Ventilador hidráulico Proyecto y funcionamiento
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Introducción
Ventilador Motor hidráulico Bomba hidráulica
4 5 6
Depósito aceite hidráulico Filtro de aceite hidráulico Enfriador del aceite hidráulico
El sistema del ventilador de refrigeración se controla electro-hidráulicamente y permite la regulación continua de la velocidad. El sistema ha sido proyectado para permitir el control ideal de la velocidad de rotaciones, con el objetivo de reducir la potencia consumida por el motor y su efecto sobre el consumo de combustible. La unidad de control del motor recibe las informaciones enviadas por el sensor del refrigerante sobre la temperatura del motor. La bomba de aceite hidráulico es controlada por una señal de pulso de amplitud modulada (PWM) transmitido por la unidad de control del motor para el solenoide de la válvula de control de la bomba de aceite hidráulico, y la presión del aceite de la bomba hidráulica acciona el motor hidráulico del ventilador del refrigerante. El ventilador del refrigerante tiene, también, un sensor inductivo de velocidad rotacional, que lee la velocidad real del ventilador y retorna esa información a la unidad de control del motor. Cuando necesario, la señal de salida para la bomba hidráulica se ajusta para mantener la velocidad de rotaciones correctas, de acuerdo con el termostato del motor y los parámetros programados. El enfriador de aceite del sistema hidráulico está puesto horizontalmente junto a la parte inferior del radiador, en el B12B/M. En el B7DD y en el B9TL, el enfriador de aceite está montado verticalmente al lado del radiador. Apuntes
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Depósito del aceite hidráulico
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Depósito del aceite hidráulico
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Conexión de la luz de alerta del nivel de aceite
2
Sensor del nivel de aceite
El tanque de aceite hidráulico, compartido por los sistemas de dirección hidráulica y ventilador hidráulico, está localizado en el compartimiento de l motor. El tanque se divide en dos cámaras, superior e inferior, separadas por un diafragma, y puede ser comparado a un tanque ciclónico. El aceite de retorno circula en el interior de la cámara superior y pasa a través de un orificio en el diafragma para la cámara inferior. Con eso, se eliminan las burbujas de aire y se disminuye para 4,5 litros el volumen total de aceite en el tanque. Cuando el aceite está arriba del nivel más bajo, el sensor de nivel se cierra y una se envía una corriente de +15A al Módulo de Control – CM ( Control Module). Cuando ese nivel cae por debajo del nivel más bajo permitido, el sensor se abre y corta la señal de la corriente para el CM. El CM está conectado al Módulo Central de Control Electrónico – CECM (Central Electronic Control Unit ) y al Tablero de Instrumentos del Ómnibus – BIC (Bus Instrument Cluster) por el data link (conexión de datos). El BIC recibe un mensaje de error y lo exhibe en el display o pantalla. Apuntes
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Bomba hidráulica
Eje de accionamiento Resorte de placa oscilante Pistón de control de la válvula Válvula de control Placa de apoyo
6 7 8 9 10
Rodamiento delantero Placa de la electroválvula Rodamiento trasero Placa de accionamiento oscilante Pistones
11 Carcasa de la bomba 12 Rodamiento interno
En los B12M/B, la bomba hidráulica va montada sobre el motor. En el B7 y B9DD, está montada en la parte lateral izquierda del motor (trasero). En todos los modelos el accionamiento se hace por la transmisión del motor. La presión de la bomba es controlada por el solenoide (7) y por la válvula de control (4), a través de las señales PWM de la unidad de control del motor. Esta libera las cantidades de aceite hidráulico solicitadas, aumentando o disminuyendo el ángulo de la placa (9), que, a su vez, indica que el pistón de la bomba (5) está con el recorrido más largo o más corto, lo que aumenta o disminuye la presión del aceite. Apuntes
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4 Placa de control de la bomba
1 2
Entrada de aceite Salida de aceite
4 Pistón de la bomba 5 Placa de la válvula
7 8
3
Pistón de control de salida
6 Eje del ventilador
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Placa de control oscilante Cojinete delantero – cuerpo de los pistones Carcasa de la bomba
Al poner en marcha el motor, las partes móviles en el interior de la carcasa de la bomba hidráulica empiezan a girar. A Cuando la placa de control está en la vertical, el aceite se mantiene estacionario en la camisa del cilindro. Esto significa que el aceite no es forzado hacia fuera, es decir, no hay desplazamiento de los pistones. B
El ángulo de la placa de control indica que los pistones se mueven hacia adelante y hacia atrás en la camisa del cilindro cuando la unidad rotativa gira. La bomba entra en funcionamiento. C La cantidad de aceite puede variar y eso depende del ángulo de la placa de control. Cuanto más abierto el ángulo, mayor el desplazamiento y más alta la presión de la bomba. Apuntes
