MOTORES 3114, 3116 Y 3126: OPERACIÓN DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE
Principio del formulario Sistema de combustible
Diagrama del sistema de combustible (A) Bomba de cebado de combustible (si tiene) (1) Rejilla (si tiene) (2) Válvula de retención de admisión (3) Bomba de transferencia de combustible que está integrada con el regulador (4) Válvula de retención de salida (5) Filtro de combustible (6) Culata (7) Válvula reguladora de presión (8) Válvula de retención (9) Filtro primario de combustible (si tiene) (10) Válvula de alivio de presión(11) Tanque de combustible La bomba de transferencia de combustible (3) hace pasar el combustible del tanque de combustible (11) a través de una rejilla en línea (1). La bomba de transferencia de combustible está integrada con el regulador. El combustible se envía desde la bomba de transferencia de combustible a través de la válvula de alivio de presión (10). La válvula de alivio de presión está cerrada en operación normal. El combustible pasará a través del filtro de combustible (9) y entrará a un conducto taladrado en la culata (6). Una vez que la presión del combustible sea mayor que la gama deseada, la válvula de alivio de presión se abrirá. Esto permitirá que el combustible regrese al tanque. El conducto taladrado en la culata cruza un conducto que pasa alrededor alr ededor de cada inyector unitario para proporcionar un flujo continuo de combustible a todos los inyectores.
Cuando hay el aire en el lado de admisión del sistema de combustible, se puede usar la bomba de cebado de combustible (A) (si tiene) para llenar el filtro de combustible y el conducto de combustible que está en la culata. Se realiza esto antes de que arranque el motor. Cuando se usa la bomba de cebado, las válvulas de retención que están ubicadas en la bomba de cebado de combustible controlan el movimiento del combustible. El combustible se fuerza a través del lado de baja presión del sistema de combustible. Esto elimina el aire de las tuberías de combustible y de los componentes de vuelta al tanque de combustible.
Grupo de tuberías para el filtro de combustible (3) Bomba de transferencia de combustible integrada con el regulador (5) Filtro de combustible (6) Culata (10) Válvula de alivio de presión (12) Orificio de salida del combustible al tanque de combustible (13) Orificio de entrada del combustible a la bomba de transferencia de combustible (14) Base del filtro de combustible (15) Toma de presión para el combustible filtrado (16) Conjunto de tubo de la base del filtro del combustible al conducto de combustible en la culata(17) Conjunto de tubo de la bomba de transferencia a la base del filtro del combustible
Grupo de tuberías para el filtro de combustible (1) Rejilla (6) Culata (7) Orificio regulador de presión (8) Válvula de retención (10) Válvula de alivio de presión (12) Orificio de salida del combustible al tanque de combustible (13) Orificio de entrada del combustible a la bomba de transferencia de combustible (17) Conjunto de tubo de la bomba de transferencia a la base del filtro del combustible(18) Conjunto de tubo desde el conducto de combustible en la culata al tanque de combustible
Bomba de transferencia de combustible
Bomba de transferencia de combustible (A) Flujo de entrada de combustible (B) Flujo de salida de combustible (1) Rejilla (si tiene) (2) Válvula de retención de admisión (3) Resorte (4) Conjunto de pistón (5) Válvula de retención de salida (6) Válvula de retención de pistón (7) Conjunto de válvula de contrapunta (8) Árbol de levas(9) Conducto La bomba de transferencia de combustible está ubicada en la caja delantera del regulador. El árbol de levas (8) que está conectado al eje del engranaje de mando del regulador activa la bomba. El árbol de levas y el resorte (3) mueven el conjunto de pistón (4) y el conjunto de válvula de contrapunta (7) hacia arriba y hacia abajo. El combustible entra en la bomba de transferencia a través de la rejilla (1) (si tiene) y de la válvula de retención de admisión (2). En la carrera ascendente del conjunto de pistón (4), la válvula de retención (2) se cierra. La válvula de retención de salida (5) se cierra para evitar que vuelva a entrar combustible en la bomba desde la salida. Cuando la presión aumenta por encima del conjunto de pistón (4), la válvula de retención de pistón (6) se abre para llenar la cavidad que está encima del conjunto de pistón. En la carrera descendente, a medida que la presión de combustible en el conducto (9) aumenta, se cierra la válvula de retención de pistón (6) y se abre la válvula de retención de salida (5). Esto causa que el combustible pase a través del filtro secundario de combustible y llegue al motor. La
válvula de retención de admisión (2) se abre para permitir que el combustible llene la cavidad por encima del conjunto de pistón (4) . Durante la parada del motor, las válvulas de retención se mantienen cerradas por resortes.
