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MACROSA DEL PLATA
CENTRO DE CAPACITACIN PROFESIONAL
Introduccin a los Sistemas de Inyeccin Electrnica
Caterpillar
Realizado por : Ral Marcos Mazza
Programa de Entrenamiento 2004
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Contenido
Sistemas de Inyeccin Caterpillar - Fundamentos y Evolucin
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Nuestro nuevo socio
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Sistema de Inyeccin PEEC
-------------------------------------------------------- 16
Sistema de Inyeccin EUI / MEUI
------------------------------------------------ 25
Funcionamiento de la Unidad Inyectora EUI /MEUI
--------------------------- 31
Sistema de Inyeccin HEUI
-------------------------------------------------------- 37
Funcionamiento de la Unidad de Inyeccin HEUI
------------------------------ 46
Sistema de Inyeccin HEUI B
----------------------------------------------------- 51
El ECM y su evolucin - ADEM III
---------------------------------------------- 52
Funcionamiento de la Unidad de Inyeccin HEUI B
--------------------------- 56
Literatura de Servicio
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57
Conclusiones
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
SISTEMAS DE INYECCION CATERPILLAR
Fundamentos y Evolucin
En los ltimos aos, losa motores Caterpillar, vienen
experimentando fuertes cambios tecnolgicos, tanto en los materiales
utilizados en su construccin como en el diseo y funcionamiento de
sus sistemas.
Uno de los sistemas que mas ha evolucionado es el de inyeccin de
combustibley a continuaron haremos un breve repaso de sus
transformaciones
Breve resea Histrica
Mostramos ahora la evolucin de los distintos sistemas de
inyeccin de combustible utilizados por Caterpillar a travs del
tiempo y que siempre fueron de avanzada.
Sistema de Inyeccin del tipo Forjado
Caractersticas principales
Consta de elementos bombeantes del tipo scroll ( hlice ),
montados sobre la parte superior del cuerpo de la bomba. Accionada
por cremallera. Sincronizacin por medio de horquillas
regulables.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Sistema de Inyeccin Compacto
Principales Caractersticas
Elementos bombeantes del tipo scroll
Los elementos bombeantes estn montados en el interior del cuerpo
de la bomba y son accionados por cremallera.
La sincronizacin se hace por medio de arandelas de diferentes
medidas, que adems se las utiliza para establecer un sellado entre
las arreas de combustible y de aceite.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Sistema de Inyeccin a Mangas de Medicin
Caractersticas principales
Elementos bombeantes sin hlice con con un canal interior y
lumbreras de entrada y salida de combustible
La lumbrera inferior es controlada por el movimiento de un
manguito que se desplaza sobre el elemento bombeante, mientras que
la superior se abre y cierra por el movimiento del elemento
bombeante en la camisa. No se acciona por cremallera
La sincronizacin se realiza por medio de horquillas dispuestas
sobre una barra mvil que permite el desplazamiento de los
manguitos.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Sistema News Scroll
Caractersticas principales
Elementos bombeantes con hlice, accionados por cremallera
Los elementos bombeantes al igual que las bombas compactas
anteriores estn montados en el interior del cuerpo.
La sincronizacin se hace con arandelas intercambiables, pero de
una sola medida, para cada bomba, adems se las utiliza tambin para
el sellado de las reas de combustible y aceite.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Sistema MUI - Unidad de Inyeccin Mecnica
Caractersticas principales
El conjunto de bomba inyectora con gobernador, caos de inyeccin
e inyectores se sustituyo por una unidad de inyeccin bombeante que
incorpora bomba e inyector. Esta unidad de inyeccin es alimentada
por medio de una bomba de transferencia accionada por el
gobernador, ahora separado, que a su vez llena una galera en la
culata de cilindros. El accionamiento mecnico de la unidad MUI se
realiza por medio del rbol de leva, varillas , balancines del motor
y por cremalleras individuales controladas desde el gobernador.
Las unidades de inyeccin MUI se utilizan en motores 3114 - 3116
- 3126 y en motores de las series 3500 y 3600.