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5 Válvula de control
1
Tornillo regulación, presión principal
5
2
Resorte de la válvula de control
6
3 4
Orificio longitudinal de la válvula Válvula de restricción
7 8
B S P
Presión para el motor hidráulico del ventilador Línea de succión del depósito de aceite hidráulico Alimentación de la válvula de inspección
Resorte de la válvula de restricción Restricción
9 10
Cámara de control Válvula solenoide
11 12
Pistón de la válvula de control Conjunto de la válvula de presión standby Tapón Vástago de la válvula de control
A L
Presión de control Línea de retorno del depósito de aceite hidráulico
T
Línea de retorno
Las rotaciones del ventilador se regulan con una señal PWM de la unidad de control del motor que activa el solenoide de la válvula reguladora de la bomba hidráulica. La válvula reguladora contiene dos válvulas distintas: una válvula de control (12) y una válvula de inspección (4). La válvula solenoide y estas dos válvulas controlan y verifican la presión de la placa de control de la bomba, que regula el volumen de aceite que pasa de la bomba hidráulica para el motor del ventilador. Válvula de control
El tornillo de regulación (1) y el resorte (2) son pre-tensados contra la presión de control cuando la válvula solenoide (8) está inactiva, haciendo posible la regulación de la presión del sistema en la conexión (P). Al activarse la válvula solenoide, el pistón (9) es presionado contra el resorte pre-tensado (2). Con esta presión de abertura, la presión del resorte de control se puede reducir a la presión de control correcta, dependiendo de la amplitud del pulso para la válvula solenoide. La presión del sistema está, de esta forma, regulada. Global Training GT2200043
Válvula de inspección
La válvula de control (12) controla la válvula superior. El orificio longitudinal (3) y la restricción (6) en la válvula de inspección hace posible el desarrollo de presión en el sistema (P). Esta presión actúa contra el resorte pre-tensado (5). La restricción (6) aumenta la presión del sistema en la cámara de control (7). Dependiendo de la señal eléctrica para la válvula solenoide, se obtiene una presión de control que mueve la válvula principal (4) para la derecha, haciendo la conexión de P para A. La placa de control de la bomba gira hasta que se alcance la presión solicitada P. Si cae la presión P, la válvula (4) retorna para la izquierda del montaje del resorte (5), y abre la conexión de A para T. La placa de control de la bomba gira de vuelta hasta que la presión solicitada P sea nuevamente alcanzada. Cajas coloridas en la ilustración:
Rojo Naranja
Presión alta Presión de control
Amarillo Azul
Presión de Control
Verde
Presión de Drenaje
Presión de Succión
Apuntes
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Señal PWM
La señal PWM es un método preciso y eficaz de obtener una tensión variable o tierra. El solenoide de la válvula de control de la bomba hidráulica recibe una tensión constante de 24 V y se controla a través de una señal de tierra del perno 21 de la unidad de control del motor. La longitud del pulso de tierra varía, y depende de la temperatura del refrigerante y de las rotaciones del motor. El resultado es una longitud de pulso variable. La longitud del pulso de salida es además dividida en conecta y desconecta, a un porcentaje rápido, y, de esta forma, controla la intensidad de la corriente para el solenoide. Si la señal PWM para el solenoide de la válvula de control de la bomba hidráulica se pierde, un resorte mantiene la palanca de control de la bomba en el ángulo máximo, manteniéndose el volumen máximo del cilindro. Eso significa que el motor hidráulico recibe la presión máxima de aceite y el ventilador pasa a girar a la máxima velocidad de rotaciones. Por lo tanto, el sistema es seguro contra fallas. Cuando la señal PWM tiene una señal de tierra de alta frecuencia, la válvula de control contrabalancea la presión del resorte y reduce su capacidad. Anotaciones
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Motor hidráulico del ventilador
El motor hidráulico es del tipo a engranajes y está disponible en dos versiones diferentes, dependiendo de las especificaciones del ómnibus. La presión del aceite de la bomba hidráulica es forzada a través de los dos engranajes del motor hidráulico, haciéndolo funcionar. El motor hidráulico alternativo para el B7DD B9DD y el DH12D 340 tiene la velocidad de rotación mínima y máxima de 1120 rpm y 3000 rpm, respectivamente. La velocidad máxima de rotaciones del motor hidráulico se obtiene con el motor del vehículo a 1200 rpm. El motor hidráulico tiene en la parte trasera una línea de drenaje de aceite cuya función es remover posibles burbujas de aire y devolver el exceso de aceite a la línea de retorno. La velocidad rotacional mínima y máxima del motor hidráulico alternativo para el DH12D 380/420 es de 750 rpm y 1950 rpm, respectivamente. La velocidad del ventilador se mantiene arriba de 1800 rpm solamente cuando el motor del vehículo alcanza las 1200 rpm. Pieza nº 20479526 B7DD, B9DD y DH12D 340 Pieza nº 20489463 DH12D 380 420 El motor hidráulico consiste básicamente en dos engranajes (1) montados en cojinetes en los bujes del eje (2 y 7), que, a su vez, está montado en la (3) carcasa y fijo por las tapas delantera (5) y trasera (4). Apuntes
