aceite debe ser diez veces el contenido de azufre del combustible para motores de inyección directa (DI) y veinte veces el contenido de azufre del combustible en motores con cámaras de precombustión (PC). El aceite debe cambiarse cuando se haya agotado 50% del NBT original.

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Fig. 2.1.16 Análisis de Fluidos S•O•S

El Análisis de Fluidos S•O•S del aceite del motor puede mostrar la presencia de partículas de desgaste metálicas, que pueden indicar ataque por ácidos u otro desgaste anormal. Antes de tomar una muestra de aceite, asegúrese de que el motor esté funcionando a la temperatura de operación normal. Use una válvula de muestreo y un adaptador para tomar la muestra de aceite mientras el motor está funcionando. Llene el nuevo frasco de muestra aproximadamente hasta 75% de su capacidad. Si toma una muestra de la corriente de drenaje de aceite, no la tome de la primera ni de la última parte del aceite drenado. Hágalo con precaución para evitar quemaduras o lesiones causadas por el aceite caliente. Complete las etiquetas de envío y de muestra correspondientes y asegúrese de indicar el número de la serie del motor, las millas u horas del aceite y el número de la unida

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Fig. 2.1.17 Consideraciones en la selección de aceite

La prueba ASTM D2896 puede determinar el NBT de una muestra de aceite. Se pueden usar los resultados de la prueba para determinar si el aceite del motor tiene la alcalinidad adecuada al final del intervalo de cambio. Para probar el NBT, también puede usarse la prueba ASTM D664. Las agencias del gobierno o las universidades pueden tener el equipo necesario para determinar la condición del aceite lubricante usado. El Análisis Infrarrojo (IR) compara una muestra de aceite usado con una de aceite nuevo. Estas pruebas pueden medir la cantidad de productos adicionales de azufre y de hollín, así como la oxidación del aceite. Para asegurar una vida de servicio máximo de sus motores Caterpillar, compre el mejor combustible y lubricante disponibles. Use los aceites API apropiados y verifique el número de base total NBT que se ajuste al contenido de azufre del combustible. El seguir estas directrices en la selección del combustible y del aceite lubricante le ayudará a asegurar un rendimiento máximo del motor y una vida útil prolongada.

Lección 2: Sistemas de lubricación del motor


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Lección 2: Sistemas de lubricación del motor Introducción Para la localización y solución de problemas del sistema de lubricación, se requiere un entendimiento de los componentes de lubricación y de la secuencia del flujo de aceite a través de estos componentes. Si se entienden la secuencia de flujo de aceite y las especificaciones de las presiones del sistema de lubricación, pueden diagnosticarse eficazmente los problemas del sistema de lubricación.

Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá: • Revisar la presión de aceite en un sistema de lubricación típico Caterpillar. • Encontrar las especificaciones del sistema de aceite en las publicaciones del servicio.

Materiales de referencia Manual de servicio del motor diesel 3406B para camión Uso del grupo de presión del motor 6V9450 Herramientas 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor

SEBR0544 SSHS8524

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Fig. 2.2.1 Componentes del sistema de lubricación del motor

La figura 2.2.1 muestra los componentes principales de un sistema de lubricación típico del motor: 1. Tubo detector de aceite y campana de succión 2. Bomba de aceite 3. Válvula de alivio de presión del aceite 4. Válvula de derivación del enfriador de aceite 5. Enfriador de aceite 6. Válvula de derivación del filtro de aceite 7. Filtro de aceite 8. Suministro de aceite al turbocompresor 9. Suministro de aceite al motor NOTA: Revise los ”Diagramas del sistema de lubricación” (lección 2, Hoja1) antes de realizar las pruebas de presión de aceite de la práctica de taller 2.2.1.

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DIAGRAMAS DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN LECCIÓN 2 HOJA 1

El siguiente diagrama muestra un sistema de lubricación típico de Caterpillar. En el manual de servicio correspondiente al motor se pueden encontrar los datos de temperatura de aceite, de la presión de la bomba de aceite, de la presión diferencial de la válvula de derivación del enfriador de aceite y la presión diferencial de la válvula de derivación del filtro de aceite.

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El siguiente diagrama ilustra el sistema de lubricación de los motores 3176, 3176B, 3196, C10 y C12 (anteriores al modelo del año 2000):

•

La presión del conducto de aceite activa la válvula de derivación de la bomba de aceite. Esto regula la presión de aceite del conducto a 40 lb/pulg2

•

La válvula de derivación del enfriador es una válvula de derivación de arranque en frío, la cual está normalmente abierta hasta que la temperatura del aceite llega a 101° C (215°F). -

A101° C (215° F), la válvula de derivación del enfriador de aceite se cierra y actúa sólo como una válvula de alivio de presión.

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Si el aceite en la válvula tiene una temperatura de 126° C (260° F), la válvula actuará como “referencia” y permanecerá cerrada en temperaturas inferiores a 101° C (215° F). En esta condición, actuará sólo como una válvula de alivio de presión.

-

Un técnico puede decirnos si el aceite del motor ha llegado o excedido la temperatura de 126° C (260° F), quitando la válvula y midiendo su longitud.

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Lección 3: Pruebas, localización y solución de problemas del sistema de lubricación Introducción Esta lección presenta los problemas comunes del sistema de lubricación y sus causas. Los problemas comunes del sistema de lubricación son consumo excesivo de aceite y presión o temperatura de aceite fuera de gama. Objetivos

Al terminar esta lección, el estudiante podrá: • Indicar las causas posibles de cada uno de los siguientes problemas del sistema de lubricación: presión baja de aceite, presión alta de aceite y consumo excesivo de aceite. • Describir las gamas normales de temperatura de operación de aceite del motor. • Indicar los motivos para el uso del análisis S•O•S.del aceite • Diagnosticar y reparar los problemas relacionados con el aceite en una máquina en operación. Materiales de referencia Manual de servicio del motor diesel 3406B para camión SEBR0544 Uso de grupo de presión del motor 6V9450 SSHS8524 Herramientas 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor

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Fig. 2.3.1 Problemas del sistema de lubricación

La tabla de abajo indica los problemas del sistema de lubricación resultantes de la presión baja de aceite, de la presión alta de aceite y del consumo excesivo de aceite.

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•

Temperatura baja - Lodos de aceite - Presión alta de aceite - Ácido sulfúrico

•

Temperatura alta - Descomposición del aceite de aceite - Falla de cojinetes

Fig. 2.3.2 Temperaturas incorrectas del aceite

Las temperaturas bajas de aceite pueden causar lodos, presión alta de aceite o formación de ácido sulfúrico. Las temperaturas altas de aceite pueden hacer que el aceite se descomponga y fallen los cojinetes del motor, a causa de un aumento de la viscosidad. NOTA: La temperatura del aceite, típicamente, está entre 1° C (20° F) a 6° C (30° F) mayor que la temperatura del refrigerante. Para un motor en la temperatura de operación, el aceite debe permanecer en la gama de 79,4° (175° F) a 115,5° C (240° F).

Fig. 2.3.3 Refrigerante en el aceite

Si las fugas de refrigerante pasan al aceite del motor, el resultado puede ser un rendimiento deficiente de los cojinetes, lodo o taponamiento prematuro del filtro de aceite. La mezcla de refrigerante en el aceite puede deberse a la falla de los sellos del enfriador de aceite, de las empaquetaduras de la culata o a una culata o bloque agrietados.

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Fig. 2.3.4 Análisis S•O•S

El análisis de fluido S•O•S del aceite del motor puede mostrar la presencia de partículas de desgaste metálicas que indican ataque por ácido u otro desgaste anormal. Las pruebas químicas y físicas S•O•S determinan si hay agua en el aceite, a través de la prueba de la plancha caliente; si hay dilución de combustible, a través del probador Setaflash y si hay refrigerante en el aceite, mediante una prueba química. Un análisis infrarrojo señala la condición del aceite al medir: - Azufre - Oxidación - Nitración - Hollín - Agotamiento de aditivos - Presencia de contaminantes del aceite (agua y anticongelante)

NOTA: Revise las siguientes hojas de trabajo antes de realizar la práctica 2.3.1: - "Marcado especial de la varilla de medición del aceite del motor” (Lección 3, Hoja 1) - "Formulaciones de lubricantes sintéticos y aceites especiales” (Lección 3, Hoja 2) - "Consumo excesivo del aceite del motor” (Lección 3, Hoja 3) - "Datos de consumo del aceite” (Lección 3, Hoja 4)

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MARCADO ESPECIAL DE LA VARILLA DE MEDICIÓN DE ACEITE DEL MOTOR LECCIÓN 3, HOJA 1 Algunos motores marinos se instalan y operan en posición inclinada. Si el ángulo de inclinación es de 5° o más, la cantidad de aceite necesaria para llenar el cárter del motor hasta la marca “lleno” de la varilla de medición de aceite puede ser mayor o menor que la cantidad correcta requerida para llenar el colector de aceite (sin dejar descubierta la campana de succión o inundando el sello del cigüeñal). El ángulo de inclinación de seguridad máximo depende del diseño del sumidero del aceite y de la ubicación de la varilla de medición de aceite, que no son uniformes para todos los modelos del motor. Cuando se encuentre instalado un motor inclinado, se debe revisar y, si es necesario, volver a marcar la varilla de medición estándar para asegurarse de que las marcas de alto y bajo correspondan con el nivel de aceite correcto para una operación segura del motor. La presión de aceite puede perderse si se deja descubierta la campana de succión o se inunda el sello del cigüeñal, lo que puede llevar a una fuga excesiva. La vibración del motor puede deberse a que los contrapesos del cigüeñal quedan inmersos en el aceite. Éstos son problemas relacionados con un nivel de aceite incorrecto en el sumidero.

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FORMULACIONES DE LUBRICANTES SÍNTÉTICOS Y ACEITES ESPECIALES LECCIÓN 3, HOJA 2 Los clientes de motores cada vez están más interesados en obtener una vida útil mayor o más millas de los lubricantes del motor. Algunos fabricantes de lubricantes sintéticos afirman que sus productos tienen propiedades que permiten extender la vida útil del aceite. Caterpillar no avala ni recomienda ningún tipo o marca de aceite de motor de intervalo de drenaje extendido para sus motores. El aceite de motor ha cambiado durante su uso, ya que se contamina con hollín (carbón sin quemar), productos de desgaste, ácidos de combustible quemados parcialmente, tierra y productos de combustión. Los componentes de los aditivos incluidos en la formulación del aceite se agotan a medida que cumplen con sus funciones específicas de dispersar el hollín, evitar la oxidación, limitar el desgaste y la formación de espuma y neutralizar los ácidos formados durante los procesos de combustión. Para asegurarse de que se cumplan estas funciones, Caterpillar recomienda lubricantes para motor que cumplan con las clasificaciones del servicio del Instituto de Petróleo Norteamericano API CH-4 o API-CF. Tipos de aceites sintéticos Los lubricantes sintéticos se fabrican al hacer reaccionar químicamente materiales de composición específica con propiedades predecibles y planificadas, lo que resulta en un aceite base que puede complementarse con aditivos para mejorar sus propiedades específicas. En dos tipos de aceite sintético usados ampliamente se utilizan bases fabricadas con polialfaolefinas o éteres de ácidos dibásicos. Los lubricantes sintéticos pueden ser superiores a los de base de petróleo en algunas áreas específicas. La mayoría de ellos tienen índices de viscosidad “IV” más altos, mejor estabilidad térmica contra la oxidación y, algunas veces, menor volatilidad. Como los lubricantes sintéticos tienen un costo mayor que los aceites de petróleo, se usan selectivamente cuando el rendimiento puede exceder las capacidades de los aceites convencionales. Otro tipo de aceite llamado aceite sintético parcial para motor está compuesto de aceite de base de petróleo con algo de aceite de base sintética. Este aceite sintético parcial se mezcla para aplicaciones específicas, lo cual resulta en un aceite de menor costo que un aceite sintético completo. La recomendación de Caterpillar para los aceites sintéticos es, fundamentalmente, para aplicaciones en clima frío, donde son necesarios puntos de fluidez más bajos. Para estas aplicaciones en clima frío, use aceites sintéticos que cumplan con los requerimientos del rendimiento API-CH4 o API-CF. Para mayor información de la operación de los motores en clima frío, consulte la publicación Caterpillar “Recomendaciones para clima frío” (SEBU5898). Formulaciones de aceites especiales Caterpillar no recomienda el uso de aditivos comerciales para extender los intervalos de drenaje de aceite. Los aditivos de aceite tales como grafito, teflón, disulfuro de molibdeno y materiales similares que forman parte del paquete de aditivos originales, son aceptables. Estos materiales se mezclan en la formulación del aceite que ha pasado las pruebas requeridas del motor según las exigencias de rendimiento API. Sin embargo, los aditivos complementarios, tales como los mencionados anteriormente, no son necesarios para alcanzar la vida útil normal y el rendimiento de los motores Caterpillar. Esta vida útil y rendimientos normales pueden obtenerse usando el aceite de rendimiento API correcto, realizando el servicio apropiado en el intervalo de cambio de aceite, seleccionando la viscosidad del aceite correcta para las condiciones de temperatura y realizando el mantenimiento, como se indica en la guía de operación y mantenimiento del motor. NOTA: No use aceites que contengan ditiofosfato de molibdeno como aditivo modificador de fricción del aceite. Este aditivo causará una corrosión rápida de los componentes de bronce en los motores diesel Caterpillar, particularmente los pasadores de los seguidores de los rodillos de levas.

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CONSUMO EXCESIVO DE ACEITE DEL MOTOR LECCIÓN 3, HOJA 3 Se requiere la verificación del uso de aceite antes de cualquier reparación de garantía por consumo excesivo de aceite. Cuando un usuario se comunica con el distribuidor para quejarse de consumo de aceite en exceso, el distribuidor debe solicitar que el usuario demuestre el consumo de aceite o participe en una prueba de consumo de aceite. El distribuidor o el usuario deben completar un informe de prueba de consumo de aceite, formulario 01-081227, el cual incluye un registro diario como el mostrado debajo. Estos informes se requieren para respaldar los reclamos de garantía. REGISTRÓ DIARIO DE CONSUMO DE ACEITE (SÓLO PARA PROPIETARIOS/OPERADORES) Complete cada entrada para la verificación del consumo de aceite. Registre diariamente la lectura del odómetro (millas), aun si no se hacen adiciones de combustible o aceite. Se deben registrar las lecturas del odómetro y del horómetro, si existen en la unidad. Las adiciones de aceite deben hacerse sólo cuando el aceite llega al nivel de “ADICIONAR” (ADD) de la varilla de medición.

MES

FECHA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

LECTURA DEL ODÓMETRO

LECTURA DEL HORÓMETRO

ADICIONES DE ADICIONES DE COMBUSTIBLE ACEITE

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Antes de completar un informe de prueba de consumo de aceite, el distribuidor debe: • •

Inspeccionar el vehículo para determinar si la queja es el resultado de algún problema externo Preguntar al usuario para determinar si hay algo extraño acerca de su aplicación particular que pueda causar el consumo alto de aceite

Después de completar el informe de prueba de consumo de aceite, la relación de combustible a aceite debe compararse con las gráficas de consumo de aceite (vea un ejemplo de está gráfica abajo). Estas gráficas son sólo para uso del personal del distribuidor y no debe darse a los dueños u operadores.

HORAS DEL MOTOR

En las gráficas de consumo de aceite se distinguen tres gamas. El área superior muestra la gama de operación típica de los motores. El área inferior (porción oscura) muestra la gama de asentamiento y la de investigación. Cada gráfica ilustra la relación de combustible a aceite en unidades inglesa (lado izquierdo) y métrica (lado derecho). En la parte inferior de cada gráfica están las unidades de millas/hora del motor, incluida la fórmula para convertir las millas del motor a kilómetros, en la esquina inferior izquierda. Una gráfica y los siguientes puntos determinarán si un motor tiene problemas de consumo de aceite que requieran reparación. 1.

Durante el asentamiento del motor, no se deben hacer reparaciones antes de las millas/kilómetros u horas indicadas abajo:

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En motores de gama mediana (3024/3054/3056, 3114/3116, 3126, 3208): 5.000 millas, 8.000 kilómetros o 150 horas. Si el motor se usa en aplicaciones agrícolas, el período de asentamiento es de una estación.

•

En motores para servicio pesado (3176, 3196, C-9, C-10, C-12, C-15, C-16 y las familias 3300 y 3400 ): 25.000 millas, 40.000 kilómetros o 500 horas

2.

Con la gráfica, la intención de Caterpillar es que debe hacerse una investigación de defectos y una reparación cuando una unidad falla dentro de la gama de investigación. La mayoría de las quejas de control de aceite caen dentro de la gama de investigación.

3.

Hay condiciones en las que un motor con consumo de aceite en la gama de investigación puede tener un consumo de aceite aceptable y, por tanto, no requiere una investigación o reparación del defecto, por ejemplo:

4.

•

Si una flota de motores tiene todos un valor bajo pero consistente, el problema puede ser el resultado de la aplicación, de los hábitos de manejo, del mantenimiento preventivo, de los factores de carga, etc. Una investigación o una reparación, necesariamente, no producirán mejoras significativas.

•

Otro ejemplo. Una flota de unidades con motores 3208 usados en vehículos de reparto y de recogida en una ciudad son todos graficados dentro de la gama de investigación a aproximadamente 35 galones de combustible por cuarto de aceite (140 litros de combustible por litro de aceite) y todas las unidades tienen aproximadamente 20.000 millas (32.000 kilómetros). Sin embargo, otra unidad tiene 18 galones de combustible por cuarto de aceite (72 litros de combustible por litro de aceite). Esta sola unidad debería ser la que requiera investigación y reparación.

Si un motor experimenta una tasa de deterioro en algún nivel, ya sea en el área superior o inferior de la gráfica, esto requiere una investigación del defecto y su reparación. Para determinar el deterioro, es necesario revisar el consumo de aceite por al menos dos períodos normales de cambios de aceite consecutivos. Usando el informe de prueba de consumo de aceite, grafique las tasas de combustible a aceite en las gráficas apropiadas. Una vez graficada, la tasa de combustible a aceite deberá extrapolarse (extenderse) para dar un estimado de la tasa a un número específico de millas/kilómetros. Si la extrapolación de los dos períodos de cambio de aceite consecutivos de la gráfica indica que el consumo de aceite finalmente alcanzará la gama de investigación, se debe reparar el motor antes de que el consumo de aceite caiga en la gama de investigación.

NOTA: Las gráficas no deben extrapolarse más allá de las horas/kilómetros/millas que aparecen en las gráficas. 5.

La temperatura baja de operación del motor puede contribuir al consumo excesivo del aceite.

6.

El paso de gases al cárter (babeo del aceite) solo no es suficiente para justificar una reclamación de garantía.

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Las reparaciones por consumo de aceite deben realizarse sólo después de que se haya confirmado un problema de consumo de aceite en el motor. Estas reparaciones deben hacerse de acuerdo con la información más reciente publicada sobre el consumo de aceite.

