sistema de freno Turbo brake
Integrantes : Juan Bravo
Docente Sección
Sergio Reyes Hernaldo Vidal Miguel Figueroa : Daniel Ávila : 90
El turbo brake es un sistema de frenado en la cual ayuda a poner mas fuerza de frenado a las ruedas motrices; con una fuerza de frenado 450 KW, (unidad de energía), este sistema mejora la seguridad, sobre todo en cuestas, caminos de montaña, también aporta un ahorro de peso de hasta 90 kg en comparación con un retardador. Además su activación es por medio u n botón o también una palanca de pie ubicado en el volante del conductor. Mas adelante se menciona mas detallamente la ubicación de los componentes como también su funcionamiento.
Disposición de los componentes del turbo brake en un motor mercedes 1 ) turbo compresor de gases 2 ) capsula de presión 3 ) turbo brake A6 – unidad de control MR/PLD B104 – sensor del n° de rpm de la turbina Y87 – convertidor electro neumático EPW
El turbo brake sustituye a la mariposa del freno motor . Consiste en una rejilla { 4 } que se mueve axialmente dentro del turbo compresor, en cuanto se necesita un mayor efecto de freno motor , la rejilla {4} se desplaza en el canal anular de la entrada de la turbina de gases . De esta manera se reduce la sección de pasaje de los gases y varía el Angulo con el cual impactan los gases sobre la turbina. El resultado es una aceleración de los gases y a un aumento en las revoluciones de la turbina, que incrementa así la presión de sobrealimentación. La presión de sobrealimentación ahora formada, aumenta también el efecto de freno motor , es decir el trabajo de compresión aumentando corresponde también a un trabajo de freno motor aumentado . El turbo brake actúa como la mariposa de freno motor, el accionamiento tiene lugar mediante la palanca accionada por el cilindro neumático { 1 } La alimentación de aire al cilindro de accionamiento [ 1 ] es hecha a través de un electro válvula comandada por el modulo FR. A una temperatura de aceite de motor < a 60°c accionada adicionalmente el estrangulador constante topbrake
Componentes y operación del turbo brake : 1) cilindro de trabajo 6) matriz 2) leva de ajuste 7) espiral de turbina 3) caja 8) capsula de turbina 4) rejilla conductora 9) elemento de salida 5) horquilla de accionamiento 10) v/v corredora giratoria
operación del turbo brake
Para evitar la destrucción del turbo compresor debido a un excesivo n° de revoluciones , el sensor B104 trasmite las revoluciones de la turbina a la regulación del motor [ MR } y este las limita a 90000 rpm . En caso necesario la regulación del motor [MR} activa el convertidor de presión electro neumático Y87 que acciona la capsula de presión [2] de la corredora giratoria [4] . Esta corredora realiza una acción similar a una válvula waste – gate , deriva los gases de escape por el tubo [5] directamente al ducto de escape , sin que pasen por la turbina. De esta forma se limita la presión de sobrealimentación y el n° de revoluciones de la turbina, la reacción del turbo brake oscila dentro de un intervalo de 1 hasta 10segundos , según el n° de revoluciones del motor y el estado de carga. Cuando el sistema es activado , el top brake actua sin retardo , aplicando una presión de frenado . Esto es apreciado por el conductor como un gradual comienzo de frenado hasta llegar a la potencia máxima mediante el turbo brake .
La válvula de corredora giratoria(4) se abre a partir de los 2 bares de presión de sobre alimentación y esta completamente abierta a los 2,5 bar
Tubo de salida de aire ; cuando la válvula de corredera abre los gases de escape van directo al ducto de escape sin pasar por la turbina de gases
2 ) capsula de presión 4) v/v de corredora giratoria 5) tubo de salida de aire EPW 6)turbina 7) elemento de escape de aire
A6 – modulo MR B104 – sensor se rpm de turbina Y87 convertidor electro neumático
La rejilla guía se compone del alabe guía (1) y del casquillo desplazable (3) , ambos componentes están unidos por soldadura y forman una unidad funcional . La rejilla guía esta estanque izada por la junta anular(2).