Bomba de inyección de combustible (inyector unitario)
Sistema de inyección de combustible (1) Balancín (2) Tornillo de ajuste (3) Botón flotante (4) Resorte del levantaválvulas (5) Varilla de empuje (6) Émbolo (7) Armazón (8) Sello anular (9) Cañón (10) Conducto de combustible (11) Manguito (12) Sello anular
(13) Levantaválvulas(14) Árbol de levas La bomba de inyección de combustible (inyector unitario) permite que una cantidad pequeña de combustible se inyecte en el momento apropiado en la cámara de combustión. El combustible que se proporciona al conducto de combustible (10) rodea cada inyector unitario. Cada uno de estos conductos está conectado por un conducto taladrado en la culata. Este conducto proporciona un flujo continuo de combustible a todos los inyectores unitarios. El manguito (11) aísla el inyector unitario de los conductos de refrigerante. El manguito proporciona también la superficie de asiento para el inyector unitario. La ubicación angular del árbol de levas (14) y la ubicación vertical del émbolo (6) en el cañón (9) determinan la sincronización de la inyección. El engranaje del árbol de levas y el engranaje del cigüeñal se engranan juntos en la parte delantera del motor para lograr la ubicación angular del árbol de levas. El tornillo de ajuste (2) ajusta la ubicación del émbolo (sincronización del combustible). El levantaválvulas (13) y la varilla de empuje (5) envían el perfil del árbol de levas al balancín (1) a medida que el árbol de levas gira. El movimiento del balancín (1) se envía entonces al émbolo (6) a través del botón flotante (3).
Bomba de inyección de combustible (inyector unitario)
(4) Resorte del levantaválvulas (6) Émbolo (7) Armazón (8) Sello anular (9) Cañón (12) Sello anular (15) Engranaje (16) Filtro de manguito (17) Hélice (18) Orificio inferior (19) Orificio superior (20) Resorte(21) Válvula de retención (válvula de aguja)
En la parte superior de la carrera del émbolo, el combustible del conducto de combustible (10) entra en el inyector unitario alrededor de los bordes del filtro de manguito (16). El combustible llena entonces el volumen por debajo del émbolo (6) . Durante el movimiento descendente del émbolo, el combustible que hay debajo del émbolo pasa al conducto a través de los dos orificios en el cañón (9). A medida que el borde inferior del émbolo cierra el orificio superior (19), el combustible continúa saliendo a través del orificio inferior (18). Cuando se cierra el orificio inferior, la carrera efectiva empieza. El combustible dentro del inyector unitario es presurizado por el movimiento descendente continuado del émbolo. Cuando la presión de combustible es suficiente para abrir la válvula de retención (21), el combustible a alta presión pasará a través de orificios en la parte inferior de la boquilla y entrará a la cámara de combustión. Esto continuará hasta que la hélice (17) del émbolo destape el orificio superior (19). En este instante, la carrera efectiva termina y este combustible a alta presión saldrá a través del orificio superior (19) al conducto. Esto permitirá que el resorte (20) cierre la válvula de retención (21) con lo que terminará el ciclo de inyección. El movimiento descendente del émbolo continuará hasta que el levantador (13) alcance la parte delantera (la nariz) del árbol de levas. El resorte del levantaválvulas (4) regresará el émbolo hacia arriba. Esto permitirá que la cavidad debajo del émbolo se llene del combustible en el conducto. El inyector unitario está ahora listo para el próximo ciclo. Además de movimiento vertical, el émbolo puede girar con respecto al cañón (9) por medio del engranaje (15). El engranaje se desliza para permitir el movimiento vertical del émbolo y el engranaje se engrana con la cremallera (7). La rotación del engranaje cambia la relación entre la hélice (17) y el orificio superior (19). La cantidad de combustible que se inyecta en cada cámara de combustión cambia. Por ejemplo, si la cremallera (7) se m ueve a la derecha, el émbolo (6) girará hacia la izquierda. (Este movimiento se observa desde la parte superior). La distancia entre el
extremo inferior del émbolo y la hélice (17) aumenta con respecto al orificio superior (19). Se aumenta la carrera efectiva y se inyecta más combustible en la cámara de combustión.