Requerimientos del historial de la reclamación por consumo de aceite Para las reclamaciones de consumo de aceite, el historial de la reclamación debe incluir: • •

La relación de consumo de aceite a combustible

• La causa del consumo de aceite La condición de las piezas inspeccionadas para determinar la causa del consumo de aceite

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DATOS DEL CONSUMO DE ACEITE LECCIÓN 3, HOJA 4 Estimado del consumo de aceite El consumo de aceite, junto con la información del consumo de combustible y del mantenimiento, puede usarse para calcular el costo de operación total de un motor Caterpillar. Los datos de consumo de aceite pueden también usarse para calcular la cantidad de aceite adicional requerido para acomodar los intervalos de mantenimiento. Muchos factores pueden afectar el consumo de aceite. Algunos de estos factores son el porcentaje de carga, la densidad del aceite, los paquetes de aditivos del aceite y las prácticas de mantenimiento. La tasa de consumo de aceite se llama BSOC (consumo de aceite específico al freno) y la unidad de medida es gramos por kilovatio hora al freno (g/pkW-h) o libras por caballos de fuerza hora al freno (lb/bhp-h). La siguiente tabla indica el BSOC típico en los motores de vida útil mediana Caterpillar que operan a 100% del factor de carga que han tenido mantenimiento de acuerdo con las pautas de administración de mantenimiento recomendadas por Caterpillar.

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Cálculo del BSOC del motor El siguiente método de cálculo puede usarse para calcular el BSOC de un motor en operación. Luego, puede hacerse una comparación entre el motor en operación y el valor típico para ese motor. Un motor con bajas horas de operación puede tener un consumo de aceite inferior al valor típico y un motor con altas horas de operación puede tener un consumo de aceite mayor del valor típico, pero el valor típico proveerá un estimado para el consumo de aceite.

Cálculo del consumo de aceite promedio La ecuación usada para calcular el BSOC del motor puede reordenarse para proporcionar un cálculo del uso de aceite promedio en la vida útil del motor.

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Consumo de aceite como indicador general Cuando el consumo de aceite de un motor ha aumentado hasta tres veces el consumo de aceite nominal por razón del desgaste normal, se debe considerar el reacondicionamiento general del motor. La situación real de cuándo realizar el reacondicionamiento general del motor la determinan la medición del consumo de combustible, el consumo de aceite, el paso de gases al cárter y la compresión. Si el motor está aún en niveles aceptables en todos estos parámetros, entonces, no necesitará el reacondicionamiento general. Por tanto, para obtener costos mínimos de operación, es útil mantener buenos registros de estos elementos indicados.

Ejercicio de práctica de taller Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá diagnosticar y reparar un problema relacionado con el aceite en una máquina en operación. Materiales de referencia Manual de servicio del motor diesel 3406B para camión Uso del grupo de presión para motor 6V9450

SEBR0544 SSHS8524

Herramientas 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor Motor 3406B Indicaciones: En esta práctica se usa un motor en operación para una simulación. El instructor asumirá varios papeles, según se necesite. Los estudiantes son los técnicos del distribuidor Caterpillar que deben diagnosticar y solucionar el problema correctamente. Se deben usar las técnicas de localización y solución de problemas apropiadas, incluido el equipo de diagnóstico apropiado, para probar que un componente está defectuoso. Use las hojas de trabajo de localización y solución de problemas del motor Caterpillar durante el diagnóstico. Llene las hojas de trabajo a medida que completa los pasos de localización y solución de problemas. Queja del operador: Presión baja de aceite. - El cliente tiene una aplicación de acarreo de carga pesada (roca desde una cantera). -

El motor había estado operando bien, hasta esta mañana. La presión de aceite fue siempre cerca de 65 lb/pulg2.

-

El manómetro mostró una presión baja de aceite, de cerca de 20 lb/pulg2 por debajo de lo normal.

-

Al cliente se le dijo que una caída en la presión de aceite podía significar cojinetes de bancada desgastados.

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Hoja de trabajo de localización y solución de problemas Caterpillar AÍSLE EL PROBLEMA

Mencione, al menos, tres preguntas que usted formularía a un operador como ayuda al identificar que existe un problema:

Reúna la información

Realice una inspección visual

Al hacer una localización y solución de problemas, realice primero una inspección visual. Mencione, al menos, tres elementos típicos que se deben examinar durante una inspección visual:

Verifique el problema

Verifique que el problema existe. Opere el producto para reproducir el problema, preferiblemente en condiciones de operación semejantes.

Use los recursos disponibles

Mencione, al menos, siete recursos disponibles utilizables como ayuda para obtener conocimiento del sistema y detectar los problemas:

HAGA UNA LISTA DE LAS FALLAS POSIBLES

Identifique los sistemas y los componentes que podrían causar el problema, incluidos los menos obvios. Haga una lista de al menos cuatro elementos en el orden en que se deben verificar:

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Cree una lista de pruebas que se deban realizar, con base en las fallas posibles identificadas. Priorice las pruebas según la secuencia en que se deban realizar. Haga una lista de las herramientas y las publicaciones de servicio necesarias para el diagnóstico. Identifique al menos dos pruebas por realizar. Prueba: Herramientas de diagnóstico: Información de servicio: Prueba: Herramientas de diagnóstico: Información de servicio:

REPARE LA FALLA

Después de aislar el componente del que usted sospecha por los resultados de la prueba, que está causando el problema, ajuste o reemplace el componente. Haga una lista de los seis procedimientos básicos de reparación que se deben seguir:

VERIFIQUE LA REPARACIÓN

Después de completar la reparación, verifique siempre que el producto esté operando correctamente. Mencione, al menos, dos cosas que usted haría para asegurarse de que la reparación se haya efectuado correctamente.

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UNIDAD 3 Sistemas de admisión de aire del motor Introducción Esta unidad presenta los componentes y la operación de los sistemas de admisión de aire de los motores Caterpillar e incluye las pruebas, el diagnóstico y los procedimientos de localización y solución de problemas del sistema de admisión de aire. Objetivos Al terminar esta unidad, el estudiante podrá: • Identificar los diferentes tipos de sistema de admisión de aire del motor. • Explicar la operación de un sistema de admisión de aire típico Caterpillar. • Diagnosticar y reparar los problemas del sistema de admisión de aire del motor. Materiales de referencia Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión Grupo de termómetro digital 4C6500 Uso del grupo de presión del motor 6V9450 Uso del indicador de paso de gases al Cárter/flujo de aire 8T2700 Uso del grupo adaptador de temperatura 6V9130 Herramientas 164-3310 (123-6700) (1U8865) Termómetro infrarrojo FT1984 Grupo de pruebas ATAAC 8T2700 Indicador de paso de gases al cárter/flujo de aire 4C6500 (8T0470) Grupo de termómetro digital 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor 6V9130 Grupo adaptador de temperatura

SEBR0544 NEHS0554 SSHS8524 SSHS8712 SEHS8382

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NOTAS

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Lección 1: Introducción a los Sistemas de Admisión de Aire Introducción Esta lección explica las operaciones básicas de varios sistemas de aire usados comúnmente en los motores Caterpillar. El objetivo principal de cada fabricante de motor diesel es ofrecer mayor potencia, mayor economía de combustible, emisiones reducidas y vida útil mejorada del motor, que implique poco o ningún cambio en costos adicionales o problemas de mantenimiento. Los sistemas de admisión de aire son un factor clave para este objetivo. Objetivo Al terminar esta lección, el estudiante podrá identificar los componentes y explicar la operación de los diferentes tipos de sistemas de admisión de aire. Materiales de referencia Ninguno Herramientas Ninguna

Lección 1: Introducción a los Sistemas de Admisión de Aire


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• • • •

Usa la energía de escape Comprime el aire de admisión Aumenta la masa del flujo de aire Aumenta la temperatura del aire de admisión

Fig. 3.1.1 Turbocompresión

El combustible diesel se quema con más eficacia si hay suficiente aire. Para incrementar la potencia (lo que requiere un aumento en la cantidad de combustible), es necesario aire adicional. Hay dos métodos proporcionar este aire adicional: mediante un turbocompresor o con un supercompresor. Caterpillar no usa el supercompresor, que simplemente, es un compresor accionado por un motor. Caterpillar usa el turbocompresor. En el turbocompresor se usa la energía de los gases de escape para comprimir el aire de admisión. Normalmente, el turbocompresor presuriza el aire a aproximadamente 10-25 lb/pulg2 por encima de la presión atmosférica. Desafortunadamente, el turbocompresor también aumenta la temperatura del aire de admisión hasta 162° C (325° F), debido a la energía de compresión.

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Fig. 3.1.2 Posenfriamiento aire a aire

Se puede quemar más combustible eficazmente si la temperatura del aire de admisión puede reducirse aún más. Para lograr esto, Caterpillar escogió el posenfriador aire a aire. En un sistema típico aire a aire, un intercambiador de calor o un enfriador montado en el chasis se pone justo delante de un radiador convencional. El aire comprimido del turbocompresor fluye a través del intercambiador de calor, mientras el aire ambiente, enviado a través del intercambiador de calor por el ventilador de enfriamiento del motor o forzado a través de él por el efecto del golpeteo del aire contra el vehículo en movimiento, enfría tanto el aire de carga como el refrigerante del motor. El aire ambiente se calienta a aproximadamente 149° C (300° F) en el proceso de compresión en el turbocompresor. El aire ambiente fluye a través del posenfriador aire a aire que, entonces, enfría el aire de carga hasta aproximadamente 38° C (100° F) en las válvulas de admisión. Este tipo de sistema proporciona el mayor grado y el nivel más consistente de reducción de la temperatura del aire de carga.

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Fig. 3.1.3 Sistemas de enfriamiento de aire de carga

En un intento por seleccionar el mejor sistema para los motores Caterpillar del futuro, se puso como objetivo encontrar un sistema de aire de carga de ciclo térmico bajo, de temperatura baja, que mejorará la eficiencia de combustible, el rendimiento del motor, redujerá las emisiones particuladas y NOx y mejorará el valor agregado para el usuario. Caterpillar, por su cuenta, ha evaluado algunos sistemas de enfriamiento de aire de carga. Todas las pruebas se efectuaron a una temperatura ambiente de 21° C (70° F). El primer sistema que se probó fue un diseño Caterpillar de flujo bajo que utiliza un sistema de una bomba y un radiador. El promedio de la temperatura de aire de carga fue de 65° C a 70° C (150° F a 160° F). Sin embargo, las temperaturas de este sistema variaron aproximadamente (22° C) 40° F. Esta variación representa un aumento de 66,6° C (120° F) en las temperaturas de escape, que pueden causar averías por tensión térmica potencial en el sistema de aire del motor. El segundo sistema probado fue el de enfriamiento de aire “Cummins Big Cam IV”. El promedio de la temperatura de aire de carga fue de 43° C a 48° C (110° F a 120° F) y, al igual que en el diseño Caterpillar de flujo bajo, la temperatura del aire de admisión fue muy errática (cerca de 65° F lo que representa una variación de cerca de 195° F en el escape).

El tercer sistema probado fue el sistema de posenfriador aire a aire. Este sistema proporciona temperaturas de aire de carga prácticamente constantes y muy bajas de cerca de 26° C (80° F) (con cerca de 10° F de variación, lo que presupone variaciones en el escape de 30° F). En condiciones ambiente muy frías, el aire suministrado al múltiple de admisión de un motor aire a aire nunca es más frío que el suministrado a un motor de aspiración natural. Los motores Caterpillar, ya sea de aspiración natural o con turbocompresión, no sufren efectos adversos en la vida útil de los componentes en temperaturas ambiente frías.

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• • • •

Hasta 7% más de economía de combustible Cumple con los requisitos actuales y esperados de emisión Aumenta la potencia Mantenimiento mínimo

Fig. 3.1.4 Ventajas de los sistemas ATAAC

Las investigaciones de los sistemas de posenfriamiento aire a aire (ATAAC) Caterpillar muestran lo siguiente: - Economía mejorada de combustible de hasta 7% en algunas clasificaciones. - Cumplen con los requerimientos de emisiones actuales y esperados - Incremento en las clasificaciones de potencia - permite potencia de 425 y 460 hp en el motor 3406, y de 300 hp en el motor 3306. - Requieren poco mantenimiento.

Fig. 3.1.5 Configuración del sistema ATAAC

En la figura vemos una configuración normal ATAAC. Caterpillar no aconseja el uso de cubiertas o persianas de invierno en los camiones equipados con motores CAT ATAAC, ya que los sistemas actuales no las necesitan y las temperaturas de aire de admisión más altas resultantes aumentarán el consumo de combustible. Si se debe usar una cubierta de invierno, un orificio de mínimo 120 pulg2, en línea con la maza del ventilador, debe permanecer abierto al flujo de aire en todas las condiciones de operación de los motores, excepto en el

motor 3116. Para la operación del 3116 con cubiertas de invierno, consulte el Manual de Operación y Mantenimiento.

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Fig. 3.1.6 Posenfriador con agua de la camisa (JWAC)

Otro tipo de posenfriador de aire es el sistema con agua de la camisa, el cual tiene un conjunto de núcleo cargado de refrigerante. Este sistema usa el refrigerante del motor para enfriar la carga de aire que entra a los cilindros. El refrigerante de la bomba de agua fluye a través del núcleo del posenfriador. El posenfriador enfría el aire presurizado del turbocompresor antes de ingresar en el múltiple de admisión.

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TURBOCOMPRESOR POSENFRIADOR BOMBA DE AGUA AUXILIAR

CIRCUITO DE CIRCUITO ENFRIADOR ENFRIAMIENTO DE CON AGUA DE LAS CAMISAS AGUA CON POSENFRIADOR

BOMBA DE AGUA DE LA CAMISAS

Fig. 3.1.7 Posenfriador de circuito separado (SCAC)

El sistema posenfriador de circuito separado es similar al posenfriador con agua de la camisa con algunas diferencias menores. Para enfriar el motor se usa un circuito de enfriamiento separado del agua de la camisa del motor. El agua de la camisa cumple su función normal y enfría la culata, el bloque de motor, el aceite de la transmisión, etc. El sistema de posenfriador de circuito separado tiene una bomba de agua y tuberías propias y un intercambiador de calor para el posenfriador. Este sistema se usa generalmente en aplicaciones en donde se requiere posenfriamiento máximo. En muchas aplicaciones marinas se usan posenfriadores de circuito separado, junto con un intercambiador de calor diseñado para usar el agua de la quilla para enfriar el circuito. En muchos de los camiones de minería grandes Caterpillar también se usa este tipo de posenfriador.

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Lección 2: Pruebas del sistema de admisión de aire Caterpillar Introducción Esta lección trata acerca de las pruebas y especificaciones del sistema de aire. Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá: • Identificar en un diagrama los puntos de pruebas del sistema de admisión de aire. • Realizar los procedimientos de las pruebas del sistema de admisión de aire. Materiales de referencia Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión SEBR0544 Uso del grupo adaptador de temperatura 6V9130 SEHS8382 Grupo de termómetro digital 4C6500 NEHS0554 Uso del grupo de presión del motor 6V9450 SSHS8524 Herramientas 164-3310 (123-6700) 1U8865 Termómetro infrarrojo FT1984 Grupo de prueba ATAAC 8T2700 Indicador de paso de gases al cárter/flujo de aire 4C6500 (8T0470) Grupo de termómetro digital 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor 6V9130 Grupo de adaptador de temperatura NOTA: Revise la hoja “Pruebas y especificaciones del sistema de aire" (Lección 2, Hoja 1) para familiarizarse con los puntos de pruebas y especificaciones del sistema de admisión de aire.

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PRUEBAS Y ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA DE ADMISIÓN DE AIRE LECCIÓN 2, HOJA 1

Silenciador

T1

T3

Filtro de aire

P5 Múltiple de admisión

Cámara de combustión

Múltiple de escape

Turbina

Compresor

P1

T2 P4

Posenfriador P2

P3

Este diagrama de un sistema de admisión de aire típico con la ubicación de los puntos de pruebas del sistema de admisión de aire. Los puntos de pruebas y las descripciones de las pruebas son: T1: Temperatura ambiente máxima del aire de admisión T2: Temperatura máxima del múltiple de admisión T3: Temperatura máxima de escape P1: Restricciones máximas del filtro de aire P2: Presión de refuerzo P2 menos P3: Restricciones máximas del posenfriador P4: Presión del múltiple de admisión P5: Restricción máxima de escape

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PRUEBAS Y ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA DE AIRE PUNTO DE PRUEBA T1 P1

DESCRIPCIÓN DE LA PRUEBA Temperatura ambiente máxima del aire de admisión Restricción máxima del filtro de aire

ESPECIFICACIÓN 49° C (120° F) 1. Motores para camión: a. Con filtro limpio, seco = 15" H2O b. Con filtro sucio = 25" H2O 2. Motores de la serie 3500: a. Con filtro limpio, seco = 15" H2O b. Con filtro sucio = 25" H2O 3. Motores de la serie 3600: a. Con filtro limpio, seco = 5" H2O b. Con filtro sucio = 15" H2O 4. Otros motores diesel = 30" H2O 1. JWAC = 3" Hg 2. ATAAC = 4" Hg para la mayoría de aplicaciones Las excepciones son: a. 3116: mayor de 215 hp y todos los motores de camión 3126 = 5" Hg b. 3406E/C-15: 475 hp y mayor, y todos 1. Turbocompresión - 593° C (1.100° los motores para camión C-16 =F)4,5" Hg 2. Aspiración natural - 704° C (1.300° F)

P2 menos P3

Restricciones máximas del posenfriador

T3

Temperatura máxima de escape--medida 6“ a continuación del turbocompresor

P5

Restricción máxima de escape--medida 1. Turbocompresión = 27" H2O en una sección recta de tubería, nunca 2. Aspiración natural = 34" H2O en un codo 3. Camiones con turbo = 40" H2O

T2

Temperaturas máximas del múltiple de admisión

P4

La presión del múltiple de admisión debe estar dentro de +10% / -15% (respecto de la especificación TMI) a carga plena.

1. Turbocompresión = 163° C (325° F) 2. Turbocompresión/posenfriado con el agua de las camisas = 118° C (245° F) 3. Turbocompresión/posenfriado con circuito separado. [con agua a 30° C (85° F) ] = 51,6° C (125° F) 4. Aunque Turbo/posenfr. aire-aire = 65,5° Cy (150° F) 1. los términos “refuerzo” “presión del múltiple de admisión” comúnmente se usan en forma intercambiable, técnica- mente no son lo mismo. a. Refuerzo es la presión medida después del compresor del turbocompresor, y antes del posenfriador (P2). b. La presión del múltiple de admisión es la presión dentro del múltiple (P4). La disminución de presión a través del posenfriador hará que esta presión sea menor que la presión de refuerzo. 2. La presión del múltiple de admisión tiene una tolerancia grande, debido a todos los factores que la afectan. Éstos incluyen la temperatura del aire de admisión, la temperatura del combustible, API del combustible y restricciones del sistema.

