TurboFreno-Retardador

Sistema de Freno Continuo: Turbo Brake Retardador Voith R 115 VH

REV 00

INDICE Titulo

Pagina

TURBOFRENO Disposición de los componentes……………………………………………………………………………………………………………….….…………………2 Componentes y operación……………………………………………………………………………………………………………………………….………………3 Rejilla guía, disposición y tarea……………………………………………………………………………………………………………………………..……….5 Elemento de escape de aire, Disposición, funcionamiento…………………………………………………………………………….……………..6 Sensor del numero de revoluciones de la turbina, Disposición y funcionamiento…………………………………………….……….…8 Comparativo con otros sistemas de freno motor………………………………………………………………………………………………………….10 Diagnostico y funcionamiento………………………………………………………………………………………………………………………………..………11 Activación : Ejercicio………………………………………………………………………………………………………………………………………….……….….13

RETARDADOR VOITH R 115 VH Ventajas………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……….……..14 Esquema de trabajo…………………………………………………………………………………………………………………..…………………………….……17 Descripción de funcionamiento……………………………………………………………………………………………………………………………………..18 Cambio de aceite…………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………..20 Mantenimiento………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…….21 Despiece…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….….……....23

Camiones-Sistemas de Freno Continuo Turbofreno Sep 2005

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TURBOFRENO-Disposición de los componentes

1 Turbocompresor por gases de escape 2 Cápsula de presión 3 Turbofreno A6. Unidad de control MR/PLD B104 Sensor del número de revoluciones de la turbina Y87 Convertidor electroneumatico (EPW)


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TURBOFRENO-Componentes y operación

El Turbobrake sustituye a la mariposa de freno motor y está ejecutado como una rejilla conductora (4) desplazable axialmente, dentro del turbocompresor por gases de escape. En cuanto se necesita un mayor efecto de freno motor, se desplaza la rejilla conductora (4) en el canal anular de la entrada de turbina. De esta manera se reduce la sección de flujo del canal anular, asi como el ángulo de soplado de los gases de escape sobre la turbina. Esto tiene como consecuencia una aceleración del gas de escape y, por lo tanto, un aumento del número de revoluciones de la turbina, que incrementa así la presión de sobre alimentación. La presión de sobrealimentación ahora formada, aumenta también el efecto de freno motor; es decir, el trabajo de compresión aumentado corresponde también a un trabajo de freno aumentado .El Turbobrake actúa como la mariposa de freno motor. El accionamiento tiene lugar mediante la palanca de accionamiento de regulación del motor/freno permanente, que activa al cilindro de trabajo (1). A una temperatura del aceite del motor < 60 °C se acciona adicionalmente el estrangulador constante.

1.-Cilindro de trabajo 2.-Leva de ajuste 3.-Caja 4.-Rejilla conductora

5.-Horquilla de los cables de accionamiento 6.-Matriz 7.-Espiral de turbina

8.-Capsula de presión 9.-Elemento de expulsion de aire 10.- Corredera giratoria


3

Para evitar la destrucción del turbocompresor por gases de escape debido a un número excesivo de revoluciones, se transmite el número de revoluciones de la turbina a través del sensor del número de revoluciones de la turbina en el turbocompresor por gases de escape, a la regulación del motor (MR) y se limita a 90.000 rpm. En caso de demanda, la unidad de control de la regulación del motor (MR) activa al convertidor electoneumático que acciona la cápsula de presión (8) de la corredera giratoria (10) de manera semejante a la activación de una válvula waste-gate Como consecuencia se limita la presión de sobrealimentación y el número de revoluciones de la turbina. La reacción del Turbobrake oscila dentro de un intervalo de 1 hasta 10 seg., según el número de revoluciones de salida del motor y el estado de carga inicial. Casi espontáneamente después de la activación se establece, mediante el estrangulador constante una elevada potencia de frenado. Esto lo aprecia el conductor como un suave comienzo de frenado, hasta llegar a la potencia máx de frenado mediante el Turbobrake

La corredera giratoria se abre a partir 2.0 bares de presión de sobrealimentación y esta completamente abierta a 2.5 bares. A Corredera giratoria cerrada B Corredera giratoria abierta

2.-Capsula de presión 4.-Corredera giratoria 5.-tubo de aire de salida 6.-Turbina 7.-Elemento de escape de aire A6 Modulo MR B104 Sensor de turbina Y87 Convertidor electroneumático (EPW)


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TURBOFRENO-Rejilla guia disposicion y tarea