Unidad de inyeccin MUI 3114, 3116, 3126
Unidad de inyeccin MUI motor 3500
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Gobernadores Utilizados en Motores Caterpillar
Caractersticas principales
1 - resorte de carga - 2 manguito -3 - vlvula - 5 -servo - 6
cremallera -7 - palanca -8 - contrapesos - 9 -barra tope de carga -
10 - barra tope - 11 - manguito de desplazamiento - 12 - asiento de
resorte - 13 -tornillo de ajuste a pleno torque - 14 - bulon de
tope -15 - resorte de par - 16 - tornillo de ajuste a plena carga -
17 - collar de tope.
Gobernador mecnico asistido hidraulicamente. Se los utiliza en
bombas inyectoras del tipo news scroll
Regulador mecnico asistido hidraulicamente , utilizado en
motores 1.1 (3114, 3116) -. 1.2 ( 3126 ) inyeccin MUI.
En este gobernador se monta la bomba de transferencia de
combustible que es accionada por el eje del propio gobernador.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Gobernador Hidrulico PSG ( Gobernador de Presin Simple )
Isocrono
Caractersticas principales
Aplicacin en motores Industriales - Grupos Electrgenos y
Marinos.
Gobernador Electrnico - 2301 / 2301 A
Isocrono - Con Actuador - EG 3P
Caractersticas principales
Aplicacin principalmente en Grupos Electrgenos.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
NOTAS DEL ESTUDIANTE
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
NUESTRO NUEVO SOCIO
Caterpillar a travs de nuestra empresa Macrosa del Plata, tiene
el agrado de presentar a su nuevo, pequeo y poderoso socio.
EL ELECTRON
Este nuevo socio, no es un socio mas. No observa como suben o
bajas las acciones en la bolsa de comercio, no, nuestro nuevo socio
es muy activo y poderoso, tanto que es muy conocido en todo el
universo y es capaz a pesar de su pequeo tamao, de hacer grandes
cosas. A dems tiene una virtud; no le gusta que lo miren, no se
deja ver y solamente quiere que lo conozcan a travs de su trabajo y
eficacia. Le gusta participar activamente en todas las cosas de la
vida, siempre con la gua inestimable de su padre el tomo y
ltimamente esta haciendo no solamente en la construccin , sino en
el funcionamiento de los motores y sistemas Caterpillar.
Nuestro nuevo socio, el electrn, no trabaja solo, lo hace
acompaado de un equipo de eficientes colaboradores, switch,
sensores, solenoides, mdulos de control, hornees, etc. que
complementan su tarea.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
A continuacin mostramos una analoga que nos ayuda en el objetivo
de agregar una nota de color comparando muy brevemente el sistema
electroquimico del ser humano, con el sistema electrohidraulico de
un motor Caterpillar.
Sistema Electrohidraulico que controla un motor
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Cerebro - Areas Especificas
Es el rgano mayor del sistema y control de todo el cuerpo. Es el
responsable de la complejidad del pensamiento, memoria, lenguaje,
etc.
En adultos contiene cerca de 10000 millones de clulas y consta
de dos hemisferios, donde se desarrollan las mayora de las
actividades. Billones de largas agrupaciones nerviosas, constituyen
el SNC - Sistema Nervioso Central.
Cada neurona consta de tres partes : cuerpo celular, rama
dentrica (recibe seales de otras neuronas) y el axon, por el cual
se desplazan las seales como impulsos elctricos.
ECM - Modulo de Control Electrnico
SPM - Modulo Personal de Servicio
El ECM y el SPM, concentran todas las funciones de control del
sistema de combustible, siendo el modulo de personalidad el
software que contiene la memoria e instrucciones para el ECM y para
una familia de potencia especifica.
Un harnes de cables es el medio utilizado para el transito de la
informacin desde y hacia el ECM.
Los sensores son dispositivos utilizados para detectar y
convertir una seal fsica (presin, temperatura, etc en elctrica y
enviarla al ECM.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
INTRODUCCION A LOS SISTEMAS ELECTRONICOS
Los sistemas de inyeccin electrnica estn compuestos bsicamente
por tres tipos de componentes los cuales mostramos en este
esquema.