Varillaje de control de la cremallera para el inyector de combustible
Inyectores unitarios y el varillaje de control de la cremallera (1) Palanca (2) Resorte de torsión (3) Eje (4) Cremallera (5) Tornillo de sincronización (6) Abrazadera (7) Abrazadera (8) Tornillo de regulación del combustible (9) Eslabón (10) Conjunto de palanca(11) Inyector unitario
Inyector unitario y el varillaje de control de la cremallera (A) COMBUSTIBLE CONECTADO (B) COMBUSTIBLE DESCONECTADO (1) Palanca (3) Eje (4) Cremallera (5) Tornillo de sincronización (6) Abrazadera(11) Inyector unitario El varillaje de control de la cremallera conecta la salida del regulador al inyector unitario (11) en cada cilindro. El eje de salida del regulador está conectado con un pasador al eslabón (9). El eslabón está conectado al conjunto de palanca (10). Cuando el regulador solicita más combustible, el eslabón (9) y el conjunto de palanca (10) hacen que el eje (3) y las abrazaderas (6) giren. El eje (3) y las abrazaderas (6) giran en el sentido de COMBUSTIBLE CONECTADO (A). Cada abrazadera empuja la palanca (1) a medida que el eje gira. La palanca (1) tira de la cremallera (4). Esto permitirá que se inyecte más combustible en el cilindro. Cuando el regulador requiere menos combustible, el eslabón (9) causa la rotación del eje (3) y de las abrazaderas (6). El eje (3) y las abrazaderas (6) giran en el sentido de COMBUSTIBLE DESCONECTADO (B). El resorte de torsión (2) fuerza la palanca (1) a girar hacia la derecha. Esto empuja la cremallera (4) hacia la posición de corte de suministro. Hay un resorte de torsión ubicado en cada inyector unitario. Esto permite que el varillaje de control de la cremallera vaya a
la posición cerrada incluso si se atasca abierta la cremallera de uno de los inyectores de combustible. El ajuste de potencia del inyector unitario para el cilindro No. 1 se hace con el tornillo de regulación de combustible (8) en el conjunto de abrazadera (7). A medida que se gira el tornillo de regulación del combustible (8), el eje (3) gira a una posición nueva con respecto al eslabón (9) y al conjunto de palanca (10). Los tornillos de ajuste (8) permiten la sincronización de los inyectores con respecto al inyector unitario del cilindro No. 1.
Regulador El regulador transfiere las demandas del operador al varillaje de control de la cremallera de inyección de combustible. El regulador recibe la velocidad deseada del motor a partir de la posición del acelerador. El eje de salida del regulador se m ueve inmediatamente cuando se mueve el acelerador. El movimiento del eje de salida del regulador causa q ue el varillaje de control de la cremallera de los inyectores de combustible gire. Esto moverá las cremalleras de los inyectores de combustible. El cambio de la posición de la cremallera de los inyectores de combustible causará un cambio en la velocidad del motor. A medida que la velocidad del motor cambia, el regulador ajustará la cantidad de combustible que se entrega. Esto causará que el motor se estabilice en la velocidad (rpm) que corresponde a la posición de acelerador. Para obtener información adicional, vea la publicación, SENR6454, "Manual de Servicio del Regulador de los Motores 311 4, 3116 y 3126".