Disposición La rejilla guía(1) esta dispuesta axialmente desplazable en la matriz(2) Tarea La rejilla guía extendida(1) reduce la sección transversal de la corriente del canal anular y modifica el ángulo de flujo de los gases de escape a la turbina, a fin de aumentar la potencia de esta

1.- Rejilla guia 2.-Matriz

3.-Turbocompresor por gases A Rejilla guía desplegada de escape B Rejilla guía extendida


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TURBO FRENO-Elemento de escape de aire: Disposición, funcionamiento, estructura

Estructura: El elemento de escape de aire (1) se compone de la corredera giratoria(4), la cual se encuentra sobe un apoyo girable en la caja del turbocompresor y está unida con la cápsula de presión (2) Disposición: El elemento de escape de aire (1) Está dispuesto en la zona de entrada de la espiral de turbina en el turbocompresor por gases de escape (3) Funcionamiento: El elemento de escape de aire (1) regula la corriente de masa de gases de escape en la turbina y, caso necesario, lo conduce a través de las secciones transversales en la corredera giratoria (4) al tubo de aire de salida.


6

TURBOFRENO-Sensor del número de revoluciones de la turbina: Disposición y

Funcionamiento.

Disposición: El sensor del número de revoluciones de la turbina(B104) esta enroscado en la caja del turbocompresor por gases de escape. Funcionamiento: El árbol de turbina gira pasando por delante del sensor de número de revoluciones de la turbina(B104) e induce una señal de tensión. Esta señal es transmitida por el sensor del número de revoluciones de la turbina(B104) a la unidad de control MR.

1 turbo cargador B104 Sensor de revoluciones de la turbina


7

TURBOFRENO-Convertidor electroneumático :Disposición, funcionamiento

Disposición: El convertidor electroneumático (EPW) (Y87) esta atornillado en el lado derecho del motor, por debajo del turbocompresor por gases de escape, en bloque motor. Funcionamiento: El convertidor electroneumático (EPW) (Y87) es activado por la unidad de control MR/PLD y regula la relación de apertura del elemento de reducción de presión.

Y87Convertidor electroneumático (EPW)


8

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Elemento de reducción de presión Tubería de alimentación de aire comprimido Caja de aluminio Tubería de salida de aire Unión por enchufe eléctrica Válvula Sensor de regulación Sistema electrónico de regulación 9.Electroimán proporcional

El convertidor electroneumático (EPW) acciona una presión en el conducto de mando del elemento de reducción de presión (1) en función del señal de entrada modulada (valor de consigna de la unidad de control MR/PLD).El sistema electrónico de regulación (8) compara el valor de consigna con la presión de mando del elemento de reducción de presión. La presión en el conducto de mando del elemento de reducción de presión(1) la mide el sensor de presión (7). Una magnitud de ajuste generada por el sistema electrónico de regulación (8) activa la válvula (6) para la entrada y salida de aire por medio del electroimán proporcional(9), hasta que se ajusta la presión necesaria en el conducto de mando de reducción de presión(1).


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TURBOFRENO- Comparativo con otros sistemas de freno

Diagrama de comparación entre turbofreno con freno de mariposa.

A Freno de mariposa, freno motor constante y retardador. B Turbofreno y freno de motor constante. C Freno de mariposa y freno motor constante.

Ventajas del turbo freno. • 50% mas potencia que los frenos motor estándar( freno de mariposa y freno motor constante) a 2500 RPM. • Bajo peso (aproximadamente 85 kilos menos que un retardador hidráulico). • Elimina cargas en el sistema de enfriamiento generado por el retardador hidráulico. • Desempeño de frenado permanece constante sin las variaciones en la temperatura del refrigerante.


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TURBOFRENO-Diagnóstico y funcionamiento