Esquema de un motor de la serie 3500 con inyeccin
electromecnica.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
NOTAS DEL ESTUDIANTE
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
SISTEMA DE INYECCION - PEEC
Programa de Control Electrnico para Motores
Este sistema es utilizado en algunas series de motores 3406 para
camiones de carretera, y en algunas aplicaciones de motores 3412 y
3500.
El sistema PEEC, fue diseado para proveer gobernacin electrnica,
control de la relacin aire- combustible, ajuste de torque y un
sistema de diagnostico mediante un data link.
Este sistema es en realidad un sistema de inyeccin convencional
con gobernacin electrnica.
Esquema del circuito de combustible de un sistema PEEC
El combustible tomado por la bomba de transferencia desde el
tanque y a travs del filtro primario, pasa por el interior del ECM
por una serpentina refrigerando sus circuitos integrados. Continua
luego su recorrido hacia los filtros secundarios y al cuerpo de
bomba inyectora e inyectores, retornando nuevamente al tanque.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Inyector serie 7000
Esquema del inyector utilizado en motores de la serie 3400 con
inyeccin convencional y control electrnico PEEC.
1 - sello de contencin - 2 - sello - 3 - pasaje - 4 - malla
filtrante - 5 - pasaje de entrada - 6 - orificio - 7 - vlvula - 8 -
dimetro mayor de la aguja - 9 - resorte
A continuacin mostramos una vista del motor donde se indica la
localizacin de los principales componentes electrnicos del
sistema.
1 - ECM - 2 - conector nivel de refrigerante P7 - 3 - sensor de
posicin de cremallera P11 - 4 - conector de presin de boost J7 - 5
- sensor de temperatura del refrigerante P12 - 6 - sensor de presin
de aceite J 9 - 7 - sensor de velocidad P 10 - 8 - sensor de presin
atmosfrica J 15.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Principales Componentes Electrnicos
Principio de Funcionamiento :
Componentes de Entrada
Fundamentalmente son sensores y switch, que envan seales de
voltaje y frecuencia al ECM. Estas seales responden a los cambios
que experimentan los distintos sistemas del motor durante el
funcionamiento, asi como tambin por medio de un sensor de presin
atmosfrica (presin absoluta) y otro del boost (sensor de carga) se
va determinando la correcta relacin de aire combustible para cada
condicin de aceleracin yo carga.
Componentes de Control
Son el ECM ( Modulo de Control Electrnico ) y el SPM ( Modulo
Personal de Servicio ). El ECM recibe las seales de entrada y las
procesa en funcin de la informacin contenida en el Modulo Personal,
un chip, portador de la memoria del sistema, enviando seales
elctricas a los componentes de salida, siendo el encargado de
determinar el tiempo de inyeccin.
Componentes de Salida
Las seales elctricas procedentes del ECM, hacen actuar al
principal componente de salida en estos motores denominado BTM (
Brushless Toque Motor ) que conduce a la cremallera de la bomba
inyectora.
Otros componentes de salida son el solenoide de corte de
cremallera monitores y seales de alarma.
NOTA : La seal utilizada por el ECM para acelerar o desacelerar
el motor mediante el BTM es del tipo PWM ( Ancho de Pulso Modulado
). Esta forma de seal es segura para el transporte de la
informacin.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Ubicacin de los principales componentes sobre la Bomba
Inyectora
Modulo Transductor Seccin caja de cremallera
10 - rbol de levas - 11 sensor de velocidad
4 - solenoide de corte - 5 - BTM -6 - servovlvula
7 - cremallera - 8 sensor de posicin de cremallera 9 - parada
manual
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Diagrama de Control Electrnico - Sistema PEEC
En este diagrama podemos observar una tpica distribucin de los
componentes electrnicos en un sistema PEEC, que incluye a los
componentes de control, entrada y salida.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Los sistemas electrnicos pueden ser monitoreados por medio de
herramientas especiales como el ET ( Electronic Technician ), la
que se conecta a un sistema de vinculacin de datos denominado Cat
Data Link, de donde se puede extraer la informacin registrada en la
m,memoria.
