heui manual - bombas

Lección 3: Inyección Unitaria Electrónica Hidráulica (HEUI)

Introducción

El sistema de combustible con Inyector Unitario Electrónico Hidráulico(HEUI) se utilizó en el motor 3126 Caterpillar en 1995, y posteriormenteen los motores 3408E, 3412E y C-9 para suministrar aún másflexibilidad en el control de suministro de combustible.

Todos los motores EUI y HEUI de Caterpillar tienen diseños del sistemaelectrónico muy similares para propósitos de diagnóstico. Esta lección seconcentrará en el sistema de activación de inyección hidráulica y en losinyectores de los motores HEUI.

Objetivos

Al terminar esta unidad, el estudiante podrá:

• Identificar los componentes del sistema de combustible HEUI

• Explicar el funcionamiento del sistema de combustible HEUI

• Quitar e instalar un inyector HEUI

Materiales de referencia

CD ROM del sistema de combustible HI300 HEUI Caterpillar (Motor 3126B) RENR1390CD ROM del sistema de combustible HI300B HEUI Caterpillar (Motor C-9) RENR1392Diagrama eléctrico relacionado con el vehículo y el motor usados en lapráctica de taller

Herramientas

222-7876 (168-0382) Juego de herramientas Caterpillar o equivalente

Herramientas para quitar e instalar el inyector correspondiente al motorusado en la práctica de taller (consulte el Manual de Desarmado yArmado apropiado).

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(HE

UI)

Fig. 2.3.2 Inyector HEUI (motores 3408E y 3412E)

El inyector unitario HEUI es eléctricamente similar al inyectorunitario EUI. El inyector se controla electrónicamente mediante elECM pero se acciona hidráulicamente. La señal del ECM controla laapertura y el cierre de la válvula solenoide. La válvula solenoidecontrola el flujo de aceite hidráulico de presión alta al inyector. Estesistema hace que el ECM controle el volumen de combustible, lasincronización y la presión de la activación de la inyección (presiónde la bomba hidráulica de suministro).

NOTA: Los solenoides del inyector operan con corriente continuade 105 voltios. Manténgase siempre alejado del área del inyectorcuando el motor esté en funcionamiento, porque puedeproducirse descarga eléctrica. Los solenoides del inyector delmotor C-9 funcionan con corriente continúa de 70 voltios.

Unidad 2 2-3-3 Sistemas Electrónicos de la MáquinaLección 3

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Fig. 2.3.3 Curva de control de presión de la inyección hidráulica

La presión deseada de la activación hidráulica en la inyección decombustible se puede controlar en forma independiente de lavelocidad del motor.

Existen muchas combinaciones de la presión de operación, quepueden hacer que se suministre a la cámara de combustión unacantidad específica de combustible por carrera del inyector. Estacaracterística es útil cuando se ajusta el motor para optimizar elrendimiento, la respuesta, las emisiones y otros parámetros.

Esta característica hace que el sistema HEUI sea superior. La presiónde inyección puede alcanzar su máximo valor independientemente dela velocidad del motor. Normalmente, se requiere presión máxima deinyección a velocidad de par máxima. Esta característica contrastacon los sistemas de bomba y tubería en los cuales la presión esproporcional a la velocidad del motor.


Fig. 2.3.4 ECM y bomba HEUI (motores 3408E y 3412E)

El componente principal del sistema HEUI, el ECM (1), estáinstalado en la parte superior de la cubierta de la válvula delanteraderecha.

El ECM es el "corazón" del motor. El ECM realiza la regulación delmotor, sincronización y limitación de combustible. También lee lossensores y se comunica con el sistema de visualización delinstrumento a través de un Enlace de Datos.

El Módulo de Personalidad se usa para programar el ECM con toda lainformación nominal para determinada aplicación. El Módulo dePersonalidad se puede cambiar mediante reemplazo directo (modelosanteriores) o con programación Flash (reprogramar) usando un PC.

La bomba de accionamiento hidráulico (2) está instalada en la “v” delmotor en la misma posición que la bomba original de combustible yel regulador de los motores 3408C y 3412C. El flujo desde estabomba suministra la presión de activación a los inyectores.