CFT Finning Ejercicio de práctica de taller

Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá realizar las pruebas de admisión de aire en el motor. Materiales de referencia Manual de servicio del motor diesel 3406B para camión Uso del grupo de motor 6V9450

SEBR0544 SSHS8524

Herramientas 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor FT1984 Grupo de pruebas ATAAC 164-3310 (123-6700) (1U8865) Termómetro infrarrojo 8T2700 Indicador de paso de gases al cárter/flujo de aire Motor 3406B Indicaciones 1. Registre las especificaciones del Manual de Servicio de los elementos indicados abajo. 2. Realice las siguientes pruebas y registre los resultados abajo. 3. Explique por qué se debe realizar cada prueba. Presiones del múltiple de admisión

Paso de gases al cárter

Especificación:

Especificación:

Real:

Real:

Razón de la prueba:


Temperatura de escape

Fuga por el núcleo del ATAAC

Especificación:

Especificación:

Real:

Real:



Copia del Estudiante - Práctica de Taller 3.2.1


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Lección 3: Localización y solución de problemas del sistema de admisión de aire Introducción Esta lección explica los pasos que se deben seguir para la localización y solución de problemas del sistema de admisión de aire del motor. Los problemas del sistema de admisión de aire pueden ocasionar potencia baja, humo en exceso, consumo alto de combustible, ruido en el turbocompresor, fuga en el posenfriador o un ruido agudo cuando se opera el motor a potencia plena. Problemas generales (como potencia baja o respuesta baja) pueden ser difíciles de identificar. Objetivo Al terminar esta lección, el estudiante podrá diagnosticar y reparar problemas relacionados con el sistema de admisión de aire del motor Materiales de referencia Manual de Servicio del motor 3406B para camión Uso del grupo adaptador de temperatura 6V9130 Grupo de termómetro digital 4C6500 Uso del grupo de presión del motor 6V9450 Uso del indicador de paso de gases al cárter/flujo de aire 8T2700

SEBR0544 SEHS8382 NEHS0554 SSHS8524 SSHS8712

Herramientas (123-6700) (1U8865) Termómetro infrarrojo FT1984 Grupo de pruebas ATAAC 8T2700 Indicador de paso de gases al cárter/flujo de aire 4C6500 (8T0470) Grupo de termómetro digital 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor 6V9130 Grupo adaptador de temperatura

Lección 3: Localización y solución de problemas del sistema de admisión de aire


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Fig. 3.3.1 Problemas del sistema de admisión de aire

Hay tres tipos principales de problemas (o quejas) en el sistema de admisión de aire. • Los problemas de rendimiento del motor pueden estar en el sistema de admisión de aire, en el sistema de combustible o en el motor básico. Las quejas típicas de rendimiento del motor son: potencia baja, respuesta baja, humo excesivo, consumo alto de combustible, presión de refuerzo baja o temperaturas de escape altas. • Los problemas de fugas pueden ser fugas de aire en el lado interno del sistema, fugas de gas de escape, fugas de aceite en el turbocompresor o en el sistema de lubricación, o fugas de lubricante desde o alrededor del posenfriador. • Las averías mecánicas pueden causar ruido en el turbocompresor, daños en las tuberías o en otros componentes, o dejar material extraño en el sistema. Cuando se quita una pieza o un componente dañado, es necesario encontrar siempre la causa de la avería antes de reemplazar la pieza.

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• • •

Hable con el operador Haga una inspección visual Comience en el tubo de escape

Fig. 3.3.2 Pasos en la localización y solución de problemas del sistema de admisión de aire

En la primera unidad vimos los pasos básicos para la localización y solución de problemas. Estos pasos deben usarse para diagnosticar los problemas del sistema de admisión de aire. Hable con el operador para determinar los síntomas del problema, como ruido o humo inusuales. Pregunte acerca de las prácticas de mantenimiento, como el cambio de los elementos del filtro de aire. El siguiente paso para solucionar un problema en el sistema de admisión de aire es realizar una inspección visual. Una inspección visual del sistema de admisión de aire no toma mucho tiempo y puede evitar una gran cantidad de trabajo innecesario. Un buen lugar para comenzar es revisando el tubo de escape para ver si el motor ha forzado (soplado) algo de aceite al tubo. Esta condición puede deberse a fugas de aceite por sellos desgastados o por tuberías de drenaje de aceite tapadas del turbocompresor. También, puede indicar un problema en otra área del motor, como anillos de pistón rotos o con grietas o un respiradero del cárter tapado. Si el motor funcionó en vacío por largo tiempo, puede encontrarse combustible diesel en el tubo de escape (también conocido como “babeo”).

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Fig. 3.3.3 Indicador de servicio del filtro de aire

Revise el indicador de servicio del filtro de aire para ver si se muestra el disco rojo y en qué proporción. Si está por encima de los límites para el motor, restaure el indicador y ponga a funcionar el motor con carga para determinar si la lectura es correcta. Si el indicador, una vez más, muestra una lectura alta, limpie o reemplace el elemento del filtro de aire. Mientras quita el filtro de aire, verifique que no haya otras restricciones en la tubería de conexión. Es también una buena idea inspeccionar el indicador de servicio en busca de grietas, suciedad u otro daño.

Fig. 3.3.4 Caja del filtro de aire

Mire alrededor de la caja del filtro de aire en busca de algún daño (abolladuras) u orificios. Asegúrese de que la tapa esté apretada. Busque obstrucciones del flujo de aire a la entrada de la caja del filtro.

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Fig. 3.3.5 Revise abrazaderas de mangueras y tuberías

En motores con posenfriador de aire a aire (ATAAC), verifique todas las abrazaderas para asegurarse de que estén instaladas correctamente con su par de apriete y que no estén rotas. Asegúrese de que no haya daño visible en la empaquetadura del múltiple de entrada. Si la máquina tiene posenfriador, inspeccione la tubería y los sellos entre el turbocompresor y el posenfriador en busca de fugas. Frecuentemente, se pueden identificar las fugas por el rastro de hollín dejado en una unión. También, mire alrededor de las empaquetaduras, entre la tubería y el posenfriador, en busca de cualquier señal de fuga.

Fig. 3.3.6 Revise el posenfriador en busca de fugas

Si es un motor posenfriado con agua de la camisa (JWAC), observe alrededor del posenfriador y del múltiple de entrada en busca de cualquier señal ya sea de fugas de agua (JWAC) o de aire. Inspeccione las tuberías de refrigerante, las mangueras y las conexiones en busca de cualquier daño que pueda causar escapes o restricción del flujo de refrigerante o de aire. Asegúrese de que todas las abrazaderas, los pernos y las conexiones estén apretados correctamente. En los motores ATAAC, revise en busca de grietas visibles en el posenfriador.

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Fig. 3.3.7 Observe el color del humo de escape

Se deben hacer también revisiones auditivas y visuales mientras el motor está en funcionamiento. Arranque el motor y escuche cómo funciona sin carga en velocidad baja en vacío, en velocidad media y en velocidad alta en vacío. Escuche el ruido del turbocompresor o ubique las fugas de aire y determine si el motor funciona en forma normal o irregular. Si es posible, opere la máquina para verificar si hay problemas cuando se carga el motor. Observe si sale demasiado humo del escape y el color del humo que sale del tubo de escape. El humo negro es indicador de demasiado combustible inyectado o de aire insuficiente para un rendimiento máximo del motor. El humo azul es indicador de que el aceite se ha quemado en la cámara de combustión. Una rápida salida de humo de algún color que luego vuelve a la normalidad no es indicador de falla. Un indicador de problema sería que el humo no se aclarará rápidamente y permaneciera oscuro y denso.

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Fig. 3.3.8 Uso de un cordón de vaselina alrededor de las uniones

Hay varios métodos para encontrar una fuga de aire en la entrada o en el lado de vacío del sistema de aire. Para encontrar un escape de aire alrededor de los sellos anulares o de los acoplamientos de las mangueras o tubos que se encuentran entre el filtro de aire y el turbocompresor, ponga un cordón de vaselina o de grasa alrededor de la unión y, luego, ponga el motor en funcionamiento. Si es posible, se deja el motor en funcionamiento con una carga (por ejemplo, calado de convertidor de par pisando los frenos). Si hay una fuga de aire, ocasionará un orificio en el cordón.

Fig. 3.3.9 Uso de éter para encontrar fugas de aire

Para verificar si la fuga de aire es causada por una grieta, orificio o escape a través de una unión en el sistema de entrada antes del turbocompresor, rocíe una pequeña cantidad de éter alrededor de la tubería con el motor en funcionamiento. Si hay fuga de aire, el motor funcionará un poco más rápido y, posiblemente, se escuche golpeteo. Haga esta prueba con el motor en operación y sin carga.

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Fig. 3.3.10 Uso de agua con jabón para encontrar fugas de aire

Para encontrar una fuga en el sistema después del turbocompresor (admisión o escape), puede usarse agua con jabón o crema de afeitar. Rocíe las uniones con la solución jabonosa mientras el motor está en funcionamiento. Este procedimiento es más efectivo si el motor está en funcionamiento al menos a 1.000 rpm. Tenga cuidado ya que el ventilador puede enviar escombros a sus ojos.

Fig. 3.3.11 Uso de vaselina en las áreas de empaquetaduras y sellos

La restricción de flujo de aire al motor puede ocasionar problemas de rendimiento. Quite el antefiltro y vea si hay suciedad o material extraño que pueda causar la reducción del flujo de aire. Inspeccione el sello en el elemento de filtro exterior (primario) y la empaquetadura en el elemento de filtro interior (secundario). Si la caja del filtro de aire está doblada o dañada, el aire y la suciedad pueden fluir alrededor de los filtros y pasar directamente al motor. Para probar la caja, primero ponga un poco de vaselina o un producto similar alrededor de la empaquetadura y el sello. Luego, instale los filtros y ponga la tapa de la caja.

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Fig. 3.3.12 Uso de tiza en polvo en el antefiltro

Arranque el motor y rocíe una pequeña cantidad de tiza en polvo (azul o roja) en el antefiltro. Si la caja del filtro de aire no está dañada, la acción de los filtros soplará la tiza desde el aire de entrada.

Fig. 3.3.13 La tiza deja marcas que indican una fuga

Si la caja del filtro de aire está dañada o doblada en exceso, el polvo de tiza dejará marcas o guías en el área de la fuga de aire. Aunque no es normal adicionar material extraño al sistema de admisión de aire, sirve para detectar una fuga de aire de este tipo que puede ocasionar un gran daño al motor. Finalmente, es mejor una pequeña cantidad de tiza en polvo durante la prueba, que una gran cantidad de suciedad en el sistema.

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Fig. 3.3.14 Ponga el motor en funcionamiento y escuche por señales de fugas

Si no se encuentran fugas, deje el motor en funcionamiento a velocidad media sin carga. Escuche el sonido del motor para detectar alguna fuga de aire no descubierta anteriormente. Apague el motor. A medida que el motor se detiene, escuche el sonido del turbocompresor a medida que se reduce la velocidad. Escuche si hay ruido debido al contacto de la rueda contra la caja del turbocompresor (rozamiento). También, material extraño en el sistema puede hacer que las piezas se rompan y produzcan ruido. Si no se encuentra el problema mediante inspección visual, es necesario efectuar pruebas de diagnóstico.

Fig. 3.3.15 Grupo de termómetro digital 4C6500

Un método práctico para verificar que un posenfriador está sucio o tapado es instalar sondas de temperatura en el múltiple de entrada y en la caja del termostato y dejar el motor en funcionamiento bajo carga. Las temperaturas del aire de entrada antes y después del posenfriador deben estar dentro de las especificaciones encontradas en el Manual de Servicio. Si la temperatura del aire de entrada es muy alta, posiblemente hay bloqueo en el flujo de enfriamiento.

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Fig. 3.3.16 Grupo de presión del motor 1U5470 y multitacómetro

Con el uso del grupo de presión y del multitacómetro, podemos medir la presión del múltiple y las rpm del motor. La base de este análisis de rendimiento se basa en que (1) si el motor está en buenas condiciones (2), y si todos los ajustes son correctos y (3) están instaladas las piezas correctas, la presión del múltiple de entrada está en relación directa con la potencia. La presión del múltiple de entrada es una indicación de la cantidad de aire que entra al motor. Deje el motor en funcionamiento hasta que se obtenga la temperatura normal de operación. Con el motor en velocidad alta en vacío, cargue el motor, usando el dinamómetro de chasis o los frenos del vehículo. Cargue el motor tal como funcionaría a las velocidades del motor encontradas en la Información de Mercadotecnia TMI. Haga una gráfica de las diferentes presiones en relación con las rpm seleccionadas. Compare estos datos con la especificación, teniendo en cuenta las tolerancias apropiadas. Revise la Información de Mercadotecnia TMI para las rpm de carga plena normal y, si es necesario, cambie el valor del punto de control para obtener el valor correcto. Luego, registre la presión del múltiple de entrada, la velocidad del motor, la presión de combustible, la presión de entrada de aire y la presión del múltiple de escape con carga. El punto de verificación primario debe ser la velocidad de clasificación del motor. Estos valores pueden compararse con los valores de clasificación. Recuerde tener en cuenta las tolerancias apropiadas para estos valores.

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Depósitos en la boquilla restrictora del turbocompresor Ajuste erróneo del regulador Boquillas erróneas Temperatura alta del aire de admisión Sincronización retardada

Fig. 3.3.17 Causas de presión alta del múltiple de admisión

Si la presión del múltiple de admisión es mayor que la especificación, revise lo siguiente: - Depósitos en la boquilla restrictora del turbocompresor - Ajustes erróneos del regulador o cremallera - Boquillas erróneas - Temperatura alta del aire de admisión al motor - Sincronización retardada No ignore una presión alta del múltiple de admisión. Puede convertirse en un problema que puede causar daños prematuros al motor o al turbocompresor.

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Restricción en el sistema de aire Fuga de aire Suministro bajo de combustible Problema del turbo

Fig. 3.3.18 Causas de la presión baja del múltiple

Si la presión del múltiple de entrada es más baja de lo normal, es indicación de que no hay suficiente aire y/o flujo de combustible al motor. Esto puede deberse a: - Restricción en el sistema de admisión de aire, ya sea en el lado de entrada o de salida. - Fuga de aire en el sistema de admisión o escape - Suministro bajo de combustible - Problemas del turbocompresor Las medidas de la presión pueden hacerse en cada componente para encontrar la ubicación exacta del problema...

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Falta de lubricante Lubricante contaminado Objetos extraños Apagado del motor caliente

Fig. 3.3.19 Causas de averías del turbocompresor

Las causas principales de averías del turbocompresor son: - Falta de lubricación - Lubricante contaminado - Objetos extraños - Apagado del motor caliente

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NOTAS

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Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá diagnosticar y reparar un problema del sistema de admisión de aire del motor en una máquina en operación. Materiales de referencia Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión Uso del grupo de presión del motor 6V9450 Uso del indicador de paso de gases al cárter/flujo de aire 8T2700 Grupo de termómetro digital 4C6500 Herramientas 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor FT1984 Grupo de prueba ATAAC Motor 3406B

SEBR0544 SSHS8524 SSHS8712 NEHS0554

8T2700 Indicador de paso de gases al cárter/flujo de aire 4C6500 (8T0470) Grupo de termómetro digital 164-3310 (123-6700) 1U8865 Termómetro infrarrojo

Indicaciones: En esta lección trabajará con un motor en operación en la que se debe simular una situación específica. El instructor asumirá diferentes roles, como sea necesario. El estudiante será el técnico del distribuidor Caterpillar y deberá diagnosticar y solucionar el problema correctamente. Use las técnicas apropiadas de localización y solución de problemas incluyendo el equipo de diagnóstico apropiado para demostrar que un componente es defectuoso. Use las hojas de trabajo de localización y solución de problemas durante el diagnóstico. Llene las hojas de trabajo a medida que completa los pasos del procedimiento de localización y solución de problemas. Queja del operador: Potencia baja. - Hay una flota de camiones que va de San Luis a los Ángeles. Los técnicos de la flota están bien capacitados para realizar el trabajo de mantenimiento, lo cual hacen rutinariamente. Para el trabajo restante, se llevan los camiones al distribuidor Caterpillar para su reparación. -

Esta mañana, la persona encargada trajo un camión en el que el conductor se queja de potencia baja.


Ejercicio de práctica de taller

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Hoja de trabajo de localización y solución de problemas Caterpillar AÍSLE EL PROBLEMA Reúna la información












Cree una lista de pruebas que se deban realizar, con base en las fallas posibles identificadas. Priorice las pruebas según la secuencia en que se deban realizar. Haga una lista de las herramientas y las publicaciones de servicio necesarias para el diagnóstico. Identifique al menos dos pruebas por realizar. Prueba: Herramientas de diagnóstico: Información de servicio: Prueba: Herramientas de diagnóstico: Información de servicio:

REPARE LA FALLA

Después de aislar el componente del que usted sospecha por los resultados de la prueba que está causando el problema, ajuste o reemplace el componente. Haga una lista de los seis procedimientos básicos de reparación que se deben seguir:



DOCUMENTE LA REPARACIÓN

Complete el informe de servicio y cualquier otra documentación requerida después de terminar el trabajo. Haga una lista de al menos dos documentos que pueda ser necesario completar después de la reparación.

Unidad 4: Sistemas de enfriamiento del motor

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UNIDAD 4 Sistemas de enfriamiento del motor Introducción Esta unidad presenta los componentes y la operación de los sistemas de enfriamiento del motor Caterpillar. También veremos las pruebas, los diagnósticos, los cálculos y los procedimientos de mantenimiento del sistema de enfriamiento del motor. Objetivos Al terminar esta unidad, el estudiante podrá: • Explicar el flujo de refrigerante por los diferentes componentes de los sistemas de enfriamiento. • Determinar los diferentes problemas de flujo o transferencia de calor en el sistema de enfriamiento. • Identificar el punto de estabilización de temperatura de un motor con diferentes cargas, durante una práctica de taller. • Diagnosticar las causas de los problemas de estabilización de temperatura de un motor en operación, durante una práctica de taller. • Explicar los métodos de mantenimiento apropiado del sistema de enfriamiento de los motores Caterpillar.