el mazo de cables que transporta la informacin desde y hacia el
ECM, se instala en un conector de 40 o mas pines de los cuales sale
la conexin para la herramienta de diagnostico. En esta figura se
muestran la ubicacin de dichos componentes.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Sistema PEEC III - Motor 3500 1 LM
En este esquema mostramos como se mediante un sistema PEEC,
podemos dar gobernacin electrnica a un sistema de inyeccin MUI.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Ventajas del Sistema PEEC
Programa de Control Electrnico para Motores
- Control de humo mejorado
- Mayor facilidad de arranque
- Proteccin para el arranque en fro
- Mejora la eficiencia del combustible
NOTA :
La informacin brindada en este modulo corresponde a toda la lnea
PEEC, PEEC II, PEEC III, los cuales tienen la misma base de
funcionamiento, con el agregado de mejoras en sensores y
mdulos.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
NOTAS DEL ESTUDIANTE
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
SISTEMA DE INYECCION - EUI / MEUI
Unidad de Inyeccin Electromecnica
Con la implementaron del sistema MEUI, Caterpillar realiza
sustanciales modificaciones en los sistemas de inyeccin de
combustible. Este tipo de sistema es utilizado en la lnea de
motores C10, C12, 3176, 3196, 3406 E y en motores de la serie 3500
en su versin electrnica.
En sntesis la unidad de inyeccin mecnica evoluciona hasta
convertirce en una unidad de inyeccin electromecnica, donde la
diferencia mas significativa es el reemplazo de la cremallera por
un solenoide controlado por el ECM.
El esquema nos muestra los componentes electromecnicos incluido
el sistema de carga y arranque del motor.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Motor C10
Motor C 12
Motor 3176
Motor 3196
Motores equipados con sistema - MEUI
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Motor 3406 E
Motor series 3500 de bajo y alto desplazamiento
Motor 3524
Motores equipados con sistema - MEUI
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Componentes del Sistema de Control Mecnico de la Unidad de
Inyeccin
Componentes del Sistema ce Control Electrnico
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
ECM - Modulo de Control Electrnico
- Controla todas las funciones principales del sistemas
- Cdigos de fallas histricas
- Mejoras en el diagnostico electrnico del motor
- Control electrnico de crucero
- PTO Programable electrnicamente
- Sistema de monitoreo y proteccin del motor
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
resorteconexin
solenoide
vlvula Spillelemento bombeante
camisa
cmara
resorte
vlvula de aguja
seal elctrica
Unidad MEUI - Componentes
Esta unidad de inyeccin es accionada mecnicamente por el balancn
y electrnicamente por un solenoide, controlado por el ECM.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Funcionamiento de la Unidad Inyectora
Funcionamiento - Fase 1
La unidad inyectora esta en la fase final del fin de llenado de
la cmara y comienzo de la carrera descendente del embolo empujado
por la accin mecnica del balancn. Durante esta parte de la carrera
el embolo desplazara parte del combustible que se encuentra en la
cmara hacia la galera. Esto ocurrir hasta que tape la lumbrera de
llenado.
Vlvula spill abierta, la unidad no inyecta
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Funcionamiento de Unidad Inyectora
Funcionamiento - Fase 2
En esta fase la unidad inyectora tapo la lumbrera de llenado y
esta comenzando la carrera efectiva de inyeccin, comprimiendo el
combustible que esta en la cmara, al mismo tiempo el solenoide es
engrillado por el ECM haciendo que la vlvula spill cierre el paso
al retorno de combustible.
Vlvula cerrada, la unidad no inyectora
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Funcionamiento - Fase 3
El embolo ya en carrera efectiva y al estar cerrado el retorno,
incrementa la presin en la cmara y por ende sobre la vlvula de
aguja venciendo la tensin del resorte y abriendo dicha vlvula. Esto
ocurre cuando la presin alcanza aproximadamente las 4785,
comenzando as la inyeccin de combustible.