Elemento de escape de aire: Descripción, funcionamiento, estructura Estructura
El elemento de escape de aire (1) se compone de la corredera giratoria (4) la cual se encuentra montada en su alojamiento en la carcasa del turbo Disposición
El elemento de escape de aire (1), está dispuesto en la zona de entrada el la carcasa de la turbina de gases del turbo compresor Disposición
El elemento de escape de aire (1), está dispuesto en la zona de entrada el la carcasa de la turbina de gases del turbo compresor
Funcionamiento La unidad de control MR/PLD (A6), convierte sus requerimientos de presión de sobrealimentación y el número de revoluciones de la turbina (6) con ayuda del convertidor electro-neumático (EPW) (Y87). La cápsula de presión (2), unida con l convertidor electro-neumático (EPW) (Y87) activa la corredera giratoria (4) en cualquier posición. Los taladros en la corredera giratoria (4) dejan libre, según el requerimiento de presión de sobrealimentación o número de revoluciones de la turbina (6), una correspondiente sección transversal, al tubo de aire de salida (5). Esto hace variar la masa de gases de escape, que pasan por la turbina de gases, con lo que se efectúa una adaptación del numero de revoluciones o de la presión de sobrealimentación. A Corredera giratoria cerrada B Corredera giratoria abierta
Sensor del Nº de revoluciones de la turbina: disposición, y funcionamiento. Disposición
El sensor del número de revoluciones de la turbina (B104) está enroscado en la caja del turbo compresor Funcionamiento
El eje de la turbina gira pasando pasando por delante del sensor del Nº de revoluciones, (B104) e induce una señal de tensión. Esta señal es trasmitida por el sensor del Nº de revoluciones de la turbina (B104) a la unidad de control MRPLD.
Sensor de rotaciones
Convertidor electro neumático: Disposición y propósito Disposición
El convertidor electro neumático (EPW) (Y87) está atornillado en el lado derecho del motor, por debajo del turbo compresor, en el bloque el motor
Propósito
El convertidor electro neumático (EPW) (Y87) es activado por la unidad de control MR/PLD y gobierna la relación de apertura del elemento de reducción de presión
Convertidor electro-neumático: Disposición y funcionamiento
El transductor electromagnético (Y87) responde a una señal modulada por el módulo de control MR/PLD. Esta señal es utilizada por el (Y87) para regular la presión de salida de aire a la cápsula de presión (2). Esta, a través de su vástago gira la válvula de corredera, ajustando las rotaciones del turbo. Recordemos que las rotaciones del turbo se pueden ajustar por: 1.- superar el límite de 90.000 r.p.m. 2.- para controlar la presión del compresor de turbina (cuanto mayor es la presión del compresor de turbina, mayor es la acción de frenado del turbobrake)
La señal que envía el módulo de control MR/PLD es una PWM. Cuanto mayor es el % del pulso mayor apertura de la válvula corredera, mayor derivación de los gases, menor rotaciones de turbina, menor efecto de frenado. Cuanto menor sea el % del pulso ocurre lo contrario
Convertidor electro-neumático: Disposición y funcionamiento Por la conexión (1) se comunica una presión regulada de aire a la cápsula de depresión (2) que acciona la válvula de corredera (4). Esta presión de salida de aire es monitoreada por el sensor de presión (7). El circuito de control electrónico (8) compara este valor, con el valor de consigna (PWM enviada por el MR/PLD) Con estas informaciones activa el electroimán (9) de la válvula (6) de manera de ajustar la presión en el conducto de salida (1). La alimentación de aire es por la tubería (2) y la descarga por la tubería (4). Recordemos que el MR/PLD siempre tiene la información de la presión de aire de admisión (que es un valor fundamental cuando actúa el turbobrake) y las rotaciones del turbo. También recibe información de la solicitud de aplicación de freno motor (1 etapa, 2 etapa etc). Con todos esto a datos determina que valor de señal PWM debe enviar a (Y87)
1.- Tubería de salida 2.- Tubería de alimentación de aire 3.- Cuerpo de aluminio 4.- Tubería de descarga de aire 5.- Unión por enchufe eléctrico 6.- Válvula 7.- Sensor de presión 8.-Circuito electrónico de regulación 9.- Electro imán proporcional
Tabla de comparación con otros sistema de freno
A – freno mariposa , top brake retardador B –turbo brake y topbrake C – freno de mariposa y top brake
Ventajas del turbo brake
Bajo peso [aproximadamente 85 kilos menos que un retardador hidráulico] 50 %mas potencia que los frenos motor estándar [ freno mariposa y top brake ] a 2500 RPM Elimina las cargas en el sistema de generadas por el retardador hidráulico El desempeño de frenado permanece constante sin las limitaciones del sistema de refrigeración Libre de mantenimiento