Materiales de referencia 9U7400 Multitacómetro II NSHS0605 Uso del grupo multitacómetro 6V3121 SSHS7807 Uso del grupo indicador de paso de gases al cárter/flujo de aire 8T2700 SSHS8712 Grupo de termómetro digital 4C6500 NEHS0554 Manual de Operación y Mantenimiento de los motores C-10, C-12, 3406E, C-15 y C-16 para camión SSBU7186 Prueba de campo del sistema de enfriamiento LEKQ7235*

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Herramientas 223-9116 (172-8851) Juego de pruebas de refrigerante de vida útil prolongada 4C6500 (8T0470) Grupo termómetro digital 4C9301 Juego de pruebas del acondicionador del refrigerante 1U7297 (5P0957) Probador de refrigerante 9U7400 o 6V3121 Grupo multitacómetro 8T2700 Grupo indicador de paso de gases al cárter/flujo de aire 8T5296 Juego de pruebas de aditivo de refrigerante suplementario 9S8140 Grupo de la bomba de presurización 1U8865 Termómetro infrarrojo

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Lección 1: Introducción a los sistemas de enfriamiento Introducción Esta lección explica la operación básica de varios sistemas de enfriamiento usados en los motores Caterpillar. También proporciona las generalidades de los componentes del sistema, algunos problemas típicos y los procedimientos de mantenimiento del sistema de enfriamiento. Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá: • Explicar las funciones de los componentes del sistema de enfriamiento. • Identificar los diferentes sistemas de enfriamiento y entender el flujo de refrigerante en cada sistema. Materiales de referencia Ninguno Herramientas Ninguna

Lección 1: Introducción a los sistemas de enfriamiento


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Fig. 4.1.1 Energía calorífica del motor

Para producir potencia, los motores dependen de que puedan quemar eficazmente el combustible. Sin embargo, sólo 33% de esta energía calorífica total se convierte en potencia al volante. Aproximadamente 30% se expele a través del sistema de escape, mientras que otro 7% se irradia de las superficies del motor directamente a la atmósfera. El restante 30% debe disiparse a través de un diseño cuidadoso del sistema de enfriamiento. Los motores de camión, con posenfriamiento aire a aire, tienden a convertir más energía calorífica en potencia al volante (42%). Cerca de 33% se expele por el sistema de escape y aproximadamente otro 3% es irradiado directamente a la atmósfera. Esto deja cerca de 22% de energía calorífica que debe disiparse a través del sistema de enfriamiento. Para enfatizar en términos diarios de cuánto calor estamos hablando, se ha calculado que un motor diesel de 200 HP, operando a 70% de su carga plena, produce suficiente calor para suministrar calefacción a cinco casas con cinco habitaciones cada una, con una temperatura exterior de 00 C.

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El calor por disipar depende de la potencia producida Fig. 4.1.2 Potencia y disipación de calor

La función primaria del sistema de enfriamiento es absorber este calor de combustión no usado y transferirlo a la atmósfera. Cuando entendemos la relación entre la salida de potencia y el combustible quemado, es obvio que la cantidad de calor transportada por el sistema de enfriamiento está relacionada directamente con la potencia producida por el motor.

Fig. 4.1.3 El calor se disipa en el núcleo del radiador

El radiador es uno de los sistemas usados para quitar el calor excesivo producido en el motor. El núcleo del radiador disipa el calor tomado por el refrigerante desde el motor y sus accesorios. A medida que el refrigerante pasa a través de los conductos del núcleo o de los tubos, el aire pasa entre las aletas disipadoras de calor que están alrededor de los tubos, y transfiere el calor del refrigerante al aire que se mueve a través del radiador.

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Fig. 4.1.4 Tasa de transferencia de calor del radiador

Los radiadores se diseñan de modo que la tasa de transferencia de calor en el núcleo se equilibre con el calor tomado dentro del motor a las temperaturas de operación deseadas. Como el radiador no puede eliminar más calor que el que el agua puede tomar y entregar en el sistema, no hay mucho beneficio si se incrementa la capacidad del refrigerante, excepto como precaución posible contra el recalentamiento.

Fig. 4.1.5 Tubos del núcleo del radiador

Los tubos del núcleo del radiador pueden ser rectos, como se muestra a la izquierda, o diagonales, como se muestra a la derecha. La mayoría de los tubos se fabrican de aluminio o de cobre.

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Fig. 4.1.6 Aletas disipadoras de calor del radiador

En gran medida, las aletas disipadoras de calor determinan la capacidad del radiador para enfriar el agua en los tubos. Mientras más aletas haya por pulgada, mayor será la tasa de enfriamiento. Así, el núcleo mostrado a la derecha tendrá una tasa de enfriamiento mayor. Sin embargo, el mismo núcleo también tiene una tasa de taponamiento mayor, ya que las aletas están más juntas, y los espacios más pequeños se obstruyen fácilmente.

Fig. 4.1.7 La tapa del radiador presuriza el sistema de enfriamiento

Un modo de mejorar el rendimiento del sistema de enfriamiento es presurizando el sistema. El agua presurizada hierve a una temperatura mayor que lo el agua a presión atmosférica. Como la evaporación ocurre en el punto de ebullición, al elevar éste se evita la pérdida de refrigerante por evaporación. La presurización también ayuda a eliminar la cavitación de la bomba de agua, lo cual puede causar daño severo en la bomba y en el motor.

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Minimiza la formación de burbujas Las burbujas de aire no transfieren calor tan eficazmente como el agua

Fig. 4.1.8 Ventajas de la presurización del sistema de enfriamiento

La presurización también disminuye la formación de burbujas de aire que causan picado de la camisa y disminuyen la transferencia de calor. Una burbuja junto a una pieza caliente en el motor, como una camisa del cilindro, puede disminuir el enfriamiento eficaz y causar serios daños al motor. Aún más importante es que las burbujas en el refrigerante pueden causar cavitación de la bomba, afectar la velocidad de flujo y producir problemas de recalentamiento.

Fig. 4.1.9 El punto de ebullición de los líquidos depende de la presión y la altura

La temperatura de ebullición de un líquido depende de la presión. A la presión atmosférica al nivel del mar el agua hierve a 1000 C (2120 F). Sin embargo, en altitudes mayores, el agua hierve a menor temperatura. Si se aumenta la presión del sistema, aumenta el punto de ebullición.

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Fig. 4.1.10 Resorte grande en la tapa del radiador

Para obtener un punto de ebullición de margen seguro en el sistema de enfriamiento, el refrigerante se presuriza a medida que se calienta y se expande. El nivel de presión máximo lo determina, en parte, el resorte grande que carga la válvula de la tapa del radiador.

Fig. 4.1.11 Descarga del radiador

La descarga ocurre cuando la presión en el radiador es igual a la presión atmosférica local más la presión en la válvula debida a la fuerza del resorte. Sin embargo, una tapa presurizada del radiador está diseñada de modo que aun a gran altitud, se mantiene con presión suficiente para permitir un adecuado margen de seguridad del punto de ebullición del refrigerante.

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Fig. 4.1.12 Válvula de descarga de la tapa del radiador

Cuando el motor está apagado, el refrigerante se contrae. Si el aire de la parte superior del tanque se descargó durante la operación, debe permitirse que el aire entre ahora para evitar en el sistema de enfriamiento una presión menor que la atmosférica. Esto se logra con la válvula pequeña del centro de la válvula grande de disco. La válvula pequeña se abre cuando la presión atmosférica es mayor que la suma de la presión baja del resorte más la presión del radiador.

Fig. 4.1.13 Tres tipos básicos de sistemas de enfriamiento

Los tres tipos de sistemas de enfriamiento son: - De radiador - Enfriamiento de quilla - Agua de mar

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Fig. 4.1.14 Sistema de enfriamiento tipo radiador

Éste es un sistema típico de enfriamiento con radiador. Este sistema de enfriamiento tiene una salida, controlada por termostato. El patrón de flujo se inicia en la bomba de agua y se divide entre el enfriador de aceite y el posenfriador del agua de la camisa (si está equipado); luego, pasa por el bloque, la culata, la caja del termostato y el termostato. En este punto, el termostato envía el refrigerante de retorno a la bomba a través del tubo de derivación, al radiador, o a la bomba y al radiador.

Fig. 4.1.15 Sistema de enfriamiento “con derivación”

Éste es un sistema de enfriamiento "con derivación" de un camión. Este sistema de enfriamiento opera del mismo modo que el sistema típico del radiador, excepto que éste tiene un compartimiento superior adicional y un tubo de derivación instalado entre este compartimiento superior y la entrada de la bomba. Esto se hace para proporcionar una presión constante de la bomba durante cambios bruscos de rpm del motor en cambios de marcha del camión (cambios descendentes). Sin esta tubería adicional, la bomba puede tener presión negativa durante los cambios de descendentes y sufrir cavitación.

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Fig. 4.1.16 Sistema de enfriamiento tipo quilla

Éste es un sistema de enfriamiento de quilla para una aplicación marina. El flujo de refrigerante en este sistema es, básicamente, el mismo descrito antes para el sistema de enfriamiento de radiador, excepto en la operación del termostato de la temperatura del agua. Además, este sistema es un sistema controlado internamente. El termostato detecta la temperatura del agua en el tanque de expansión, no la temperatura del agua a la salida del motor. Cuando la temperatura del agua en el tanque de expansión es menor que la de apertura del termostato, el termostato bloquea el flujo de refrigerante desde el enfriador de quilla hasta el tanque de expansión. Al mismo tiempo, el termostato permite que el refrigerante fluya de la salida del motor, directamente al tanque de expansión. El refrigerante del tanque de expansión entra de nuevo al motor a través de la bomba de agua y realiza un ciclo a través del motor, tomando energía calorífica adicional. No fluye refrigerante del motor al enfriador de quilla, debido a que la salida del enfriador de quilla se encuentra bloqueada por el termostato. Cuando el refrigerante en el tanque de expansión está lo suficientemente caliente para abrir el termostato, el termostato comienza a abrir el paso de flujo desde el enfriador de quilla hasta el tanque de expansión. Al mismo tiempo, el regulador comienza a bloquear el flujo desde la salida del motor hasta el tanque de expansión. Parte del refrigerante de la salida del motor fluye al enfriador de quilla, en donde transfiere parte de su energía calorífica. Si el regulador está completamente abierto, todo el flujo de la salida del motor fluirá al enfriador de quilla. El flujo de la salida del motor se bloqueará y no llegará al tanque de expansión hasta que haya pasado a través del enfriador de quilla. El enfriador de quilla consta de una serie de tubos soldados o suspendidos de la quilla de un bote o de una embarcación en un patrón de serpentín. A medida que el refrigerante fluye a través del enfriador de quilla, transfiere energía calorífica al agua en la cual la embarcación está flotando.

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Otros tipos de enfriadores de quilla son el enfriador de revestimiento y el enfriador de malla. Un enfriador de revestimiento consta de tubos dentro del casco, con el casco mismo siendo la porción externa del enfriador de revestimiento. Los enfriadores de malla son como pequeños radiadores montados en la parte exterior del casco. Generalmente, están al lado del casco para protegerlos de daños en aguas poco profundas. El sistema puede también incluir turbocompresores enfriados por agua, múltiples de escape y trasmisiones marinas. En el sistema de enfriamiento de quilla, el refrigerante del motor fluye a través de todo el circuito, aun por las tuberías exterioriores del bote.

Fig. 4.1.17 Sistema de enfriamiento con intercambiador de calor

El diagrama de la figura 4.1.17 muestra un sistema de enfriamiento de circuito separado, llamado sistema de enfriamiento con intercambiador de calor. El flujo de refrigerante es similar al del sistema de enfriamiento de quilla. La diferencia principal es que, en lugar de usar tuberías de quilla, el refrigerante pasa a través de un intercambiador de calor, o caja de agua, donde transfiere su energía calorífica a otro líquido. En aplicaciones marinas, el otro líquido es típicamente, el agua de mar que es bombeada a bordo. Este tipo de sistema puede también usarse en situaciones en las cuales un radiador está montado remotamente en un techo y el motor está en el sótano. Para evitar presión máxima excesiva en el sistema de enfriamiento del motor, se usa un intercambiador de calor. La figura 4.1.17 muestra un turbocompresor enfriado por agua. También podría haber múltiples de escape enfriados por agua y un enfriador de aceite. Todos estos componentes deben tener ciclos de refrigerante del motor a través de ellos para tomar el exceso de energía calorífica. El otro líquido, como el agua del mar, debe sólo circular a través de la caja de agua y de las tuberías relacionadas.

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Fig. 4.1.18 Sistema de enfriamiento de agua de mar

Otro sistema de enfriamiento de circuito separado es el sistema de agua de mar. El agua de mar se usa en los intercambiadores de calor como un medio de enfriamiento del intercambiador de calor del motor, el posenfriador y el enfriador de aceite. Una o más de estas unidades pueden no estar en el circuito. Los componentes pueden disponerse en serie (como se muestra en la figura 4.1.18), en paralelo o en serie/paralelo, dependiendo de los requerimientos de la instalación particular. En este sistema, el refrigerante del motor está sólo en el motor y en el intercambiador de calor. El agua de mar circula a través de los otros componentes. Otros metales, como bronce o cobre-níquel, deben usarse en los componentes de los sistemas de agua de mar para prevenir la corrosión.

Fig. 4.1.19 Sistema de agua de mar en la parte delantera del motor

Éste es un sistema de agua de mar en la parte delantera del motor. El tapón rojo es de una varilla de zinc, instalada en la tubería del sistema de agua sin tratar. Los motores usados en operaciones marinas tienen varillas de zinc instaladas en el sistema de agua de mar. Estas varillas de zinc disminuyen la corrosión en el sistema (causada por la acción del agua de mar con las piezas de metal). La acción química (acción galvánica) causará corrosión en las varillas de zinc, pero mantendrá a un mínimo el daño de las piezas del sistema de agua de mar.

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Las varillas se acoplan a tapones y se colocan en las tuberías del posenfriador y en la salida de las tuberías de la bomba de agua de mar. El tapón se pinta de rojo para facilitar su identificación.

Fig. 4.1.20 Varilla de zinc nueva (izquierda), Varilla de zinc deteriorada (derecha)

Las varillas de zinc deben inspeccionarse regularmente. Los intervalos de servicio normales pueden variar dependiendo de la instalación. Un buen punto de inicio es cada 50 horas del medidor de servicio. Luego, ajuste los intervalos de inspección de acuerdo con las condiciones. Para inspeccionar las varillas, quite los tapones y golpéelas ligeramente con un martillo pequeño. Si la varilla se ha deteriorado o se desprenden escamas cuando se golpea, instale una nueva varilla de zinc en el tapón, puesto que ya no sirve. No ponga ninguna sustancia en las roscas del tapón (como antiagarrotante o sellante), ya que pueden evitar el contacto eléctrico adecuado entre el tapón y la caja.

Fig. 4.1.21 Bomba de agua

La bomba de agua y el rodete de la bomba mantienen en circulación el agua, para hacer que el calor se transfiera eficazmente entre el motor y el refrigerante y, luego, al radiador o al intercambiador de calor.

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Fig. 4.1.22 Caja del termostato

Para propósitos de pruebas, la caja de termostatos del agua tiene un número de orificios para los sensores de control o para las sondas de temperatura del agua.

Fig. 4.1.23 Caja del termostato y termostatos

La figura 4.1.23 muestra una caja de termostatos con orificios grandes (fuera del motor), que contiene tres termostatos de manguito. Cada uno de los termostatos está colocado en un orificio y tiene un abocardado y sello de labio. Los termostatos múltiples se usan para permitir mayor flujo.

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Fig. 4.1.24 Termostato y sello

La figura 4.1.24 muestra, fuera de su caja, el sello y el termostato. La porción cilíndrica más pequeña del termostato es la pieza en contacto con el sello. Debe tenerse cuidado de instalar correctamente el sello y el termostato o, de lo contrario, habrá fuga de refrigerante. No toque el labio del sello con los dedos.

Fig. 4.1.25 Varios tipos de termostatos

En los motores Caterpillar, se usan varios tipos de termostatos. Éstos pueden tener diseños diferentes o estar montados de diferente modo, pero todos hacen el mismo trabajo: controlar la temperatura del refrigerante. Mientras el refrigerante no tenga una temperatura mínima, el termostato abre un paso de flujo desde la bomba de agua hasta el radiador. Al mismo tiempo, el termostato cierra el paso de flujo a la derivación del radiador, enviando así todo el flujo desde la bomba de agua hasta el radiador. La temperatura máxima del refrigerante la determinan la capacidad del refrigerante y la carga de calor del motor, no el termostato.

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Fig. 4.1.26 Ventilador de enfriamiento del motor

El ventilador puede ser un ventilador soplador o uno de succión. El ventilador soplador, que envía el aire alejándolo del motor, es mejor para la máquina en aplicaciones en clima cálido o que generan mucho polvo. Esto también evita succionar suciedad y escombros al núcleo del radiador. El ventilador de succión, que tira el aire hacia el motor, es más efectivo para el enfriamiento en puntos fijos o en vehículos con alta velocidad de desplazamiento (aire de presión dinámica), o puede proporcionar calefacción al operador en climas fríos.

Fig. 4.1.27 Ventilador reversible de enfriamiento del motor

Hay un ventilador reversible disponible para aplicaciones en que es ventajoso cambiar entre un ventilador soplador a uno de succión (o viceversa), frecuentemente en un corto tiempo. Este ventilador es más costoso que un ventilador ordinario, y tiene una maza grande que reduce el área eficaz de enfriamiento del radiador.

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Fig. 4.1.28 Flujo de refrigerante por el bloque de motor

Los bloques de motor Caterpillar están diseñados para proporcionar un flujo de velocidad más alta en las áreas más calientes de la camisa del cilindro. Esta velocidad mayor mantiene una temperatura diferencial más alta y permite así una transferencia de calor más eficaz.

Fig. 4.1.29 Casquillos

Los casquillos del sistema de enfriamiento dirigen y sellan el refrigerante a medida que este fluye desde el bloque hasta la culata, a través de la plancha espaciadora.

Lección 2: Cálculos relacionados con los sistemas de enfriamiento

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Lección 2: Cálculos relacionados con los sistemas de enfriamiento Introducción Esta lección presenta los parámetros de diseño básicos de los sistemas de enfriamiento y las definiciones y cálculos relacionados con el sistema de enfriamiento. Objetivo Al terminar esta lección, el estudiante podrá calcular la radiación de calor para ayudar a determinar los problemas del sistema de enfriamiento. Materiales de referencia Ninguno Herramientas Ninguna

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98,9º C (210º F): Temperatura del sistema de enfriamiento presurizado 93,3º C (200º F): Temperatura del sistema de enfriamiento no presurizado 82,2º C (180º F): Comienza a abrirse termostato en vehículos diferentes de camiones 87,7º C (190º F): Comienza a abrirse termostato en camiones para servicio pesado Fig. 4.2.1 Temperaturas de enfriamiento máximas permitidas

Normalmente, la temperatura máxima de refrigerante permitida en un sistema presurizado es de 98,9º C (210º F), pero algunas aplicaciones pueden tener máximos más altos. La temperatura máxima de refrigerante permitida en un sistema no presurizado es de 93,3º C (200º F). En máquinas que no sean camiones, el termostato Caterpillar estándar comienza a abrirse a 82,2º C (180º F) y debe estar completamente abierto a 91,6º C (197º F). En camiones para servicio pesado, el termostato comienza a abrirse a 87,7º C (190º F) y debe estar completamente abierto a 97,7º C (208º F).

1 lb/pulg2 aumenta el punto de ebullición en 3º F Delta () T (temperatura diferencial) - 1º F a 15º F Delta T máximo - 25º F

Fig 4.2.2 Delta T (Temperatura diferencial)

Un aumento de 1 lb/pulg2 en la presión del sistema de enfriamiento incrementa el punto de ebullición del refrigerante en 3º F. El delta () T normal de un motor es de 1º F a 15º F. El delta T máximo es de 25º F. El delta T es la diferencia de temperatura en el sistema de enfriamiento, por ejemplo, entre el tanque superior y el tanque inferior o entre las temperaturas de entrada y salida del refrigerante.