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Sensor de velocidad de rotaciones
Cercano al ventilador de refrigeración hay un sensor de rotaciones por inducción que lee la velocidad de rotaciones del ventilador. Esta información es enviada a la unidad de control del motor. La señal de salida de la bomba hidráulica se ajusta cuando y donde sea necesario. Manteniéndose, por lo tanto, la velocidad correcta del ventilador, de acuerdo con el termostato del motor y los parámetros programados. Apuntes
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Filtro de aceite hidráulico
1. Interruptor de presión 2. Línea de drenaje de aceite
El filtro de aceite del sistema hidráulico está ubicado en el compartimiento del motor y filtra el aceite del lado del retorno. El cartucho del filtro, del tipo ‘en línea’, es compartido por el sistema de dirección hidráulica. La llave de presión (1) está rosqueada en la carcasa del filtro. En la carcasa hay una válvula de derivación (by-pass). Si el filtro es bloqueado, dicha llave se cierra con cerca de 1,25 bar y un mensaje de error aparece en el display del tablero de instrumentos. Al mismo tiempo, la válvula by-pass se abre, y deja que el aceite pase por el filtro a través de un canal de ‘derivación’ en la carcasa del filtro. La línea de drenaje de aceite (2) del motor hidráulico está ubicada en la cara superior del soporte del filtro de aceite. Apuntes
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10 Velocidad de rotaciones
3500 rpm 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 -6 -5 -4 -3 -2 -1
0 1
2 3
4
5 6
ºC
El objetivo es mantener el líquido refrigerante a una temperatura específica. Esa temperatura es controlada por el termostato del refrigerante. El sensor mide la temperatura del refrigerante del motor. La diferencia entre la temperatura que debería haber y la temperatura real se muestra como un desvío (Cool-Sys-Ctemp-error), que determina la velocidad del ventilador. Este desvío está representado en el eje X del gráfico. El ejemplo muestra un B7DD equipado con un termostato que se abre totalmente a 86°C. Los parámetros para la especificación de este vehículo significan que la velocidad del ventilador comienza a aumentar a los 88°C, y la velocidad máxima del ventilador sucede a los 92°C. Apuntes
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11 Circuito eléctrico
El control eléctrico del ventilador está integrado al conjunto de cables (manojo) del motor. El relé 17 en la caja K 2 recibe la tensión del cable ‘+30’ y cierra el contacto. El solenoide de la bomba hidráulica (6115) recibe energía de ‘+15’ a través del fusible F45 del tablero 2 de fusibles. La capacidad de la bomba se controla por una señal de tierra de pulso de amplitud modulada (PWM), suministrada a través del perno 21 de la unidad de control del motor (9070) al solenoide (6115) de la válvula de control de la bomba hidráulica. Con esto, se mantiene la velocidad solicitada para el radiador. El ventilador hidráulico gira normalmente en su velocidad más baja y aumenta con la señal PWM enviada a través del perno 21 de la unidad de control del motor. La señal llega al solenoide de la válvula de la bomba hidráulica, manteniéndose, con esto, la velocidad solicitada para el ventilador de refrigeración. La velocidad del ventilador de refrigeración es controlada por el sensor (7074) de velocidad del ventilador a través de una señal de entrada retornando al perno 6 de la unidad de control del motor. La señal de salida de la unidad de control del motor será ajustada donde sea necesario. Apuntes
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12 Purgado
El purgado del sistema hidráulico se procesa en dos etapas. Etapa 1. El purgado del lado de la presión del sistema hidráulico se hace con una bomba y una manguera conectadas en la salida de medición de la bomba hidráulica. Al conectarse, la bomba de carga bombea el aceite para el sistema hasta que el tanque de aceite hidráulico alcance su nivel máximo. Etapa 2. El purgado del lado de la succión del sistema hidráulico se hace manteniendo el tapón de purgado de la bomba hidráulica abierto hasta que empiece a salir solamente aceite (pero no aire). El purgado de la dirección hidráulica se hace prendiendo el motor del vehículo y girando repetidamente el volante hacia delante y hacia atrás. Pieza nº 999 8636
Manguera de carga
Pieza nº 999 8634
Bomba de carga
Apuntes
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