Activación de la placa del flujo: Puede ser verificado externamente observando el movimiento de la placa de control que es activada por el cilindro neumático del control. El proceso es gobernado por una válvula electroneumática 3/2 de control proporcional. En los vehículos MB esto esta es, es gobernada por la unidad de control FR. Otra opción es controlar este mecanismo manualmente usando el START DIAGNOSIS. . En el motor OM 460 (Freightliner) la unidad de control MR utiliza la válvula de control proporcional 6 para controlar la horquilla de accionamiento. Activación de la válvula rotatoria: La operación se puede verificar desde el exterior mirando el proceso en el cual el vástago de la cápsula anaeroide que acciona la válvula rotatoria. La válvula EPW controla la cápsula anaeroide neumáticamente en un proceso infinitamente variable. La válvula EPW es controlada por la unidad de. control de motor MR por medio de la válvula de control proporcional1. El proceso también se puede iniciar manualmente usando el Star-Diagnosis. La válvula rotatoria debe moverse a su posición cerrada cuando se enciende el motor. Control de la válvula del estrangulador constante.: Una válvula de control electrohidráulica 3/2, instalada sobre el filtro de aceite controla las válvulas del estrangulador constante en la culata .Este proceso hidráulico no es visible desde el exterior. El modulo MR gobierna la válvula de control 3/2 por medio de la válvula de control proporcional 2. El proceso de activación se puede también iniciar manualmente usando el Star Diagnosis ..Para verificar la operación de la válvula, comience acelerando lentamente el motor desde marcha lenta hasta revoluciones medias y luego suelte el pedal del acelerador. La activación de las válvulas del estrangulador constante deben producir una caída más rápida de las RPM, de la que ocurre cuando la unidad no se activa. La válvula del estrangulador constante produce un ligero sonido del aire que sale rápidamente del interior del motor. Si se sospecha de un problema, es posible: utilizar un manómetro para comprobar la presión de control en la galería ,o soltando levemente el tornillo en la línea hidráulica (Precaución: Peligro de descarga considerable de aceite de motor). La válvula del estrangulador constante funciona solamente a temperaturas de liquido refrigerante sobre 60°C. El sensor de RPM del turbocargador. Las rpm del turbocargador se supervisan para proteger la turbina contra velocidades excesivamente altas de la rotación durante el frenado. El modulo MR controla las rpm. interviniendo la válvula de descarga de aire. Atención. Cuando el Star Diagnosis se esta usando para operar las válvulas de control manualmente durante el test, es importante desconectar la ignición completamente después del test. No observar esta instrucción permitirá que el motor permanezca en modo de prueba. Camiones-Sistemas de Freno Continuo Turbofreno Sep 2005

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TURBOFRENO-Activación, Ejercicio

A3

Unidad de control de regulacion de marchas

A4 A6

Unidad de control sistema de precalentamiento de aire de admisión (FLA) Unidad de control regulación de motor (MR)

A11

Unidad de control gestión de frenado (BS)

A22 B1

Unidad de control módulo especial parametrizable (PSM) Acelerador de pedal

B11

Sensor térmico aceite de motor

B17

Transmisor de velocidad

B104 P3

Sensor del número de revoluciones de la turbina Tacógrafo modular (MTCO)

P4

Instrumento

S1

Interruptor de marcha

S2 Y1

Palanca de accionamiento regulación del freno motor/freno permanente Válvula solenoide freno motor 1

Y49

Válvula solenoide estrangulador constante

Y87

Convertidor electrónico (EPW)


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TAREA/ PREGUNTA

Escriba los términos aplicables en los espacios en blanco.

¿Cual es la unidad de control que regula la rejilla guía.?

¿Cual componente registra la velocidad de la turbina.?

¿Cual componente ajusta la presión neumática en la válvula anaeroide para regular la válvula de descarga.?

¿Cual unidad de control regula la válvula de descarga.?


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RETARDADOR VOITH R 115 VH

El retarder R 115 HV VOITH (Código BA1) está disponible como equipo especial para el ATEGO 2 y AXOR 2 vehículos con motor de 6 cilindros. Se puede ordenar juntos con o como una alternativa a los sistemas permanentes standard de freno. . Todos los sistemas permanentes disponibles del freno tales como el freno de motor, válvula de freno motor constante y turbobrake se integran completamente en el sistema de freno Telligent® y contribuyen substancialmente a la seguridad, el confort y la eficiencia. Las ventajas: Las ventajas para el cliente se han extendido con la optimización del R 115 HV: • Reducido desgaste de los frenos • Velocidades perceptiblemente mas rápidas del promedio manejando cuesta abajo. • No interrupción de la fuerza del freno del retarder al cambiar de marchas. • El posible ajuste de la velocidad sin el freno del servicio ni cambio a marchas mas bajas. Las ventajas del R 115 HV en comparación con el R 115 H: • •

•

Incremento en el frenado máximo Ajuste de relación de engranaje de alta velocidad Reducida perdida de rendimiento

1.-Válvula proporcional 2.-Separador de aceite (filtro) 3.-Sensor de temp. aceite 4.-Cartucho de montaje 5.-Piñon de conexión

6.-Entrada de agua 7.-Intercambiador de acero 8.-Válvula de escape 9.-Sensor temp. líquido refrigerante 10.-Salida de agua

Camiones-Sistemas de Freno Continuo Retardador Voith R115 VH Sep 2005

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RETARDADOR VOITH R 115 VH

El ulterior desarrollo del retardador R 115 HV reemplaza al anterior retardador R 115 H. El nuevo retardador ofrece positivo perfeccionamiento en comparación a su predecesor.