Funcionamiento de la Unidad Inyectora
Vlvula spill cerrada, la unidad inyecta
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Funcionamiento de la Unidad Inyectora
Vlvula spill abierta, la unidad no inyecta
Funcionamiento - Fase 4
El ECM desactiva el solenoide, abriendo la vlvula spill y el
retorno de combustible, lo que provoca una cada de presin lo
suficiente como para hacer que el resorte cierre la vlvula de
aguja. La inyeccin termino, aunque el elemento continuara bajando,
por efecto del balancn, no habr inyeccin, dado que ahora el
combustible puede fluir hacia el retorno.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Ventajas del Sistema EUI / MEUI
Control de humo mejorado, reduccin de emisiones.
Mayor facilidad de arranque:
A - imposibilidad de arranque por inversin de giro.
B - proteccin de arranque en fro.
C - reduccin de humo blanco.
Mejora la eficiencia del motor en un 5%
Internase con control electrnico de la transmisin :
A - cambios mas suaves
B - mayor durabilidad del tren de fuerza
Simplificacin mecnica y elctrica que resulta en :
A - eliminacin de sensores e interruptores redundantes.
B - mayor contabilidad y menores costos iniciales de
mantenimiento
La nica regulacin mecnica que se realiza es la sincronizacin de
la unidad inyectora.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
NOTAS DEL ESTUDIANTE
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
SISTEMA DE INYECCION - HEUI
Unidad de Inyeccin Electrohidrulica
El sistema de inyeccin electrohidraulico es la ultima tecnologa
utilizada por Caterpillar en sus sistemas de inyeccin de
combustible.
Si bien el sistema MEUI explicado anteriormente es completamente
electrnico, donde ya se haban eliminado el conjunto de bomba
inyectora,tuberas e inyectores del tipo convencional. Donde el
elemento bombeante es accionado mecnicamente, por el camn de levas
del motor, varilla de levante y balancn, componentes que en el
sistema HEUI, fuero eliminados y reemplazados por un sistema de
alta presin de aceite.
Esto se logra por medio de una bomba de pistones axiales con
mando de engranaje, de caudal fijo o variable, que en combinacin
con una electrovlvula y un ECM accionan unidades de inyeccin
electrohidrulicas.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Componentes del Sistema Electrnico
Motor 3126 B
Componentes de Control
ECM - Modulo de Control Electronico
ADEM II - Advanced Diesel Engine Managemet
El ECM Controla todas las principales funciones del motor.
El SPM ( Modulo Personal de Servicio ) es `parte del circuito
integrado del ECM
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Componentes del Sistema
Motor 3126 B
Componentes de Entrada
Sensores
Los sensores monitorean los parmetros de performance del motor y
suministran la informacin al ECM en forma de seales elctricas.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Componentes del Sistema
Motor 3126 B
Componentes de salida
Actuadores
Los actuadores como componentes de salida, utilizan las seales
elctricas procedentes del ECM para hacer trabajar el motor o
cambiar su performance.
Sus principales componentes son :
Los solenoides de las unidades de inyeccin
La vlvula IAPCV - Vlvula de Control y Activacin de la Presin de
Actuacin de Inyeccin. Esta vlvula funciona con seal PWM. ( Ancho de
Pulso Modulado )
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Componentes del Sistema
Motor 3126 B
Bomba Hidrulica - Vlvula IAPCV - Bomba de Transferencia de
Combustible
La bomba hidrulica genera el caudal de aceite para las unidades
inyectoras de alta presin.
Regula la presin de salida de la bomba hidrulica, retornando el
exceso de aceite al crter
Toma el combustible del tanque y suministra la lnea de
alimentacin
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Componentes del Sistema
Motor 3126 B
Unidad de Inyeccin Electrohidraulica
- Diseo lineal
- Altos picos de presin
- Libre de Ajustes
Curva caracterstica - dos inyecciones por ciclo - PRIME - Pre
Inyeccin Medida
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Comparacin Sistemas EUI / MEUI - HEUI
Unidad de Inyeccin Electromecnica
Unidad de Inyeccin Electrohidraulica
NOTA : La unidad HEUI esta libre de ajustes mecnicos
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Unidad HEUI
Principales Componentes
solenoide
armadura
vlvula popet
pistn intensificador
elemento bombeante
cmara de combustible
vlvula de llenado de combustible
lumbreravlvula de aguja
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Unidad HEUI
Funcionamiento
Preinyeccin
A - La vlvula solenoide no esta activada.