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Estabilidad: calor eliminado por el radiador = calor del motor Condición estable:  a través del motor =  a través del radiador

Fig. 4.2.3 Estabilidad del sistema de enfriamiento

La mayoría de los sistemas de enfriamiento están diseñados para hacer que la temperatura del refrigerante del motor se estabilice a carga plena a 37,7º C (100º F) por encima de la temperatura ambiente. La estabilidad significa que el calor transferido desde el radiador al medio ambiente es igual al calor que el motor envía al radiador. En condición estable, el delta T a través del motor será igual al delta T a través del radiador. La cantidad de transferencia de calor en el radiador desde el refrigerante al aire está directamente relacionada con la diferencia de temperaturas entre el refrigerante y el aire. Un aumento en esta temperatura diferencial aumentará la transferencia de calor en el sistema de enfriamiento. Un sistema bien diseñado opera a una temperatura lo suficientemente alta para que ocurra una buena transferencia de calor, pero lo suficientemente baja para evitar la ebullición del refrigerante.

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Delta T alto - Problema de flujo Delta T bajo - Problema de capacidad

Fig. 4.2.4 Problemas en caso de delta T alto y delta T bajo

Si en una condición estable se nota un delta T alto entre la entrada y la salida del radiador, probablemente hay un problema de flujo. Esto hace que el refrigerante permanezca más tiempo en el radiador e irradie más calor al aire ambiente. Con un delta T alto, recuerde la sigla AF (Temperaturas muy Alejadas = Problema de Flujo) Si en una condición estable se observa un delta T bajo, probablemente hay un problema de capacidad. El radiador quizá es más pequeño de lo que debiera para el motor. Con un delta T bajo, recuerde la sigla CC (Temperaturas muy Cercanas = Problema de Capacidad).

Presión máxima de carga estática en la entrada de la bomba - 25 lb/pulg2 Vacío máximo en la entrada de la bomba 1 lb/pulg2 para camiones, 0,5 lb/pulg2 para otros Restricción externa máxima en la salida del motor - 30 pies de H2O. Fig. 4.2.5 Especificaciones del sistema de enfriamiento

La presión máxima de carga estática en la entrada de la bomba de agua es de 25 lb/pulg2. El vacío máximo en la entrada de la bomba de agua es de 1 lb/pulg2 en motores para camión y de 0,5 lb/pulg2 en otros motores diesel. La restricción externa máxima en la salida del motor es de 30 pies de H2O.

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Calentamiento o enfriamiento de un material Las sustancias calientes transfieren el calor a las sustancias más frías Fig. 4.2.6 Temperatura del sistema de enfriamiento

La temperatura es el grado de lo caliente o frío que esté un material. Generalmente, mientras mayor energía calorífica se adiciona a un material, su temperatura aumenta. Cuanta mayor energía calorífica se quita a un material, su temperatura disminuye. Cuando dos sustancias de diferentes temperaturas están en contacto, la sustancia más caliente transfiere su energía calorífica a la más fría.

Temperatura promedio del refrigerante menos Temperatura del aire ambiente = Potencial del sistema de enfriamiento

Fig. 4.2.7 Potencial del sistema de enfriamiento

La temperatura potencial del sistema de enfriamiento es la temperatura promedio del refrigerante del radiador en operación estable, menos la temperatura del aire ambiente. Potencial = [(temperatura de entrada al radiador + temperatura de salida del radiador) ÷ 2] - temperatura del aire ambiente.

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Cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un objeto 1o F

Fig. 4.2.8 Capacidad calorífica del sistema de enfriamiento

Capacidad calorífica es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un objeto o un cuerpo 1º F. Diferentes materiales tienen distintas capacidades caloríficas. De igual modo, diferentes cantidades del mismo material tienen distintas capacidades caloríficas (se requiere más energía calorífica para elevar la temperatura de dos libras de agua 1o F que la de una libra de agua).

1 BTU = cantidad de energía requerida para aumentar la temperatura de 1 libra de agua 1º F 1 BTU/lb °F

Fig. 4.2.9 Calor específico del agua

El calor específico es la relación de la capacidad calorífica de un material con su peso (o masa). El calor específico del agua se usa para definir la unidad básica de energía calorífica, la Unidad Térmica Británica (BTU). Una BTU es igual a la cantidad de energía requerida para aumentar la temperatura de una libra de agua 1º F, o sea 1 BTU/lb oF = Calor específico del agua

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8,1 BTU/gal o F = Calor específico del agua

Fig. 4.2.10 Calor específico (un galón de agua)

Como un galón de agua a 82,2º C (180º F) pesa aproximadamente 8,1 lb, se necesitarían 8,1 BTU para aumentar la temperatura de un galón de agua 1º F. Este número, 8,1 BTU, es la capacidad calorífica de un galón de agua. El número cambia con la adición de otras sustancias, como anticongelante, pero para esta lección suponemos que estamos trabajando con agua de la llave. Para una mezcla de 50% de agua y anticongelante, el número es 7,3 BTU por galón. Una mezcla de 50% tiene una capacidad calorífica menor que 0,85 BTU por lb º F, y una densidad en peso mayor que 8,6 lbs por galón, por lo tanto: (0,85 BTU/lb º F x 8,6 lb/galón=7,3BTU/gal º F) Como normalmente trabajamos con el volumen de refrigerante, no con su peso, usaremos 8,1 BTU/gal ºF como el calor especifico del agua en nuestros cálculos relacionados con los sistemas de enfriamiento.

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NOTAS

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CÁLCULOS RELACIONADOS CON LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO LECCIÓN 2, HOJA 1 La fórmula para calcular la radiación de calor es: HR = Flujo (g/min) x Delta T (º F) x calor específico (8,1 BTU/gal º F)

Problema No. 1 de ejemplo:

Dada: T a s a de flujo de agua = 90 g/min Delta T= 7º F Encontrar: Radiación de calor

HR= Flujo x Delta T x Calor específico HR= 90 x 7 x 8,1 HR= 5.103 BTU/min

Problema No. 2 de ejemplo:

Dadas: Radiación de calor en el motor = 4.436 BTU/min Tasa de flujo de agua = 41 g/min Encontrar: Delta T

HR= Flujo x Delta T x Calor específico Delta T = HR ÷ [(flujo) x (calor específico)] Delta T = 4.436 ÷ (41 x 8,1) Delta T = 13,4º F

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Problema No. 3 de ejemplo Dadas: Radiación de calor en el motor = 30.000 BTU/min Tasa de flujo de agua = 309 g/min Temperatura de entrada del radiador = 210º F Temperatura de salida del radiador = 198º F Radiación de calor en el radiador = 750 BTU/min/pie2 a potencial de 100º F Encontrar: Tamaño del radiador para 110º F de capacidad ambiente. Paso 1 - Encontrar delta T del motor Delta T = HR ÷ [(flujo) x (calor específico)] Delta T = 30.000 ÷ [(309) x (8,1)] Delta T = 12º F Paso 2 - Encontrar potencial Potencial = [(Temp. entrada del radiador + temp. salida del radiador)/2] - Temp. aire ambiente El sistema se estabiliza cuando la temperatura de entrada del radiador (temperatura de salida del motor) es de 100º F mayor que la temperatura ambiente. Temp. de entrada del radiador = ambiente + 100º F Temp. de entrada del radiador = 110º F + 100º F Temp. de entrada del radiador = 210º F Temp. de salida del radiador = temp. de entrada del radiador - Delta T Temp. de salida del radiador = 210º F - 12º F Temp. de salida del radiador = 198º F Potencial = [(210º F + 198º F) ÷ 2] - 110º F Potencial 94º F Pasó 3 - Encontrar el tamaño del radiador para un potencial a 100º F: Tamaño de radiador = Radiación de calor total ÷ transferencia/pie2 Tamaño de radiador = 30.000 BTU/min ÷750 BTU/min/pie2 Tamaño de radiador = 40 pie2 para potencial a 100º F Pasó 4 - Encontrar el tamaño del radiador necesario para un potencial a 94º F: Use la relación y la proporción para calcular el tamaño del radiador. Note que el tamaño del radiador es inversamente proporcional al potencial. A medida que el potencial disminuye, el tamaño del radiador debe aumentar. Tamaño necesario 40 pie2 = Potencial a 100º F ÷ potencial a 94º F Tamaño necesario = 40 x 100 ÷ 94 Tamaño necesario = 42,55 pie2

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Problema No. 4 de ejemplo Usando los parámetros operativos y el tamaño de radiador calculado en el problema No. 3 de ejemplo, calcular cuál sería la temperatura de salida del motor si el radiador se llegara a obstruir tanto en el lado del aire como en el lado del refrigerante de tal manera que solo pudiera transferir 500 BTU/min/pie2 a 100º F, y el flujo de agua disminuyera a 220 g/min. Paso 1 -Encontrar el Delta T del motor: Delta T = HR ÷ [(flujo) x (calor específico)] Delta T = 30.000 ÷ [(220) x (8,1)] Delta T = 16,8º F Paso 2 - Encontrar el total de BTU/min radiado por el radiador obstruido: (42,55 pie2) (500 BTU/min/pie2) = 21.275 BTU/min para potencial a 100º F Paso 3 - Encontrar el nuevo potencial: Potencial = temperatura promedio del radiador en operación estable, menos temperatura de aire ambiente. La operación estable significa que el radiador está radiando tantas BTU al aire ambiente como las que el motor está enviando al radiador. Si el radiador sólo puede transferir 21.275 BTU/min a potencial en 100º F y el motor está enviando 30.000 BTU/min al radiador, el potencial aumentará proporcionalmente hasta que el sistema se estabilice. Por lo tanto: Nuevo potencial ÷ 100º F = 30.000 ÷ 21.275 Nuevo potencial = 100º F x 30.000 ÷ 21.275 Nuevo potencial = 141º F Paso 4 - Encontrar la temperatura de salida del motor: Potencial = Temp. promedio del radiador - Temp. ambiente Temperatura promedio del radiador = Potencial + Temp. ambiente Temperatura promedio del radiador = 141º F + 110º F Temperatura promedio del radiador = 251º F Temperatura de salida del motor = Temp. promedio del radiador + 0,5 x Delta T Temperatura de salida del motor = 251º F + 0,5(16,8º F) Temperatura de salida del motor = 259,4º F

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NOTA

Lección 3: Localización y solución de problemas del sistema de enfriamiento

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Lección 3: Localización y solución de problemas del sistema de enfriamiento Introducción Esta lección explica los problemas potenciales relacionados con los sistemas de enfriamiento y los procedimientos de pruebas para la localización y solución de problemas, y el diagnóstico del sistema de enfriamiento del motor. Objetivo Al terminar esta lección, el estudiante podrá diagnosticar y reparar los problemas relacionados con el sistema de enfriamiento del motor durante un ejercicio de práctica de taller. Materiales de referencia Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión Uso del grupo de termómetro digital 4C6500 Uso del indicador de escape de gases al cárter/flujo de aire 8T2700 Uso del grupo multitacómetro 6V3121

SEBR0544 NEHS0544 SSHS8712 SSHS7807

Herramientas 8T2700 Indicador de escape de gases al cárter/flujo de aire 4C6500 (8T0470) Grupo de termómetro digital 9S8140 Bomba de presión 6V3121 Grupo del multitacómetro 164-3310 (1U8865) (123-6700) Termómetro infrarrojo

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Fig. 4.3.1 Problemas básicos del sistema de enfriamiento

Hay tres problemas básicos que se deben buscar al realizar el procedimiento de localización y solución de problemas del sistema de enfriamiento. 1. Recalentamiento 2. Pérdida de refrigerante 3. Enfriamiento excesivo

PROBLEMA

Recalentamiento

Pérdida de refrigerante Enfriamiento excesivo

CAUSAS POSIBLES

-

Medidor de temperatura de refrigerante defectuoso Sobrecarga del motor Radiador taponado, refrigerante o aire lateral Regulador de temperatura defectuoso Ventilador o cubierta protectora defectuosa

- Fugas del motor, internas o externas - Radiador o tapa defectuosa de mangueras - Temperatura baja del aire ambiente - Reguladores de temperatura abiertos o en derivación

-

Nivel bajo de refrigerante Otros componentes generadores de calor Restricción del flujo de refrigerante Poleas y correas defectuosas

- Fugas por mangueras o conexiones

- Carga lumínicas - Medidor de temperatura del refrigerante defectuoso

Fig. 4.3.2. Diagnóstico del sistema de enfriamiento

Revise la información de diagnóstico del sistema de enfriamiento en la figura 4.3.2, que muestra las causas posibles de recalentamiento, pérdida de refrigerante y enfriamiento excesivo. Algunas veces, puede parecer que la condición está presente, cuando realmente no es así. Por ejemplo, un medidor de temperatura defectuoso puede indicar recalentamiento o enfriamiento excesivo sin que haya un problema real en el sistema de enfriamiento del motor.

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Fig. 4.3.3. Radiador dañado

Algunos problemas no son tan severos como podría parecer. Por ejemplo, no es necesario cambiar este radiador dañado si no hay recalentamiento del motor o problemas de fugas de refrigerante. El daño se localiza en una pequeña área cercana a la maza del ventilador. Como hay poco movimiento de aire en esta área, hay poco enfriamiento.

Fig.4.3.4 Daño en la paleta del ventilador

Vemos aquí un ventilador típico de cinco paletas. El espaciamiento de las paletas no es por error. Este espaciamiento es para que haga menos ruido. Algo golpeó este ventilador y causó daño a las paletas. El daño podría reducir el rendimiento del sistema, por lo que se debe reemplazar.

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`

Fig. 4.3.5 Revisión de la tensión de la correa

Para una operación apropiada del sistema de enfriamiento, es importante una correcta tensión de la correa. El patinaje puede reducir la velocidad de operación del ventilador y, en algunos casos, de la bomba de agua. Se puede usar un medidor de tensión de correa, aunque la tensión por contacto o un chirrido al acelerar pueden indicar una correa floja. Las ranuras de la correa y de la polea también se deben inspeccionar en busca de desgaste.

Fig.4.3.6 Medidor de temperatura

Una queja por recalentamiento puede no ser un problema del sistema de enfriamiento. El problema podría ser un medidor defectuoso (flecha). Las lecturas del medidor deben compararse con las de las herramientas de diagnóstico calibradas. La calibración es esencial, porque un error de sólo 1º F podría ser suficiente para emitir un diagnóstico errado de un problema del sistema de enfriamiento.

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• • •

Fugas en el sistema de enfriamiento Tapa del radiador defectuosa Termostato defectuoso

Fig 4.3.7 Otros problemas del sistema de enfriamiento

Las fugas en el sistema de enfriamiento reducen la capacidad de enfriamiento. Una tapa de radiador defectuosa puede producir demasiada presión que resulta en fugas o muy poca presión que resulta en ebullición del refrigerante, formación de vapor y posible cavitación. Un termostato defectuoso, si está trabado en posición abierta, causará enfriamiento excesivo en condiciones de carga baja. Un termostato trabado en posición cerrada causará recalentamiento, y si está trabado parcialmente en posición abierta, funcionará correctamente sólo en condición de carga.

Fig. 4.3.8 Verificación del termostato en agua caliente

Un termostato se puede revisar poniéndolo en un vaso de precipitados con agua caliente. La figura 4.3.8 muestra el termostato en el fondo del vaso de precipitados. El termostato debe quedar suspendido para que se logre una prueba apropiada. El termostato se debe poner en el agua de tal modo que se puedan registrar las temperaturas al inicio y completamente abierto. Las temperaturas también se deben registrar a medida que disminuyen y el termostato se está cerrando. La prueba se debe repetir para asegurar una operación uniforme del termostato.

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Fig. 4.3.9 Revisión de las temperaturas del sistema de enfriamiento

La figura 4.3.9 muestra los sitios apropiados para insertar las sondas de temperatura para el diagnóstico de los problemas del sistema de enfriamiento. En este motor, el termostato se pone en la esquina izquierda delantera de la culata. Se debe insertar una sonda en la caja del termostato. La sonda mostrada en esta fotografía registra la temperatura del refrigerante a la salida de la caja. Ésta no dará una lectura precisa de la temperatura de salida del motor hasta que el termostato se abra. Si el termostato está trabado en posición cerrada, podría ser un verdadero problema. Otra conexión en la parte trasera de la caja mide la temperatura del refrigerante que entra en la caja. En esta fotografía, un detector del panel medidor del motor está instalado allí. Un método preferible sería quitar el detector del panel e instalar la sonda de prueba en su lugar. Éste es el mejor lugar para probar la temperatura de refrigerante a la salida del motor (entrada del radiador).

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Fig. 4.3.10 Medición de la temperatura ambiente

También se debe medir la temperatura ambiente del aire. Las sondas se deben poner en una posición que permita medir la temperatura del aire que pasa al radiador. No se debe poner directamente sobre el motor, porque el calor irradiado daría una lectura falsa. Tampoco debe ponerse en el espacio muerto de aire en frente de la maza del ventilador.

Fig. 4.3.11 Sondas en la salida del radiador y de la bomba de agua

Las sondas se deben ubicar en la salida del radiador y de la bomba de agua, como se muestra aquí.

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NOTA: Consulte la hoja de especificaciones del motor "Prueba de campo del sistema de enfriamiento" (LEKQ7235) y revise las siguientes secciones antes de realizar los ejercicios de práctica de taller.

-

- Sección 3.0:

Instrumentación (observe las ubicaciones de las sondas para el motor usado en clase).

- Sección 5.0:

Prueba de cavitación. Esta prueba determina si el rendimiento de la bomba de agua es satisfactorio en toda la gama de operación esperada de temperatura de enfriamiento.

- Sección 6.0:

Prueba de marca de nivel. Esta prueba determina la cantidad de reserva del sistema de enfriamiento y la posición correcta de la marca inferior en el tanque superior del radiador.

- Sección 7.0:

Prueba de drenaje de aire. Esta prueba determina la capacidad de purga/escape de gas combustión/aire del sistema de enfriamiento.

- Sección 8.0:

Prueba de cavitación. Esta prueba determina a qué temperatura de aire ambiente se alcanzará el límite de diseño máximo de temperatura máxima de salida del motor.

- Sección 9.0:

Prueba de llenado. Esta prueba determina si el sistema de enfriamiento tiene una característica de llenado falso, usando un método de cubo o manguera. Esta prueba también mide el volumen del sistema de enfriamiento.

Sección 10.0: Evaluación de la confiabilidad del sistema. Ésta es una lista de las inspecciones del sistema de enfriamiento que se deben realizar para evitar fallas prematuras.