Rosca

Status:Neutro Piñón de entrada Reactor Rotor

Incremento en el torque máximo de frenado de 3500 Nm. (3200 Nm.) con un aun más rápido frenado y un torque constante debido a un mejor control. Ajuste de una relación de engranaje mas alto a la marcha directa de la transmisión para optimizar el torque de frenado vía la velocidad del vehículo. Incremento de la relación a: 2,13

Piñón con corredera

Reducida perdida de rendimiento con el rotor de corredera: una corredera es instalada en el eje del piñón. Un resorte es usado para empujar el rotor fuera del estator sobre la corredera, tan pronto cuando el retardador esta en ralentí.

Stator

Rotor

Resorte Status:Frenando Camiones-Sistemas de Freno Continuo Retardador Voith R115 VH Sep 2005

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Rodamientos del retardador en la transmisión: un cartucho de rodamientos es usado para montar el retardador por lo cual no extra rodamientos son necesarios cuando se ensambla en fábrica o en caso de una reparación. Los rodamientos del retardador son lubricados por aceite de la transmisión en vez del liquido hidráulico. Instalación de dos diafragmas para separar la cámara de aceite del aire de control. Esto minimiza la cantidad de espuma sobre el aceite resultando perdidas de este.. Además el escape de aire es filtrado para reducir la cantidad de neblina de aceite. Otra ventaja de separar el aire y el aceite es la reducción del consumo de aire.


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Esquema de Trabajo 1.-Deposito intermediario de volumen 2.- Válvula de descarga 3.-Valvula de entrada 4.-Separador de aceite 5.-Enfriador directo de carter de rotor 6.-Restrictor de entrada 7.-Restrictor de salida 8.-Estructura de ventilación 9.-Toma canal de salida 10.-Tanque de sobrellenado aceite 11.-Intercambiador de calor 12.-Bloque de válvulas 14.-Membrana de separación 15.-Sensor temperatura refrigerante.16.-Valvula reductora de presión 17.- Modulo de control 18.-Mecanismo del rotor 19.-Filtro 20.-Valvula direccional 2/2 21.-Entrada de aire 22.-Sensor temperatura aceite 23.-Restrictor separador aceite 24.-Deflector 25.-Protector contra salpicaduras 26.-Restrictor tanque de rebose aceite.


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Descripción de funcionamiento Voith R 115 VH Valvula de descarga(2) La presión del aceite en la cámara de trabajo abre la válvula check de descarga, el cual permite que el aceite entre al intercambiador de calor donde es enfriado y es retornado a la cámara de trabajo. Válvula de entrada (3) Cuando el retardador se conecta el aceite es presurizado vía las membranas (14); el flujo del aceite abre la válvula de entrada (check) y entra a la cámara de trabajo. Separador de aceite (4) El separador de aceite separa el aceite del aire del escape. El aire del escape con su contenido mínimo de aceite viene directamente del ciclo de trabajo vía la abertura del perfil y también del tanque de sobrellenado de aceite. Abertura de perfil (8) El aire en el circuito operación es desplazado desde el ciclo en el comienzo del proceso de frenado por el aceite desde la apertura en el perfil y el aceite en el separador (4) o en parte dentro del flujo del deposito de rebose. Si el circuito operativo es ventilado, un flotador. cierra el perfil de apertura. Intercambiador de calor (11) El calor generado durante frenado es desviado al sistema de refrigeración del vehículo vía el intercambiador del calor. Bloque de valvulas (12) El bloque de válvulas es la comunicación entre el modulo de control y el mecanismo del retardador. Este convierte las señales eléctricas desde el modulo en presión neumática de actuación. La presión de actuación permite infinitos ajustes del efecto de frenado del retardador. El aire del vehículo sirve como un medio de control. Un sensor integrado de la presión controla la presión de actuación y la función general del sistema. En el caso de una desviación de la tolerancia aprobada de la presión. El modulo lo registra y muestra una falla.