B - El aceite procedente de la lnea de alta presin, no acta
sobre el pistn intensificador, manteniendose inmvil el elemento
bombeante.
C - Pasaje abierto al retorno.
PRE - INYECCION
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Unidad HEUI
INYECCION PILOTO
Funcionamiento
Inyeccin Piloto
A - La vlvula solenoide esta accionada.
B - El aceite procedente de la lnea de alta presin,comienza a
actuar sobre el pistn intensificador, iniciando el movimiento del
elemento bombeante, dando comienzo as a la inyeccin.
C - Pasaje de aceite cerrado al retorno.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
elemento bombeante
lumbrera - spill PRE - INYECCION
vlvula de aguja
Unidad HEUI
Funcionamiento
SPILL PRE - INYECCION
A - Vlvula solenoide activada
B - El embolo ha realizado el 25% de su recorrido. Se encuentra
con la lumbrera spill que conecta el combustible que esta a alta
presin con la galera de alimentacin. Momentneamente finaliza la
inyeccin debido a la cada de presin , lo que provoca el cierre de
la vlvula de aguja.
C - Pasaje de aceite cerrado al retorno.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Unidad HEUI
DELAY
Funcionamiento
DELAY
A - Vlvula solenoide activada.
B - La ranura del elemento bombeante se alineo con la lumbrera
spill, liberando presin finalizando la inyeccin en forma
momentnea.
C - Pasaje de aceite cerrado al retorno.
lumbrera spill
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Unidad HEUI
INYECCIONPRINCIPAL
solenoide
vlvula popet
pistn intensificador
lumbrera spill
vlvula de aguja
Elemento bombeante
Funcionamiento
INYECCION PRINCIPAL
A -vlvula solenoide accionada.
B - El elemento bombeante continua descendiendo por accin de la
presin de aceite cerrando la lumbrera spill y comprimiendo
nuevamente el combustible de la cmara. Se abre nuevamente la vlvula
de aguja comenzando nuevamente la inyeccin.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Unidad HEUI
FIN DE LA INYECCION
Funcionamiento
FIN DE LA INYECCION
A - Vlvula solenoide desactivada
B - Finalizo el proceso de inyeccin. El elemento bombeante
detiene su recorrido, el resorte del grupo de bombeo lo impulsa
hacia arriba ubicandolo para un nuevo proceso de inyeccin.
C - Pasaje de aceite abierto ala retorno.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
NOTAS DEL ESTUDIANTE
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
SISTEMA DE INYECCION - HEUI B
Unidad de Inyeccin Electrohidraulica
Motor C 9
El sistema HEUI B en un motor C 9 que se muestra en el esquema,
presenta importantes cambios con respecto al sistema HEUI de los
motores 3126 B , que ya explicamos anteriormente.
Fundamentalmente los cambios se sitan en tres componentes :
Bomba Hidrulica - De caudal variable
ECM - ADEM III
Unidades de Inyeccin - Con control electrnico del DELAY.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Componentes del Sistema Electrohidraulico
ECM - ADEM III
Advance Diesel Engine Management
A continuacin mostramos como evolucionaron los distintos ECM
utilizados por Caterpillar hasta el actual ADEM III.
Componentes de Entrada - Control - Salida
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Principales Caractersticas del ADEM III
Sistema de Monitoreo Electrnico
Luz de Diagnostico
Instantneas de Datos
Monitoreo del Motor - Luz de Advertencia
Alarma - Desrateo o Parada
Presin de aceite
Temperatura del refrigerante
Nivel del refrigerante ( OEM instalado )
Alarma solamente - Desrateo no instalado
Temperatura del aire de la admisin
Temperatura del combustible
Monitoreo Auxiliar
Temperatura ( - 40 - 248 F )
Presin ( 0 - 435 psi )
A dems de una amplia gama de parmetros que pueden ser
programados por el cliente u OEM .