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Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá realizar pruebas del sistema de enfriamiento en una máquina en operación. Materiales de referencia Manual de servicio del motor diesel 3400B para camión

SEBR0544

Uso del indicador de escape de gases al cárter/flujo de aire 8T2700

SSHS8712

Uso del grupo de multitacómetro 6V3121

SSHS7807

Herramientas 8T2700 Indicador escape de gases al cárter/flujo de aire 9S8140 Bomba de presión 6V3121 Grupo de multitacómetro Motor diesel 3406B Indicaciones 1. Registre las especificaciones dadas en el Manual de Servicio para las pruebas mencionadas a continuación. 2. Revise el flujo de aire a través del núcleo del radiador, usando el indicador de flujo de aire / escape de gases 8T2700. 3. Revise la velocidad del ventilador, usando el grupo de multitacómetro 6V3121. 4. Revise la tapa del radiador, usando la bomba de presión 9S8140. 5. Explique por qué se debe realizar cada prueba. Flujo de aire:

Presión de la tapa del radiador:

Especificación:

Especificación:

Real:

Real:

Razón para la prueba:

Razón para la prueba:

Velocidad del ventilador: Especificación: Real: Razón para la prueba:

Copia del Estudiante: Práctica de Taller 4.3.1


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NOTAS

Ejercicio de práctica de taller Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá realizar mediciones de la temperatura en diversos puntos del sistema de enfriamiento del motor. Materiales de referencia Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión Termómetro digital 4C6500

SEBR0544 NEHS0554

Herramientas 4C6500 (8T0470) Grupo de termómetro digital 164-3310 (123-06700) (1U8865) Termómetro infrarrojo Motor diesel 3406B Indicaciones 1. Instale las sondas de temperatura en las siguientes ubicaciones del motor, usando las instrucciones especiales que vienen con la herramienta de diagnóstico: T1: Entrada del motor (salida de la bomba de agua). T2: Salida del motor (entrada a la caja del termostato - ésta también se considera como la entrada del radiador). T3: Salida del radiador (entrada de la bomba de agua). T4: Aire ambiente (enróllela al protector del radiador, si existe, o ubique una posición similar). Ubicaciones optativas T5: Enfriador de aceite T6: Conducto de aceite T7: Pirómetro de escape T8: Caja del turbocompresor (usando la pistola infrarroja) T9: Múltiple del escape - (usando una sonda de superficie sostenida manualmente). PRECAUCIÓN: El estudiante que utilice esta sonda debe usar un guante para sostener la sonda y evitar quemaduras. La punta de la sonda se calentará mucho. No deje que nada toque la sonda (especialmente las partes del cuerpo). • La sonda se debe mantener perpendicular a la superficie que se está midiendo. • La sonda debe sostenerse contra la superficie hasta que se estabilice la lectura de la temperatura.


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2. Usando la hoja de trabajo "Mediciones de la temperatura del motor", tome una lectura inicial de todos los medidores y regístrela en la hoja de trabajo antes de arrancar el motor. Si el motor todavía no se ha puesto en funcionamiento, todas las sondas deben registrar el mismo valor de la temperatura ambiente. 3. Opere el motor a aproximadamente 80% de la carga nominal y comience a tomar lecturas cada tres minutos. Continúe tomando lecturas hasta que el motor se estabilice a esta carga. La estabilidad se alcanza cuando haya tres lecturas seguidas sin cambios en alguna de las temperaturas. Las lecturas se deben tomar y registrar cada tres minutos durante todas las pruebas. 4. Cuando el motor se haya estabilizado, aumente la carga y deje que el motor se estabilice de nuevo, si es posible. No deje que la temperatura de salida del motor aumente a más de 98,8º C (210º F). 5. Después de estabilizado el motor, reduzca la carga a 80% y, de nuevo, deje que el motor se estabilice. Esta temperatura debe ser muy similar al primer punto de estabilización. 6. Reduzca la carga aproximadamente 50% de la carga nominal y deje que el motor se estabilice. 7. Quite toda la carga y deje que el motor se enfríe, si así se requiere. Haga funcionar el motor en vacío hasta que la T2 (temperatura de salida del motor) esté en o por debajo de 82,2º C (180º F). El tubo de entrada de aire debe tener una temperatura en su superficie de 60º C (140º F) o menos, según se mida con la pistola infrarroja. Apague el motor.

LECTURA INICIAL

Entrada motor

T1

Delta T

T2

Salida motor

Delta T

T3

Salida Radiador

T4

T5

T6

T7

Aire Enfriador Conducto Pirómetro ambiente de aceite de aceite salida

T8

Caja del turbo

MEDICIONES DE TEMPERATURA DEL MOTOR T9

Múltiple de escape

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NOTAS

Ejercicio de práctica de taller Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá diagnosticar y reparar un problema del sistema de enfriamiento del motor en una máquina en operación.

Materiales de referencia Manual de servicio del motor diesel 3406B para camión Termómetro digital 4C6500 Herramientas

SEBR0544 NEHS0554

4C6500 (8T0470) Grupo de termómetro digital 164-3310 (123-06700) (1U8865) Termómetro infrarrojo Motor diesel 3406B Indicaciones: En esta práctica usa un motor en operación con un problema de recalentamiento. Los estudiantes son los técnicos del distribuidor Caterpillar que deben diagnosticar y resolver el problema correctamente. Para probar que un componente es defectuoso se deben usar las técnicas correctas de localización y solución de problemas, incluidos el uso de equipo de diagnóstico apropiado. Use las hojas de trabajo de localización y solución de problemas Caterpillar durante el diagnóstico y llene las hojas de trabajo a medida que completa los pasos de la localización y solución de problemas. Problema del sistema de enfriamiento: El motor tiene un problema de recalentamiento y se apaga debido a que el sensor de temperatura detecta el recalentamiento.


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LECTURA INICIAL

Entrada motor

T1

Delta T

T2

Salida motor

Delta T

T3

Salida Radiador

T4

T5

T6

T7

Aire Enfriador Conducto Pirómetro ambiente de aceite de aceite salida

T8

Caja del turbo

MEDICIONES DE TEMPERATURA DEL MOTOR T9

Múltiple de escape

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Hoja de trabajo de localización y solución de problemas Caterpillar AÍSLE EL PROBLEMA


Reúna la información











Cree una lista de pruebas que se deban realizar, con base en las fallas posibles identificadas. Priorice las pruebas según la secuencia en que se deban realizar. Haga una lista de las herramientas y las publicaciones de servicio necesarias para el diagnóstico. Identifique al menos dos pruebas por realizar. Prueba: Herramientas de diagnóstico: Información de servicio: Prueba: Herramientas de diagnóstico:

REPARE LA FALLA

Información de servicio: Después de aislar el componente del que usted sospecha por los resultados de la prueba que está causando el problema, ajuste o reemplace el componente. Haga una lista de los seis procedimientos básicos de reparación que se deben seguir:



DOCUMENTE LA REPARACIÓN

Complete el informe de servicio y cualquier otra documentación requerida después de terminar el trabajo. Haga una lista de al menos dos documentos que pueda ser necesario completar después de la reparación:

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Lección 4: Mantenimiento del sistema de enfriamiento Introducción Esta lección explica algunas de las razones para realizar un mantenimiento correcto del sistema de enfriamiento, incluido el uso del acondicionador de refrigerante Objetivo: Al terminar esta lección, el estudiante podrá explicar los métodos de mantenimiento apropiados del sistema de enfriamiento de los motores Caterpillar, Materiales de referencia Manual de Operación y Mantenimiento de los Motores C-10/C-12/3406E/C-15/C-16 para camión

SSBU7186

Herramientas 223-9116 (172-8851) Juego de pruebas de refrigerante de larga duración 4C9301 Juego de pruebas del acondicionador de refrigerante 1U7297 (5P0957) Probador de refrigerante 8T5296 Juego de pruebas de aditivos del refrigerante suplementario

Lección 4: Mantenimiento del sistema de enfriamiento


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Fig. 4.4.1 Ingredientes del sistema de enfriamiento

Los tres ingredientes de un sistema de enfriamiento con mantenimiento apropiado son: -

Agua

-

Anticongelante

-

Acondicionador de refrigerante

Punto de ebullición del refrigerante a diferentes concentraciones de anticongelante % Concentración 20

Temperatura a la cual el refrigerante con Glicoletileno ebullirá 1 103° C (217° F)

30

104° C (219° F)

40

106° C (222° F)

50

108° C (226° F)

60*

111° C (231° F)

A nivel del mar. Caterpillar recomienda no excederse de 60% de concentración.

Fig. 4.4.2 Concentraciones de agua y anticongelante

El punto de ebullición del refrigerante depende de la altura, la presión y el tipo y cantidad de anticongelante adicionado al agua. El punto de ebullición es mayor con concentraciones mayores de anticongelante del tipo glicoletileno. Sin embargo, el glicoletileno es menos efectivo para transferir calor que el agua. Debido a estos efectos en el punto de ebullición y en la eficiencia de la transferencia calorífica, es esencial una concentración correcta de glicoletileno.

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Fig.4.4.3 Acondicionador de refrigerante

El acondicionador de refrigerante protege químicamente los metales del sistema de enfriamiento y limita la formación de incrustaciones, lo que hace que el sistema de enfriamiento alcance la transferencia calorífica máxima. Caterpillar recomienda mantener una concentración de 3 % a 6 % del acondicionador en el sistema refrigerante, o su equivalente, independientemente de la concentración de anticongelante. Este porcentaje podría variar en aplicaciones diferentes. Verifique el Manual de Operación y Mantenimiento apropiado para los porcentajes correctos.

Fig. 4.4.4 Grupo acondicionador de refrigerante

Como alternativa para adicionar acondicionador al refrigerante, también existe un grupo acondicionador de refrigerante (flecha). Este sistema suministra automáticamente acondicionador al sistema de enfriamiento. El grupo del elemento consta de un inhibidor de corrosión sólido, que se disuelve a medida que fluye el refrigerante. Esto ayuda a mantener la cantidad mínima de acondicionador necesaria para proteger el sistema de enfriamiento. El porcentaje de acondicionador de refrigerante en el sistema se debe revisar antes de la instalación del sistema, para asegurarse que no se requiere un elemento nuevo.

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Fig. 4.4.5 Burbujas formadas en el refrigerante

Durante el ciclo de combustión, la camisa del cilindro constantemente se está expandiendo y contrayendo. En la contracción, el vacío que la camisa trata de dejar hace que disminuya la presión del refrigerante cerca a la camisa. Esta presión menor hace que el refrigerante hierva y forme burbujas.

Fig. 4.4.6 Implosión de las burbujas en el refrigerante

A medida que el refrigerante se presuriza, las burbujas implosionan muy cerca de la pared de la camisa

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Fig.4.4.7 Picadura de la camisa causada por implosión de burbujas

Las implosiones de las burbujas de aire producen picadura en las camisas. Esta picadura es localizada y puede causar erosión en la pared de la camisa.

Fig. 4.4.8 Picadura de la camisa

Este es un ejemplo de picadura de la camisa. Observe que el picado está en un área específica. Esto ocurre 90º respecto de la ubicación del pasador del pistón, porque esa es la ubicación de la parte más flexible de la camisa. NOTA: Revise la hoja "Características de los ingredientes del sistema de enfriamiento" (Lección 4, Hoja 1) antes de realizar la práctica de taller 4.4.1.

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NOTAS

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CARACTERÍSTICAS DE LOS INGREDIENTES DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO LECCIÓN 4, HOJA 1

Agua

-

Factor pH debe estar entre 5,5 - 9,0 pH máximo menor que 10,5 Cloruros máximos 40 PPM Cloruro y sulfato combinados máximo 100 PPM Calcio y magnesio ocasionan incrustaciones del agua Pruebas hechas por el proveedor de agua, LOCC Corp. o NALCO Chemical Co.

Aditivos de refrigerante (Acondicionador)

- Evita la herrumbre, dureza y depósitos minerales - Concentración de 3% a 6% - muy poco causa cavitación de la camisa - demasiado causa-efecto de separación de componentes y precipitación de silicatos - Disponibles diferentes elementos acondicionadores - No use aceite soluble como acondicionador - daña las mangueras del radiador y los sellos del motor

Contenido de anticongelante

-

Calor específico menor que el del agua Evita congelación en el motor Aumenta el punto de ebullición del refrigerante Puede llevar a la precipitación de silicatos - usa anticongelante de silicato bajo - Evita las picaduras y la erosión por cavitación, herrumbre, corrosión galvánica y electrolítica, incrustaciones, formación de depósitos y aireación.

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NOTAS

Ejercicio de práctica de taller Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá realizar pruebas al refrigerante del sistema de enfriamiento en una máquina en operación. Materiales de referencia Manual de Operación y Mantenimiento de los motores C-10/C-12/3406E/C-15/C-16 para camión

SSBU7186

Herramientas 4C9301 Juego de pruebas del acondicionador de refrigerante 8T5296 Juego de pruebas del aditivo de refrigerante complementario 1U7297 (5P0957) Probador del refrigerante 223-9116 (172-8851) Juego de pruebas del refrigerante de larga duración Motor 3406B Indicaciones 1. Revise la información "Especificaciones del sistema de enfriamiento" en la sección de mantenimiento del Manual de Operación y Mantenimiento de los motores C-10/C12/3406E/C-15/C-16 para camión (SSBU7186). 2. Revise los artículos de mantenimiento del sistema de enfriamiento que aparecen en la "Programación de intervalos de mantenimiento" del Manual de Operación y Mantenimiento (SSBU7186). 3. Usando un juego de prueba del refrigerante, revise el refrigerante del motor. 4. Registre los resultados a continuación. Concentración del acondicionador del refrigerante

Concentración del anticongelante

¿Qué recomendaría después la revisión del refrigerante?


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UNIDAD 5 Sistemas de combustible del motor Introducción Esta unidad presenta los componentes y la operación de los sistemas de combustible de los motores Caterpillar, así como la inspección, las pruebas y el ajuste del sistema de combustible y la sincronización del motor. Objetivos Al terminar esta unidad, el estudiante podrá: •

Evaluar la potencia y las tasas de combustible

•

Determinar los efectos en el punto de control, la potencia y el refuerzo del motor al cambiar los ajustes del sistema combustible, la velocidad alta en vacío y la sincronización del motor. Materiales de referencia Uso del grupo de herramientas de ajuste del regulador 6V6070 Uso del Sistema Monitor de Flujo de Combustible Cat o Uso del Sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión Caterpillar 179-0710 Uso del grupo indicador de sincronización del motor 8T5300 Tabla de sincronización dinámica Uso del grupo indicador de posición electrónico 8T1000 (optativo) Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión Uso del grupo de presión del motor 6V9450 Uso del grupo multitacómetro II 9U7400 Referencia de rendimiento del motor

SSHS8024 SEHS8874 NEHS0776 SEHS8580 SEHS8140 SSHS8623 SEBR0544 SSHS8524 NSHS0605 LEXT1044

Herramientas 9U7400 (6V4060) (6V3121) Grupo multitacómetro II 179-0710 (1U5450) Sistema Monitor de Flujo de Combustible 6V6070 Grupo de herramientas de ajuste del regulador 8T5300 Grupo indicador de sincronización 8T1000 Grupo indicador de posición electrónico (optativo) 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor

Unidad 5: Sistemas de combustible del motor

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NOTAS

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Lección 1: Inspección y pruebas del sistema de combustible Introducción Esta lección comenzará con un repaso del sistema de combustible diesel y del nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal ya visto en las clases del sistema de combustible. Los ejercicios de práctica de taller de esta lección proporcionan a los estudiantes la oportunidad de inspeccionar y probar el sistema de combustible en un motor 3406 con el nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal.

Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá inspeccionar y probar el sistema de combustible de presión baja. Materiales de referencia Uso del sistema monitor de flujo de combustible Caterpillar o Uso del sistema de medición del flujo de combustible y tasa de combustión 179-0710 Uso del grupo de presión del motor 6V9450 Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión

SEHS8874

NEHS0776 SSHS8524 SEBR0544

Herramientas 1U5450 Sistema Monitor de Flujo de Combustible Caterpillar o 179-0710 Sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión Caterpillar 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor

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OTRO FLUIDO Y MANTENIMIENTO PREVENTIVO COMPONENTES DE REPARACIONES Y REVISIONES TIEMPO DE PARADA Y COSTOS ASOCIADOS PRECIO DE COMPRA Y COSTOS ASOCIADOS COMBUSTIBLE

Fig. 5.1.1 Costos relacionados con la operación del motor

El combustible tiene más de un efecto sobre la operación del motor que simplemente producir potencia. Constituye también el mayor gasto de operación. Desafortunadamente, a medida que los costos del combustible aumentan, la calidad del combustible disponible disminuye. Es importante entender los efectos que una calidad inferior de combustible puede tener en un motor. A menos que se tomen medidas específicas, el uso de un combustible incorrecto puede ocasionar un desgaste excesivo de los componentes del motor e inclusive falla prematura.

Requisito

Número 2

Bajo en azufre

No. de Cetano (PC) No. de Cetano (DI) Agua y sedimento API - min. API - máx. Azufre

35 min. 40 min. 0,05% máx. 30 45 0,5%

35 min. 40 min. 0,05%máx. 30 45 0,05%

Punto de fluidez: 10° F menor que la temperatura ambiente Punto de enturbiamiento: No mayor que la temperatura ambiente

Fig. 5.1.2 Combustibles preferidos por Caterpillar

La figura 5.1.2 muestra las especificaciones Caterpillar para los combustibles preferidos. Se consideran dos grupos: combustible estándar No. 2 y combustible bajo en azufre. Se debe observar en la figura que la única variación entre estos dos grupos es la cantidad de azufre en el combustible. El uso de algunos aceites crudos y de combustibles mezclados es aceptable en algunos motores Caterpillar. Estos motores requieren un sistema de combustible especial para adecuarse a las características de estos combustibles.

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Fig. 5.1.3 Combustibles aceptables por Caterpillar

La figura 5.1.3 muestra las especificaciones de Caterpillar para los combustibles aceptable por Caterpillar. De nuevo, se consideran dos grupos: los aceites crudos y los combustible mezclados. Se debe hacer notar que en estos combustibles se aceptan mayores concentraciones de agua y sedimento que en los combustibles preferidos. Como estos combustibles pueden contener mayores niveles de agua, sedimento y trazas de metales, el propietario debe controlar y evaluar los intervalos de cambio de aceite y usar filtración extra para eliminar sólidos y/o instalar calentadores y centrífugas de combustible para bombear el combustible.

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• •

Émbolo y tambor del inyector Válvulas de control de presión de combustible

Fig. 5.1.4 Contaminación del combustible

Para mantener un motor en buenas condiciones de operación, además de usar el combustible correcto, es importante evitar la contaminación del combustible La contaminación puede causar problemas en todo el sistema de combustible, pero hay dos áreas especialmente susceptibles a desgastarse y dañarse. Émbolo y tambor del inyector: Los espacios libres mínimos de 2,5 micrones hacen que sea esencial mantener una película fluida entre las piezas que se mueven muy rápidamente. Las partículas abrasivas microscópicas producen abrasión que finalmente llevan al rayado, contacto de metal a metal y agarrotamiento del inyector. Válvulas de control: Encontradas a lo largo del sistema de combustible, estas válvulas controlan la presión del combustible. Los contaminantes pueden erosionar las piezas de las válvulas que se acoplan, ocasionar fugas y un rendimiento menor al de las especificaciones. El resultado es una pérdida de potencia del motor. Siempre que se realice un diagnóstico del sistema de combustible, asegúrese de verificar la calidad del combustible y los filtros de combustible para evitar contaminación, antes de realizar reparaciones largas y costosas.