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LAS MEMBRANAS DEL SEPARADOR (14) El cárter de aceite del retardador está entre las membranas. Las membranas separan el aceite del retardador y la presión de actuacion. Cuando se apaga el retardador, el aire en las membranas es liberado a través del bloque de válvula y se dirige al respiradero (19). El respiradero no está conectado con el colector de aceite del o el ciclo del aceite del retardador. La tecnología de la membrana optimiza el consumo del aire del retardador. SENSOR DE TEMPERATURA DE REFRIGERANTE (15), ACEITE (22) Los sensores de temperatura están instalados en el sistema de refrigeración del vehículo (línea de retorno del retardador al radiador del vehículo) y en la línea del aceite del retardador. Envían la información de la temperatura al modulo del retardador. El torque de frenado que frena el retardador se regula para evitar que la temperatura del líquido refrigerante y de aceite exceda el máximo especificado en el modulo para proteger el sistema de refrigeración del vehículo y el retardador. El torque de frenado y el calor que resulta son balanceados hasta que un equilibrio se alcanza entre la energía que frena del retardador y la energía térmica generadas por el sistema de enfriamiento del vehículo. Si el límite de la temperatura se excede durante el frenado, el torque de frenado se regula para proteger el sistema de refrigeración el retardador . Si se excede el rango del límite de la temperatura, el torque de frenado deja de actuar . El modulo también regula el torque de frenado si la temperatura de aceite aumenta demasiado rápidamente, sin importar la temperatura de aceite real. Mientras que la limitación de la temperatura está en la operación o si el retardador falla, la velocidad del vehículo se debe controlar con los frenos de servicio. 2/2 válvula de control direccional (20) con el protector integrado del chapoteo (25) La válvula de control 2/2 direccional actúa cuando el retardador se actúa y cierra el espacio de la membrana (14) al tanque del rebose del aceite (10). Cuando el retardador se apaga la válvula se abre otra vez. El protector del chapoteo previene que una cantidad excesiva de aceite entre en el tanque de rebose del aceite del aceite que fluye de nuevo al cuarto de la membrana del circuito de funcionamiento. El aceite recogido en el tanque del rebose fluye de regreso a través de la 2/2 válvula de control direccional abierta al espacio de la membrana. El aire recogido en el espacio de la membrana durante el frenado puede ser ventilado al tanque del rebose del aceite a través de la válvula de control 2/2 direccional.


19

Cambio de aceite. La cantidad especificada de aceite se requiere para la operación correcta del retardador. El aceite del retardador debe estar en la temperatura de funcionamiento antes de que se drene (> 60°C). ¡La presión de actuación no se debe ejercer en el retardador en ningún momento durante el proceso del cambio del aceite. 1.-Coloque la bandeja del aceite debajo del retardador. 2 .-Desenroscar el tapón de vaciado del aceite (801) en el intercambiador de calor y drene el aceite. 3 .-Desenroscar el tapón (3600) y conecte el adaptador. la válvula manual del inflador de neumáticos con el adaptador. 4 .-Empalmar el inflaneumático al adaptador . Dar cortos impulsos de aire con el inflaneumáticos al retardador. Repita el procedimiento hasta que solamente el vapor del aceite salga del tapón de vaciado del aceite (801). No aplique la presión de aire continua. Utilice solamente los pulsos cortos del aire. Este proceso se requiere para drenar el circuito del retardador totalmente. 5.- Coloque el tapón de vaciado (801) en el intercambiador de calor y apretar al torque especificado (30 Nm). 6.- Destornille el adaptador y la válvula manual del inflaneumático y coloque el tapón de servicio (3600) y apriete al torque especificado (30 Nm). 7.- Agregue lentamente la cantidad especificada del aceite a través del orificio de servicio (3700). 8.-Apriete el tapón de llenado de aceite (3700) al torque especificado (100 Nm).


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MANTENIMIENTO Cantidad de aceite

7.4 litros para un llenado completo( cambio de intercambiador o reparación del retardador) 6.0 litros durante el periodo de cambio de aceite.

Intervalos de servicio

Sistema de mantenimiento Telligent

Tipo de aceite

Aceite monogrado, como el retardador VR115

Chequeo del nivel de aceite

Una medición de capacidad de aceite será solo realizada si el cliente reclama acerca de la operación del retardador o perdidas de aceite.

•

Chequear los tornillos de sujeción del intercambiador de calor por su correcta instalación

•

Chequear todos los tornillos de sellado (base de retardador e intercambiador ) por perdidas y su correcta instalación

•

Chequear el retardador completamente por perdidas

TRABAJO DE MANTENIMIENTO ADICIONAL CADA 2° cambio de aceite •

Reemplazar el elemento del filtro separador


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1 4

Transmisión Mercedes Benz

2

5 6

3

7 8

1.-Eje de entrada 2.-Carcaza porta rodamiento 3.-Estator 4.-Piñon de caja 5.-Eje de salida 6.-Rotor 7.-Deposito de aceite 8.-Intercambiador de acero inox. 9.-Diafragma 10.-Carter 11.-Aire de control

9 10 11


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RETARDADOR VOITH R 115 VH, DESPIECE


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DaimlerChrysler Global Training Kaufmann S.A. Santiago / Chile [email protected]

TurboFreno-Retardador

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