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
El ECM y el control electrohidraulico de la presin de activacin
.
HEP
Bomba de Alta Eficiencia
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Unidad de Inyeccin Electrohidraulica
Area de Control
Area de Bombeo
Area de Inyeccin
Caractersticas
Actuado hidraulicamente - Controlado Electrnicamente.
La presin de Inyeccin es independiente de la velocidad del
motor.
Rango variable de la curva de inyeccin - Mayor eficiencia
menores emisiones.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Funcionamiento de la Unidad HEUI B
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
NOTAS DEL ESTUDIANTE
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
SISTEMA DE INYECCIN CON CONTROL ELECTRNICO
Cargadores Frontales 924 G y 924 Gz
Los cargadores 924 G y 924 Gz ahora vienen equipados con el
motor 3456 E en reemplazo del 3456 T con que venan equipados los
modelos anteriores.
En este esquema se muestran los componentes de entrada y salida
del controlelectrnico del motor.
La bomba de inyeccin elctrnica es controlada por un ECM, al
mismo tiempo labomba es protegida de los altos voltages por el
VLPM, Modulo de Protccin decarga y descarga de voltage.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
El ECM (1) esta montado del lado derecho de la mquina cerca de
la varilla de aceite del motor.
La informcin desde el motor es enviada al ECM de la mquina, al
ECM quecontrola a la bomba inyectora y al sistema de monitoreo de
la mquina.
El ECM del motor comunica mediante sensores la informacin al ECM
de lamquina para la velocidad del ventilador del sistema de
enfriamiento. Esto tambines comunicado al al sistema de monitoreo
para proveer una pantalla de status yparmetros. La informacin es
provista para el ECM que controla la bombainyectora electrnica para
controlar el suministro de parmetros.
El ECM del motor recibe informacin desde el ECM de la mquina
para desratearel motor, bajo voltaje, elevadas vueltas y seteo de
la aceleracin.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Una nueva bomba de inyeccin controlada electronicamente (1) es
utilizada en los motores 3456 E.
El ECM de la bomab inyectora electrnica (2) controla el
solenoide de tiempo (3)y el solenoide de entrega de combustible (4)
como respuesta para el ECM delmotor. El ECM de la bomba inyectora
se comunica con el ECM del motormediante en un rea cerrada
denominada CAN, Controller Area Network.
La bomba inyectora esta conectada al arnes del motor con un
nuevo conctor (5)que puede desconectace tirando hacia fuera con la
mano.
Localizados cerca de la bomba de inyeccin, estan : el tubo de
llenado de aceite (6)la trampa de agua (7), el filtro de
combustible (8) y el enfriador de aceite (9).
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
SISTEMA DE INYECCION CONTROLADO ELECTRONICAMENTE
Etapa de Baja Presin
El sistema de combustible controlado electrnicamente tiene
muchascaractersticas de las bombas inyectoras del tipo de
distribuidor corrientementeutilizadas por Caterpillar . Algunas de
las caractersticas mecnicas de las bombasrotativas, son ahora
elctrnicas en un esfuerzo para encontrar emisiones estandars.
Como se muestra en esta ilustracin, la vlvula solenoide de
cantidad decombustible esta desenergizada por el ECM de la bomba de
inyeccin para regularel flujo de combustible al pistn distribuidor.
Este pistn y el plato de leva estanmovidos hacia la izquierdapor
los resortes.
Como el plato de leva gira, debido al eje de mando de la bomba
inyectora, el platomueve al pistn distribuidor hacia adentro y
hacia fuera de la caja de bomba deinyeccin, dado que el plato se
desplaza sobre rodillos. En la etapa de baja presinel pistn es
movido hacia la izquierda permitiendo que el combustible entre a
lacmara sobre el lado derecho del pistn.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
El regulador de presin de la bomba de combustible, controla la
mxima presinde transferencia en la bomba de inyeccin tal cual lo
haca las bombas anterioresdel tipo de distribuidor. La presin de
transferencia se incrementar tanto como seincrementen la velocidad
del motor. El regulador tambin permite que elcombustible bypasee la
bomba de transferencia cuando el sistema de combustiblecomienza a
ser cebado.