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• • • •

Nivel de combustible Fugas de combustible/restricciones Filtro de combustible Aire en el combustible

Fig. 5.1.5 Inspección del sistema de combustible

Un problema en los componentes que envían el combustible al motor puede causar presión baja de combustible, lo que disminuye el rendimiento del motor. Antes de reemplazar componentes costosos, haga una inspección del sistema de combustible, siguiendo estos pasos: 1. Verifique el nivel de combustible en el tanque de combustible. Revise la tapa del tanque de combustible para asegurarse de que el drenaje no esté sucio. 2. Verifique que las tuberías de combustible no tengan fugas. Asegúrese de que la tubería de suministro de combustible no tenga restricción o deformación. 3. Instale un filtro de combustible nuevo. Drene el filtro de combustible primario. 4. Drene el aire que pueda haber en el sistema de combustible. Use la bomba de cebado para mover el aire a través del sistema de combustible de presión baja. El combustible con aire regresará al tanque a través de la tubería de retorno del combustible.

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Fig. 5.1.6 Componentes del nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal

Antes de probar y diagnosticar el sistema de combustible, revisemos los componentes del nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal y el flujo de combustible a través del sistema. La bomba de transferencia (5) extrae combustible del tanque de combustible (1), a través de la válvula de corte de suministro (3), a través del filtro de combustible primario (4) y de la misma bomba de transferencia de combustible. Entonces, la bomba de transferencia presuriza el combustible y lo empuja a través de la bomba de cebado manual (7), al filtro de combustible secundario (6) y al múltiple de combustible (8) a presión moderada. Una válvula de derivación dentro de la bomba de transferencia de combustible mantiene una presión de combustible moderada. Con presión de combustible moderada dentro del múltiple de combustible y vacío (vacío parcial) dentro de las bombas de presión alta (14), el combustible se carga en la cavidad de las bombas de presión alta. Las bombas de presión alta, ahora, dosifican una pequeña cantidad de combustible y lo envían a través de las tuberías de combustible de presión alta (9) y a través del adaptador de mampara (10) a la tubería de combustible interna y al inyector (11) a una presión muy alta. Cuando la presión del combustible en las tuberías de combustible de presión alta es mayor que la presión de apertura de la válvula del inyector (VOP), el combustible se inyecta en la cámara de combustión. Con presión muy alta y orificios muy pequeños en la punta del inyector, el combustible se atomiza y permite la combustión completa en el cilindro. Cualquier residuo de aire y la cantidad específica de combustible se envía fuera del múltiple de combustible a través de la tubería de retorno (15) de regreso al tanque de suministro. Este sistema de combustible normalmente retorna 9 a 10 galones por hora. El drenaje del tanque (2) se usa para eliminar agua, sedimento y material extraño y para drenar el tanque de suministro. La tapa del tanque de combustible debe drenarse a la atmósfera para evitar que se forme vacío dentro del tanque de combustible.

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Ejercicio de práctica de taller Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá realizar pruebas de presión de combustible y de flujo de combustible en una máquina en operación. Materiales de referencia Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión Uso del grupo de presión del motor 6V9450 Uso del sistema monitor de flujo de combustible Caterpillar o Uso del sistema de medición de flujo de combustible y de tasa de combustión 179-0710 Caterpillar

SEBR0544 SSHS8524 SEHS8874

NEHS0776

Herramientas 1U5470 (6V9450) Grupo de presión del motor 1U5450 Sistema monitor de flujo de combustible o 179-0710 Sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión Indicaciones 1. Verifique la presión del sistema de combustible en la caja de entrada de inyección de combustible, usando el grupo de presión del motor 6V9450, y escriba la presión abajo. 2. Verifique las temperaturas de combustible y las tasas de flujo de combustible, usando el sistema monitor de flujo de combustible 1U5450 o el sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión 179-0710 Caterpillar, y registre los resultados abajo.

Presión de combustible Especificación: Real:

Flujo de Combustible Temperatura de suministro Temperatura de retorno Tasa de suministro Tasa de retorno Tasa de combustión

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NOTA

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Lección 2: Ajustes del sistema de combustible Introducción Esta lección comenzará con una revisión de la operación del regulador del nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal y la operación del control de la relación de aire-combustible ya vista en la clase del sistema del combustible. Es necesario entender la operación del regulador para realizar los ajustes del sistema de combustible durante las prácticas de taller. Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá: • Realizar procedimientos de ajuste del sistema de combustible, usando herramientas apropiadas relacionadas con el sistema de combustible durante una práctica de taller. • Explicar de qué manera los ajustes al sistema de combustible afectan el par y la potencia del motor. Materiales de referencia Uso del grupo de herramientas de ajuste del regulador 6V6070 Uso del grupo indicador de posición electrónico 8T1000 (optativo) Uso del sistema monitor de flujo de combustible Caterpillar o Uso del sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión 179-0710 Caterpillar Manual de Servicio del Motor Diesel 3406B para camión Uso del grupo multitacómetro II 9U7400 Referencia del Rendimiento del Motor

SSHS8024 SSHS8623 SEHS8874 NEHS0776 SEBR0544 NSHS0605 LEXT1044

Herramientas 9U7400 (6V4060) Grupo multitacómetro II 6V6070 Grupo de herramientas de ajuste del regulador 8T1000 Grupo indicador de posición electrónico (optativo) 1U5450 Sistema monitor del flujo de combustible o 179-0710 Sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión

Lección 2: Ajustes del sistema de combustible


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3

1

2

Fig.5.2.1 Componentes del nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal

Este corte del nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal muestra los componentes del regulador (1), el control de la relación aire-combustible (2) y parte del conjunto del émbolo y tambor (3).

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Fig. 5.2.2 Cremallera en el punto de carga plena

En el punto en que el tornillo de la cremallera entra en contacto completo con el resorte de par, la cremallera está en el punto de carga plena (regulada). A medida que la demanda de potencia aumenta, con la cremallera en la posición regulada, la velocidad del motor disminuye cuando entra en sobrecarga (acelerador pleno con rpm menores que rpm reguladas). Dependiendo de la rigidez del resorte de par, en algún punto el resorte del regulador hace que el tornillo de la cremallera comience a comprimir el resorte de par. A medida que esto ocurre, la posición de la cremallera aumenta y permite inyectar más combustible por carrera. Este aumento en la posición de la cremallera continúa hasta que el tornillo de par hace contacto con el collar de tope. Ésta es la posición de par máximo de la cremallera y, generalmente, el motor alcanza su máxima potencia.

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Fig. 5.2.3 Cremallera de movimiento hacia la posición de DESACTIVACIÓN DE COMBUSTIBLE

Los contrapesos se elevan a medida que las rpm aumentan. Esto mueve el levantador para comprimir el resorte del regulador, y la palanca pivotante mueve el manguito y el carrete a la dirección de “DESACTIVACIÓN DE COMBUSTIBLE” .

Fig 5.2.4 Cremallera en movimiento hacia la posición de ACTIVACIÓN DE COMBUSTIBLE

Si el motor disminuye su velocidad, los contrapesos bajan, lo que hace que se mueva el levantador y se separe del resorte del regulador, y la palanca pivotante moverá el manguito y el carrete hacia la dirección de “ACTIVACIÓ N DE COMBUSTIBLE”.

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Fig.. 5.2.5 Control de la relación de aire-combustible

El control de relación de aire-combustible, montado en la parte trasera de la caja del regulador, limita el humo y mejora la economía de combustible durante la aceleración rápida. Esto lo hace controlando el movimiento de la cremallera en la dirección de “AUMENTO DE COMBUSTIBLE” hasta que haya suficiente aire (presión de refuerzo) para permitir la combustión completa en los cilindros. Cuando el control de relación de aire-combustible (FRC) se ajusta apropiadamente, también minimiza la cantidad de hollín en el motor.

Fig. 5.2.6 Operación del control de la relación de aire-combustible.

Un vástago se extiende del control de la relación de combustible. Este vástago se ajusta en una muesca en la palanca que hace contacto con el extremo de la cremallera en la servoválvula. Un diafragma en el control detecta la presión de entrada de aire (de refuerzo). El diafragma empuja contra un resorte y un carrete. El movimiento del carrete controla el flujo de aceite que mueve un pistón conectado al vástago.

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Velocidad de carga plena especificada

Potencia

Punto de control

rpm de velocidad alta en vacío de motor básico

Velocidad del motor

Fig. 5.2.7 Curva de rendimiento

Para ilustrar el rendimiento del motor en relación con los ajustes del sistema de combustible del motor, se usa una curva de rendimiento (que tiene forma de carpa). Las rpm de velocidad alta en vacío de un motor no es una especificación ajustada, sino el resultado de tres factores: 1. Las rpm del punto de control del motor (ajustado con el tornillo de velocidad alta en vacío). 2. Las diferencias en los resortes y en los pesos del regulador. 3. Las cargas parásitas (accesorias) del motor (ventilador, alternador, compresores de aire, bombas, BrakeSaver, etc). Las rpm de velocidad alta en vacío se encuentran estampadas en la placa de información del motor o en la lista de la información de ajuste del sistema de combustible. Los datos de la placa de información del motor se deben usar para todas las referencias, si están disponibles. En la medición del punto de control de un motor diesel Caterpillar, las rpm de carga plena real se puede determinar dentro de +/- 10 rpm. El punto de control de un motor corresponde a: 1. Las rpm de carga plena + 20 rpm. 2. El punto en que el motor deja la condición de sobrevelocidad (regulada), pero todavía no ha alcanzado la condición de sobrecarga (no regulada). 3. El punto en que el pasador de tope de carga o el collar de tope de la cremallera comienza a tocar el resorte de par o la barra de tope (hace contacto aproximadamente el 10% del tiempo). La velocidad de carga plena es el punto en que el tornillo de la cremallera hace contacto primero con el resorte de par y el motor desarrolla la potencia nominal y anunciada.

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Centro de Formación Técnica Libro del Estudiante Velocidad de carga plena especificada

Caída

Potencia

Punto de control

rpm de velocidad altaen vacío de m motor básico

Velocidad del motor

Fig.5.2.8 Curva de rendimiento (caída)

La sobrevelocidad del regulador (caída) es la diferencia entre la velocidad alta en vacío y la velocidad en carga plena. La sobrevelocidad está controlada por el valor del resorte del regulador. Los resortes de refuerzo suministran una sobrevelocidad mayor. % de sobrevelocidad = (rpm de velocidad alta en vacío - rpm de carga plena / rpm de carga plena) x 100%. La sobrevelocidad normal para camiones mecánicos es 7% a 10%. La sobrevelocidad es cualquier rpm por encima de la velocidad alta en vacío no controlada por el regulador. La sobrecarga ocurre en cualquier rpm por debajo de la velocidad de carga plena con el acelerador completamente abierto. La sobrecarga significa que el motor no puede acelerar por causa de la carga.

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Potencia

Velocidad de carga plena especificada Punto de control

rpm de velocidad alta en vacío de motor básico

Velocidad del motor

Fig. 5.2.9 Curva de rendimiento (la HP nominal ocurre en la velocidad de carga plena)

La potencia nominal ocurre en la velocidad de carga plena. Dependiendo del resorte de par, la potencia podría aumentar a medida que el motor entre en sobrecarga. La potencia puede disminuir gradualmente durante algunos centenares de rpm y después comenzar a caer rápidamente. La potencia se calcula, en vez de medirse directamente HP = Par x rpm/5.252 y HP = Tasa de flujo x Densidad de combustible/BSFC (consumo específico de combustible al freno)

Par Cantidad de trabajo que un motor puede hacer Par = hp x 5.252/rpm

Fig.5.2.10 Fórmula de par

El par es la medición de la cantidad de trabajo que un motor puede hacer. El par generalmente se mide, pero se puede calcular. Par = hp x 5.252/rpm El par nominal es el par a velocidad de carga plena. El par máximo es el que generalmente se presenta en unos 2/3 de la velocidad de carga plena. El par aumenta a medida que las rpm disminuyen. La mayor eficiencia de combustión, debido a mayor tiempo de combustión, y las menores cargas de fricción son las causas del aumento de par a rpm menores. A medida que el par aumenta, el calor del motor aumenta, debido a pérdidas en las rpm de la bomba de agua y la bomba de aceite. La elevación de par es el porcentaje de ganancia de par desde el par nominal hasta el par máximo.

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AP = [(PM-PR)÷PR]x100 AP = Aumento de par PM = Par máximo PR = Par regulado Fig. 5.2.11 Fórmula de elevación de par

Ejemplo: ¿Cuál es la elevación de par de un motor clasificado en 2.100 rpm con 1.000 pie libra de par nominal y 1.400 pies libra en el par máximo, en 1.200 rpm? (1.400-1.000/1.000) x 100 = 40% ¿Cuál es la potencia nominal del motor anterior? 1.000 x 2.100/5252 = 400 hp en 2.100 rpm ¿Cuál es la potencia en el par máximo? 1.400 x 1.200/5252 = 320 hp NOTA: Revise la hoja "Problemas del sistema de combustible" (Lección 1, Hoja 1) antes de realizar los ejercicios de práctica de taller.

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PROBLEMAS DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE LECCIÓN 2, HOJA 1

Demasiado o insuficiente combustible para la combustión puede ser la causa de un problema en el sistema de combustible. Cuando el problema se relaciona con alguna otra parte del motor, como el sistema de aire o el sistema mecánico del motor, puede deberse directamente al sistema de combustible. Mediante pruebas y diagnósticos, es necesario encontrar la fuente del problema. Los problemas en el sistema de combustible pueden ser el resultado de calidad deficiente del combustible, fallas en los componentes o ajustes/ sincronización incorrectas. La tabla siguiente resume los problemas y las causas posibles relacionados con el sistema de combustible cuando el motor tiene potencia baja o consumo alto de combustible.

PROBLEMA

CAUSAS POSIBLES Falta de combustible

Potencia baja

Consumo alto de combustible

API alto del combustible Presión baja de combustible causada por: - Drenaje del tanque taponado - Restricción en la tubería de suministro de combustible - Filtro primario taponado (si está equipado) - Filtro secundario taponado - Falla de la válvula de alivio (si está equipado con bomba de transferencia de engranajes) - Falla en la bomba de transferencia Agua o aire en el combustible Varillaje doblado o ajustado incorrectamente Falla del control de relación de combustible Ajuste incorrecto de entrega de combustible Punto de control incorrecto Problemas de sincronización Sobrecarga Operación inadecuada de los calentadores de combustible aceite demasiado caliente Gran altura Alta carga debida a accesorios API alto del combustible Ajuste de entrega de combustible incorrecto Punto de control incorrecto Sincronización inadecuada Velocidad en vacío muy alta Filtro de aire sucio Operación sin termostato Técnicas de cambios incorrectas Tren de fuerza que no corresponde - funciona el motor a rpm ineficientes Manejo de camión a velocidades altas en autopista

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Ejercicio de práctica de taller Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá realizar procedimientos de ajuste del sistema de combustible en una máquina en operación. Materiales de referencia Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión Uso del grupo de multitacómetro II (6V4060) 9U7400 Uso del grupo indicador de posición electrónico 8T1000 (optativo) Uso del grupo de herramientas de ajuste del regulador 6V6070

SEBR0544 NSHS0605 SSHS8623 SSHS8024

Herramientas 9U7400 (6V4060) Grupo Multitacómetro II 6V6070 Grupo de Herramientas de ajuste del regulador 8T1000 Grupo indicador de posición electrónico (optativo) Indicaciones Realice los siguientes procedimientos de ajuste del sistema de combustible y registre los resultados a continuación Ajuste de la cremallera Especificación Real

Punto de control Especificación Real

Velocidad alta en vacío Especificación Real

Velocidad de carga plena Especificación Real

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Ejercicio de práctica de taller Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá entender los efectos sobre la potencia, el uso de combustible y el refuerzo en un motor en operación cuando se cambian el ajuste de la cremallera de combustible, la velocidad alta en vacío, la sincronización y el control de la relación de aire-combustible. Materiales de referencia Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión Uso del grupo de multitacómetro II (6V4060) 9U7400 Uso del grupo de herramientas de ajuste del regulador 6V6070 Uso del sistema monitor de flujo de combustible Caterpillar o Uso del sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión 179-0710 Caterpillar

SEBR0544 NSHS0605 SSHS8024 SEHS8874

NEHS0776

Herramientas 9U7400 (6V4060) Grupo de multitacómetro II 6V6070 Grupo de herramientas de ajuste del regulador 1U5450 Sistema monitor de flujo de combustible o 179-0710 Sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión Caterpillar Indicaciones 1. Conecte el sistema monitor de flujo de combustible 1U5450 o el sistema de medición de flujo de combustible y tasa de combustión Caterpillar 179-0710 y otras herramientas que se desee, para evaluar la potencia corregida de un motor. 2. Verifique todas las configuraciones del motor y registre los datos de la línea de base con el motor cargado para el punto regulado. Estos valores se considerarán como línea base de las pruebas. Valores de línea base Alta en vacío

FLS

FTS

Punto de control

Tasa de comb.

Temp. del comb.

Potencia

Presión del Refuerzo comb.

Temp. de adm. aire

Presión barom.

FTS: Full Load Setting (Regulación de carga plena) FTS: Full Torque Setting (Regulación de par pleno)

3.

Ajuste la velocidad alta en vacío a 50 rpm por encima del valor de línea de base. Registre los datos en el nuevo punto regulado.

Velocidad alta en vacío de 50 rpm por encima del valor de línea base. Alta en vacío

FLS

FTS

Punto de control

Tasa de comb.

FTS: Full Load Setting (Regulación de carga plena) FTS: Full Torque Setting (Regulación de par pleno

Temp. del comb.

Potencia


Temp. de adm. aire

Presión barom.

CFT Finning 4.


Ajuste la velocidad alta en vacío a unos 50 rpm por debajo del valor de línea base. Registre los datos en el nuevo punto regulado.

Velocidad alta en vacío de 50 rpm por debajo del valor de línea base Alta en vacío

FLS

FTS

Punto de control

Tasa de comb.

Temp. del comb.

Potencia


Temp. de adm. aire

Presión barom.


5.

Ajuste la velocidad alta en vacío al valor de línea base y aumente FLS y FTS 1,0 mm por encima del valor de línea base. Cargue el motor y registre los datos en el nuevo punto regulado

FLS/FTS 1,0 mm por encima del valor de línea base Alta en vacío

FLS

FTS

Punto de control

Tasa de comb.

Temp. del comb.

Potencia


Temp. de adm. aire

Presión barom.


6.

Disminuya FLS y FTS 1.0 mm por debajo del valor de línea base. Cargue el motor y registre los datos en el nuevo punto regulado

FLS/FTS 1,0 mm por debajo del valor de línea base Alta en vacío

FLS

FTS

Punto de control

Tasa de comb.