Control de la relación de combustible El motor con turbocompresor usa un control de la relación de combustible (FRC) para controlar el humo durante la aceleración en niveles bajos de presión de refuerzo. El FRC restringe la cantidad de combustible que entra a las cámaras de combustión hasta que se haya logrado la presión de refuerzo suficiente.
Diagrama del varillaje del regulador y del control de la relación de combustible (A) Salida de COMBUSTIBLE CONECTADO (B) Entrada de COMBUSTIBLE CONECTADO desde el operador (1) Eje de salida del regulador (2) Orificio de entrada (3) Control de la relación de combustible (FRC) (4) Eje retén (5) Palanca de control de la relación de combustible (6) Tornillo de ajuste de la palanca de límite (7) Tornillo de ajuste de la palanca del control de la relación de combustible(8) Palanca de límite
El control de la relación de combustible (FRC) (3) opera utilizando la presión de refuerzo de aire que se recibe por medio de un tubo desde el múltiple de admisión del motor al orificio de admisión (2). Cuando la presión de refuerzo es baja, el eje retén (4) se mantiene estacionario por medio de resortes que están dentro del FRC. Cuando el operador solicita más combustible, el eje de salida del regulador (1) se mueve en la dirección de COMBUSTIBLE CONECTADO (A). El eje de salida del regulador se moverá en esta dirección hasta que la palanca de límite (8) toque el tornillo de ajuste (7) de la palanca de control de la relación de combustible (5). Cuando el FRC evita que la palanca de control de la relación de combustible (5) gire hacia la derecha en la dirección de COMBUSTIBLE CONECTADO, se para el movimiento del eje de salida del regulador (1) en la
dirección de COMBUSTIBLE CONECTADO. De este modo, se evita suministrar exceso de combustible. A medida que la potencia del motor aumenta, la presión de refuerzo aumenta también. Esta presión actúa contra un diafragma dentro del FRC. Cuando la presión de refuerzo es suficiente, se supera la fuerza de resorte dentro del FRC y el eje retén (4) se mueve a la derecha. Este movimiento permitirá que la palanca de control de la relación de combustible (5) y la palanca de límite (8) giren hacia la derecha. El eje de salida del regulador (1) se puede mover ahora en la dirección de COMBUSTIBLE CONECTADO hasta que la palanca de límite (8) toque el tornillo de ajuste de la palanca de límite (6) . Cuando la presión de refuerzo disminuye, los resortes dentro del control de la relación de combustible (FRC) (3) regresarán el eje retén (4) a la posición normal. Se limita otra vez el movimiento del eje de salida del regulador (1) en la dirección de COMBUSTIBLE CONECTADO.
Solenoide de corte de combustible
(1) Botón(2) Solenoide de corte de combustible El mecanismo de corte de combustible es activado por un solenoide de enganche que debe estar energizado para funcionar. Un émbolo con resorte dentro del solenoide actúa sobre un conjunto
de palanca dentro de la caja delantera del regulador. Este conjunto de palanca empuja el eje de salida del regulador a la posición COMBUSTIBLE DESCONECTADO cuando se suelta el émbolo eléctricamente o manualmente al parar el motor. Al arrancar el motor, el solenoide se energiza para trabarse en la posición de funcionamiento. El eje de salida del regulador puede moverse entonces a la posición de COMBUSTIBLE CONECTADO. Los motores equipados con un solenoide de enganche se pueden apagar manualmente oprimiendo el botón (1) hacia adentro. El solenoide no se puede trabar manualmente en la posición de funcionamiento para arrancar el motor.
Diagrama de conexiones de un solenoide típico de corte de combustible (2) Solenoide de corte de combustible (3) Conexión "STOP" (4) Conexión "G" (5) Conexión "S" (6) Conexión "BAT" (7) Terminal positivo (8) Terminal negativo (9) Conexión "GND" (10) Conexión "START" (11) Conexión "MTR" (12) Motor de arranque(13) Batería Final del formulario