El mecanismo de avance es controlado por un solenoide, el cual
es controladoelectrnicamente por el ECM de la bomba de inyeccin. El
mecanismo de avancecausa la rotacin del plato de rodillos en la
caja de la bomba. El resorte en elmecanismo mueve el pistn y el
plato de rodillos para retrasar el tiempo mientrasque la presin de
transferencia sensada sobre el lado izquierdo del pistn
trabajacontra el resorte para avanzar el tiempo.
El control electrnico del motor y la bomba de combustible
permiten nuevascarcteristicas como desrateo del motor, bajo voltaje
a elevadas vueltas. La entregade combustible est cambiada para
desratear el motor o elevar las vueltas parabeneficiar a otros
componentes de la mquina.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Cuando la vlvula solenoide para la cantidad de combustible es
abierta elcombustible viaja a presin de transferencia, via
diferentes canales en la cabeza yeje del distribuidor, dentro de la
cmara entre los pistones de sumistro.
Para comenzar la inyeccin el ECM de la bomba electrnica de
inyeccin energizael solenoide de combustible, el cual cierra la
vlvula al mismo tiempo que losrodillos causan que el plato de leva
comience a moverse hacia la derecha. Como elplato e leva y el pistn
se mueven hacia la derecha, el combustible es presurizadonuevamente
al cerrarce el solenoide de combustible.
El combustible presurizado es conectado por un pasaje en el
pistn distribuidor auna apertura en la caja de la bomba de
combustible a una de laas vlvulas desuministro.Estas vlvulas abren
y el combustible es dirijido hacia la toberab deinyeccin de
combustible. Las vvulas de suministro son vlvulas check, las
cualesabren para permitir que el combustible sea bomeado desde la
cmara hacia losinyectores . Hay una vlvula por cada inyector.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Cuando la cantidad deseada de combustible ha sido bombeada , la
vlvula solenoide de combustible es desenergizada por el control
electrnico de la bomba inyectora permitiendo que la presin caiga y
el combustible fluya dentro de la cmara del pistn.
Como la presin cae , la vlvual de suministro se cierra, estas
vlvulas rapidamente reducen la presin el la lnea de inyeccin al
final de dcada ciclo de inyeccin para asegurar unrpido cierre de
las toberas de inyeccin y mantener la presin residual en la lnea de
combustible hacia los inytectores.
Com,o el plato de leva y el pistn se mueven hacia atrs y a la
aizquierda para rellenar nuevamente la cmara del pistn , el pistn
distribuidor rota para alinear el combustible presurizado al pasaje
con el prximo cilindro.
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NOTAS DEL ESTUDIANTE
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Literatura de Servicio
Conoce como operan estos sistemas ?
Utiliza el Manual de Servicio ?
Aplica los test bsicos de performance mecnica ?
Aplica los test de performance electrnica ?
Interpreta correctamente el resultado de los test ?
NOTA : Utilice las herramientas de diagnostico apropiadas y la
literatura de servicio disponible para cada caso en particular
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
Su habilidad para pensar y entender como funcionan cada uno de
estos componentes y como se articulan todos juntos para el
funcionamiento de estos sistemas, le permitirn hacer mas efectiva
la utilizacin del mtodo de deteccin de fallas ( troubleshooting )
del Manual de Servicio.
Conclusiones
Comentario : Esperamos que esta publicacin les sea de utilidad,
aportando un poco mas a la compresin de estos sistemas electrnicos
, que ya son parte de nuestros motores obteniendose de ellos mejor
control y eficiencia.
Esta publicacin se ira actualizando con la informacin que llegue
de Caterpillar.
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Inyeccin Electrnica Material del Estudiante
NOTAS DEL ESTUDIANTE
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