Temp. del comb.

Potencia


Temp. de adm. aire

Presión barom.


7.

Ajuste el FLS y FTS al valor de línea base. Gire tres vueltas completas el tornillo de sincronización grande. Cargue el motor y registre los datos en el nuevo punto regulado.

Tornillo de sincronización grande girado tres vueltas

Alta en vacío

FLS

FTS

Punto de control

Tasa de comb.


Temp. del comb.

Potencia


Temp. de adm. aire

Presión barom.

CFT Finning 8.


Gire siete vueltas completas el tornillo de sincronización grande. Cargue el motor y registre los datos en el nuevo punto regulado.

Tornillo de sincronización grande girado siete vueltas Alta en vacío

FLS

FTS

Punto de control

Tasa de comb.

Temp. del comb.

Potencia


Temp. de adm. aire

Presión barom.


9.

Regrese la sincronización al valor de línea base (cuatro vueltas completas). Retire la cubierta del control de la relación de aire-combustible (FRC) y tapone la tubería de refuerzo. Cargue el motor y registre los datos en el nuevo punto regulado.

Línea de refuerzo con la FRC taponada Alta en vacío

FLS

FTS

Punto de control

Tasa de comb.

Temp. del comb.

Potencia


Temp. de adm. aire


10 Evalúe en el salón de clase los resultados y los efectos de los cambios hechos.

Presión barom.

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NOTA

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Lección 3: Sincronización del motor Introducción Esta lección explicará la sincronización estática y dinámica del motor. Los ejercicios de práctica de taller que siguen le darán al estudiante la oportunidad de realizar procedimientos de sincronización en el motor. Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá: • Realizar procedimientos de sincronización del motor usando equipo apropiado de sincronización del motor durante un ejercicio de práctica de taller. • Explicar cómo usar una curva de avance de sincronización. Materiales de referencia Uso del grupo indicador de sincronización del motor 8T5300 SEHS8580 Tabla de sincronización dinámica SEHS8140 Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión SEBR0544 Herramientas 8T5300 Grupo indicador de sincronización

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Sincronización estática (motor APAGADO) Sincronización dinámica (motor en funcionamiento) Fig. 5.3.1 Sincronización del motor

La sincronización del motor consta de sincronización estática (motor APAGADO) y sincronización dinámica (motor en funcionamiento). La sincronización estática asegura que el suministro de combustible al émbolo de inyección de combustible No. 1 esté sincronizado con el cilindro No. 1. La mayoría de los motores diesel Caterpillar tienen un orificio de pasador de sincronización estática en la caja del volante y un orificio correspondiente en el volante. Cuando los dos orificios están alineados, el pistón del cilindro No. 1 está en la posición de centro muerto superior (TDC).

Fig. 5.3.2 Orificio del pasador de sincronización estática

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La sincronización estática se ajusta girando el motor en el sentido de marcha de avance hasta que se pueda ubicar un pasador de sincronización a través del orificio (flecha) en el lado de la caja de la bomba de combustible, en el árbol de levas de la bomba de combustible. Deje el pasador de sincronización en esta posición.

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Fig. 5.3.3. Unidad de avance de sincronización

SINCRONIZACIÓN (° BTC)

Afloje los pernos (4 u 8 en los modelos recientes) de la unidad de avance de sincronización (flecha). Gire el motor en el sentido de retroceso al menos 30º. Apriete dos de los pernos a 27 lb pulg (37• Nm) para permitir el patinaje seguro entre la unidad de avance de sincronización y el anillo del árbol de levas de la bomba de combustible. El motor se gira a continuación en rotación de avance hasta que pueda ponerse el pasador en el orificio del volante con el cilindro No. 1 en el centro muerto superior. Ponga un par de apriete de 41 ± 5 lb pie (55 ± 7 N•m) a los pernos que sostienen la unidad de avance de sincronización al anillo en el árbol de levas de la bomba de combustible. Quite los pasadores de sincronización del volante y de la caja de la bomba de combustible. Sincronización dinámica Sincronización estática Efecto de orificio

0° rpm

Fig. 5.3.4 Sincronización dinámica (efecto de orificio + sincronización estática)

El "efecto de orificio" afecta la sincronización dinámica. El efecto de orificio es la onda de presión que se forma por el movimiento rápido del émbolo de la bomba de inyección en el sistema de combustible. Esta onda de presión hace que la inyección de combustible comience antes de que el émbolo cierre el orificio de suministro de combustible. Como resultado, el efecto de orificio es en sí mismo un avance. La sincronización dinámica, por lo tanto, puede calcularse sumando el efecto de orificio a la sincronización estática.

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Nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal 0,2° por cada 100 rpm Otros motores 0,1° por cada 100 rpm Fig. 5.3.5. Especificaciones del efecto de orificio

En todos los motores con el nuevo sistema de combustible de bomba helicoidal, el efecto de orificio es de aproximadamente 0,2º por cada 100 rpm. Para todos los otros motores, el efecto de orificio es de 0,1º por cada 100 rpm. rpm del motor - 1.000 Efecto de orificio (0,1° x 10)

= 1°

+ Sincronización estática

= 16°

Sincronización dinámica calculada

= 17°

Fig. 5.3.6 Grupo indicador de sincronización del motor 8T5300

El grupo indicador de sincronización del motor 8T5300, que incluye el grupo adaptador de sincronización diesel 8T5301, puede medir la sincronización dinámica a cualquier velocidad o carga del motor. Si un motor no tiene una unidad de avance de sincronización mecánica, mida la sincronización sólo en una velocidad del motor.

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Fig. 5.3.7 Orificio del pasador de sincronización

Para verificar la sincronización dinámica se instala un transductor magnético en el orificio del pasador de sincronización (flecha) en la caja del volante. Cuando el transductor se conecta al indicador de sincronización del motor 8T5250 desde el grupo indicador de sincronización 8T5300, establece un campo magnético constante alrededor del extremo del transductor y del volante. A medida que el volante gira (motor en funcionamiento) y el orificio de sincronización del volante pasa el extremo del transductor, un cambio en el campo magnético hace que el transductor envíe la señal TDC al indicador de sincronización del motor 8T5250.

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• Régimen constante de avance desde velocidad de arranque hasta velocidad final • Dos regímenes de avance - Desde velocidad de arranque hasta velocidad intermedia - Desde velocidad intermedia hasta velocidad final Fig.5.3.8 Unidades de avance de sincronización Caterpillar (dos tipos)

En los motores de fabricación Caterpillar se usan dos tipos de unidades de avance de sincronización mecánica. Una unidad tiene un régimen constante de avance desde su velocidad de arranque hasta su velocidad final. La segunda unidad tiene dos regímenes de avance: una ocurre desde la velocidad de arranque hasta la velocidad intermedia y la otra ocurre desde la velocidad intermedia hasta la velocidad final. Cuando opera correctamente, el avance mecánico debe efectuar un cambio suave en la sincronización dinámica del motor. Este cambio gradual debe ocurrir durante la aceleración y la desaceleración. Por esta razón, es necesario medir la sincronización dinámica a intervalos de 100 rpm entre la velocidad baja en vacío y la velocidad alta en vacío para confirmar la operación de avance.

CFT Finning SINCRONIZACIÓN (° BTC)


Sincronización dinámica Sincronización estática Avance mecánico Efecto de orificio

0° rpm

Fig. 5.3.9. Sincronización dinámica en motores con avance mecánico

El efecto de orificio afecta la sincronización dinámica en los motores con avance mecánico en la misma forma que se explicó antes para los motores sin avance mecánico. El efecto de orificio es un avance de sincronización, además de avance mecánico. La sincronización dinámica en motores con avance mecánico se puede calcular a cualquier velocidad dada del motor. Para hacer esto, se suma el efecto de orificio, junto con el avance mecánico, a la sincronización estática.



24,1 23,8

17,5 16,6 14 650

1.500

2.800

3.065

rpm

Fig.5.3.10 Sincronización del motor con avance de régimen único

La gráfica anterior sirve para ilustrar el ejemplo que se muestra a continuación para un motor con un régimen de avance única. Sincronización estática =16º Avance = 5º Velocidad de arranque = 1.500 rpm Velocidad final = 2.800 rpm Velocidad baja en vacío = 650 rpm Velocidad alta en vacío = 3.065 rpm 1. Velocidad en vacío 650 rpm Efecto de orificio (0,1º x 6)

= 0,6º

Sincronización estática

= 16,0º

Avance mecánico

= 0º


= 16,6º

2. Velocidad de arranque: 1.500 rpm Efecto de orificio (0,1º x 15)

= 1,5º


= 16,0º

Avance mecánico

= 0º


= 17,5º

3. Velocidad final 2.800 rpm Efecto de orificio (0,1º x 28)

=2,8º


=16,0º

Avance mecánico

= 5,0º


= 23,8º

4. Velocidad alta en vacío: 3065 rpm Efecto de orificio (0,1º x 31)

= 3,1º


= 16,0º

Avance mecánico

= 5,0º


= 24,1º



23,3 23,2 18,7

12,4 11,6 650

1.400

1.700 rpm

2.200

2.290

Fig. 5.3.11 Sincronización del motor con dos regímenes de avance

La grafica anterior se usa para ilustrar el ejemplo que se muestras a continuación con dos regímenes de avance. Sincronización estática

= 11º

Avance

= 6º

Velocidad de arranque

= 1.400 rpm

Avance en segunda

= 4º

Velocidad intermedia

= 1.700 rpm

Velocidad final

= 2.200 rpm

Velocidad baja en vacío

= 650 rpm

Velocidad alta en vacío

= 2.290 rpm

1. Velocidad baja en vacío: 650 rpm Efectos de Orificio (0,1º x 6)

= 0,6º


= 11,0º

Avance mecánico

= 0,0º

Sincronización dinámica calculada 2. Velocidad de Arranque:1.400 rpm

= 11,6º

Efectos de Orificio (0,1º x 14)

= 1,4º


= 11,0º

Avance mecánico

= 0.0º


= 12,4º

3. Velocidad intermedia: 1.700 rpm Efectos de Orificio (0,1º x 17)

= 1,7º


= 11,0º

Avance mecánico

= 6,0º


= 18,7º

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4. Velocidad final: 2.200 rpm Efecto de orificio (0,1º x 22)

= 2,2º


= 11,0º

Avance mecánico (primero mas segundo

= 10,0º

Sincronización dinámica calculada = 23,2º 5. Velocidad alta en vacío: 2.290 rpm Efecto de orificio (0,1º x 23)

= 2,3º


= 11,0º

Avance mecánico

= 10,0º

Sincronización dinámica calculada = 23,3º



NO ACEPTABLE Sincronización calculada

Sincronización medida rpm

Fig. 5.3.12 Problema mecánico del avance de sincronización

SINCRONIZACIÓN (° BTC)

Esta gráfica de sincronización indica un avance de la sincronización no aceptable. El avance de la sincronización no comenzó sino hasta varios centenares de rpm más allá de la velocidad de arranque especificada. Luego, la sincronización repentinamente avanzó hasta dentro de las especificaciones. Esta gráfica indica un problema mecánico con la unidad de avance.

Fig. 5.3.13 Avance de sincronización que comienza tarde

En esta gráfica, el avance de la sincronización no comenzó sino hasta varios centenares de rpm más allá de la velocidad de arranque especificada, pero luego, avanzó uniformemente hasta la sincronización especificada. Esta gráfica puede ser indicación de un problema de montaje, como un resorte incorrecto en uno o en ambos pesos, o un ajuste incorrecto del INICIO DE AVANCE.

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Fig. 5.3.14 Tabla de sincronización dinámica

Cuando se verifique la sincronización dinámica en un motor de avance mecánico, Caterpillar recomienda que el técnico calcule y represente gráficamente la sincronización dinámica en una hoja de trabajo, como la del formulario SEHS8140 mostrado en la figura 5.3.14. Después de calcular y representar gráficamente los valores de sincronización, verifique la sincronización dinámica real, usando el grupo indicador de sincronización del motor 8T5300. Opere el motor desde VELOCIDAD BAJA EN VACÍO hasta VELOCIDAD ALTA EN VACÍO y desde VELOCIDAD ALTA EN VACÍO hasta VELOCIDAD BAJA EN VACÍO. Registre la sincronización dinámica cada 100 rpm, a las velocidades especificadas durante la aceleración y desaceleración, y después represente gráficamente los resultados en la hoja de trabajo. La sincronización de inyección de combustible dinámica real de un motor, cuando se mide con el indicador de sincronización 8T5250 a partir del grupo indicador de sincronización 8T5300 y se representa gráficamente en el diagrama de sincronización, debe estar dentro de los límites de esta tolerancia. Si no es así, quizás se necesite un ajuste o reparación.

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38

SINCRONIZACIÓN INDICADA

Tolerancia de sincronización dinámica Ventana de RPM tope

Ventana de rpm de referencia

8 600

2.400 RPM

Fig. 5.3.15 Tolerancia de sincronización dinámica (motor sin unidad de avance de sincronización)

En la figura 5.3.15 se muestra la tolerancia de sincronización dinámica de un motor 3306 sin unidad de avance de sincronización. La especificación muestra una sincronización aceptable desde 20,5 hasta 23,5 grados (mínimo y máximo) a la primera velocidad de la prueba (ventana rpm de referencia) de 970 rpm a 1.030 rpm. Los dos valores de sincronización se representan gráficamente en ambos valores de la velocidad, marcando cuatro puntos de datos. Los cuatro puntos de datos se unen para formar una ventana. Para un motor sin unidad de avance de sincronización, se construye una segunda ventana en la misma forma en la segunda velocidad de la prueba (rpm de parada). Los límites extremos de las dos ventanas se unen para formar la tolerancia de sincronización dinámica. La pendiente del valor de línea que conecta la ventana rpm de referencia a la ventana rpm de parada es el resultado del "efecto de orificio de inyección de combustible", que se incluye en las Especificaciones del Sistema de Combustible.

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SINCRONIZACIÓN INDICADA

38

Fin del avance debe ocurrir dentro de esta ventana Ventana de RPM de arranque Ventana de RPM de referencia

Ventana de RPM tope

Tolerancia de sincronización dinámica

Inicio del avance debe ocurrir dentro de esta ventana

8 600

2.400 RPM

Fig. 5.3.16 Tolerancia de sincronización dinámica (motor con unidad de avance de la sincronización)

La figura 5.3.16 es el ejemplo representado gráficamente de la sincronización del con unidad de avance de sincronización. La tolerancia de sincronización dinámica tendrá tres ventanas en vez de dos como en la figura 5.3.15. Se ubican y se conectan cuatro puntos de datos para las rpm de referencia, las rpm de arranque las y rpm de parada. Esto forma tres ventanas. Los límites extremos de todas las ventanas se conectan, para formar la tolerancia de sincronización dinámica. La pendiente de las líneas, de la ventana rpm de referencia a la ventana rpm de arranque, es el resultado del efecto de orificio de inyección de combustible. La pendiente de las líneas, desde la ventana de rpm de referencia a la ventana de rpm de parada, es el resultado del efecto de orificio de inyección de combustible más la unidad de avance de sincronización. La pendiente de estas líneas no se puede cambiar, a menos que la unidad de avance de la sincronización, o sus componentes, se cambien. Sin embargo, el punto de arranque y de parada se puede cambiar en los nuevos sistemas de combustible de bomba helicoidal. Los puntos de arranque y de parada no se pueden cambiar en otros sistemas de combustible. Hay unos pocos motores que tienen unidades de avance de sincronización compuestas. Estos motores se identifican mediante el punto de prueba de las rpm medias. Si hay un valor en la especificación de sincronización de datos del sistema de combustible, se representa una cuarta ventana, de la misma manera que en la figura 5.3.16. Cuando se conectan los extremos de las cuatro ventanas, la pendiente de las líneas desde la ventana de las rpm de referencia hasta la ventana de las rpm medias será diferente a la pendiente de las líneas desde la ventana de las rpm medias hasta la ventana de las rpm de parada. La pendiente de estas líneas se controla mediante el efecto de orificio de inyección de combustible y los componentes de la unidad de sincronización, y no es ajustable.

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Si la sincronización de inyección de combustible medida pasa a través de cada ventana de tolerancia de sincronización dinámica, y no cae fuera de la línea que une las ventanas, no se requerirá ajuste ni reparación. Si la sincronización medida está fuera de la ventana de las rpm de referencia, se necesitará un ajuste apropiado de la sincronización estática para llevar la sincronización medida a los valores de tolerancia aceptable. Si la sincronización dinámica medida está dentro de la ventana de las rpm de arranque, pero fuera de la ventana de las rpm de parada, se requiere un ajuste o reparación de la unidad de avance de la sincronización. El cambio en la pendiente de la sincronización dinámica medida indica el avance de la sincronización de arranque, media y de parada, y debe ocurrir dentro de la ventana apropiada. Si no es así, se requiere un ajuste o reparación de la unidad de avance. Consulte el Manual de Servicio apropiado para el procedimiento de ajuste o reparación necesario con el fin de lograr la sincronización dinámica correcta. NOTA: Revise la hoja "Efectos de sincronización adelantada o retardada del motor" (Lección 3, Hoja 1), antes de realizar los ejercicios de práctica de taller.

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EFECTOS DE LA SINCRONIZACIÓN ADELANTADA O RETARDADA DEL MOTOR LECCIÓN 3, HOJA 1

SINCRONIZACIÓN ADELANTADA Arranque difícil Refuerzo bajo Potencia baja o funcionamiento irregular Detonación (golpeteo) Humo negro Temperatura de escape baja Consumo alto de combustible

SINCRONIZACIÓN RETARDADA Humo blanco en el arranque Temperaturas de escape altas combustible quemándose en los múltiples de escape Fuego por el tubo de escape Refuerzo alto Recalentamiento Potencia baja Consumo alto de combustible

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Ejercicio de práctica de taller Objetivo: Al terminar esta práctica, el estudiante podrá realizar una curva de avance de sincronización y ajustar la sincronización del motor. Materiales de referencia Manual de Servicio del motor diesel 3406B para camión SEBR0544 Uso del grupo indicador de sincronización del motor 8T5300 SEHS8580 Tabla de sincronización dinámica SEHS8140 Herramientas 8T5300 Grupo indicador de sincronización del motor Indicaciones: En esta práctica, se usa un motor en funcionamiento con un problema de sincronización. Los estudiantes son los técnicos del distribuidor Caterpillar que deben diagnosticar y solucionar el problema correctamente. Se deben usar las técnicas apropiadas de localización y solución de problemas, incluido el uso del equipo apropiado de diagnóstico. Problema de sincronización del motor - El motor tiene alto consumo de combustible y un refuerzo mayor de lo normal. - El operador no está disponible, pero el punto de control, el ajuste del sistema de combustible y de par son correctos. Procedimiento - Instale las herramientas apropiadas de diagnóstico - Realice una curva de avance de la sincronización - Realice los ajustes necesarios - Repita la prueba hasta que esté dentro de la tolerancia - Revise todos los resultados de las pruebas en el salón de clase.

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Libro Diagnostico Del Motor Caterpillar

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