El sensor de presión de activación de inyección (3) está situado entrelas bases de la cubierta de la válvula en el múltiple derecho desuministro de fluido. El sensor envía una señal al ECM, que indica lapresión de activación de inyección. El ECM usa la presión deactivación de inyección como una de las señales de entrada paracontrolar la bomba de accionamiento hidráulico.


1

2

3

Fig. 2.3.5 Componentes de la bomba HEUI (motores 3408E y 3412E)

Esta gráfica, desde el lado izquierdo superior del motor, muestra loscomponentes del sistema de combustible HEUI instalados en labomba de accionamiento hidráulico.

La válvula de control de presión de activación de inyección (1)controla el ángulo de la plancha basculante de la bomba, que varía lasalida de la bomba.

En el ECM se usa el sensor de temperatura de aceite hidráulico (2)para compensación de viscosidad, a fin de mantener el suministrouniforme de combustible y la sincronización del inyectorindependientemente de los cambios de viscosidad ocasionados alvariar las temperaturas hidráulicas.

También se encuentra instalado, en la bomba de accionamientohidráulico, el sensor de presión de aceite del motor (3). El sensoropera en la misma forma que el sistema del combustible EUI.

NOTA: El flujo de aceite desde la bomba de accionamientohidráulico se llamará "hidráulico", para evitar confusión con elsistema de lubricación.

El sistema de combustible del motor HEUI 3126B no tiene sensorde temperatura del aceite hidráulico. El sistema de combustibledel motor C-9 HEUI incluye dos sensores de temperatura delaceite hidráulico, puesto que la temperatura del aceite puedevariar al fluir a través del motor. El motor C-9 HEUI tambiénreacciona ante diferentes grados de aceite usados en el motor. ElECM se puede programar para determinado grado de aceite, locual refuerza la capacidad del motor de arrancar en condicionesfrías.


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3

Fig. 2.3.6 Bomba de accionamiento hidráulico (motores 3408E y 3412E)

La bomba de accionamiento hidráulico de los motores 3408E y3412E es de pistones axiales y caudal variable, similar a las usadas enmuchos sistemas hidráulicos de otras máquinas.

La bomba tiene un grupo giratorio de nueve pistones y un control decaudal variable. Los engranajes de sincronización del motor impulsanla bomba a 1,167 veces la velocidad del motor y producen 59 l/min(15,5 gal de EE.UU./min) a la velocidad nominal del motor.

A la entrada del depósito de aceite de la bomba para arranque en frío,se suministra aceite a baja presión desde la bomba de lubricación delmotor. El propósito del depósito es mantener el sistema cebadodurante el descenso en frío. En condiciones de arranque en frío, estevolumen de aceite ayuda a acortar los tiempos de arranque.

La bomba de accionamiento hidráulico contiene las siguientessecciones que requieren servicio:

- Bomba de transferencia de aceite

- Válvulas de retención de flujo inverso

- Válvula de control de presión de activación de inyección

- Bloque de válvula compensadora

NOTA: La bomba de accionamiento hidráulico del motor 3126Bes de pistones axiales y caudal FIJO.


Fig. 2.3.7 Bomba de accionamiento hidráulico (Motores 3408E/3412E)

La bomba de transferencia de combustible (flecha) es impulsada porun acoplamiento que conecta el extremo del eje de impulso de labomba de suministro a presión alta al eje de entrada de la bomba detransferencia.

Esta bomba de engranajes tiene una válvula de alivio integral,ajustada para abrirse de 620 kPa a 760 kPa (90 lb/pulg2 a 110lb/pulg2). Esta válvula, normalmente, no opera porque la válvula deregulación de presión (figura 2.3.8) controla la presión.

Del tanque se extrae combustible para el separador combinadoprimario de filtro de combustible/agua. El combustible, entonces,pasa a través del ECM y el filtro de combustible secundario, hacia elmúltiple del fluido y los inyectores.

NOTA: La bomba de transferencia de combustible del motor3126B es de pistones, individual, cargada por resorte, con tresválvulas de retención. La bomba es accionada por una excéntricaen la parte trasera del eje de la bomba de accionamientohidráulico.


AL SISTEMA DELUBRICACIÓN

BOMBA DETRANSFERENCIADE COMBUSTIBLE

VÁLVULADE CONTROL

IAP

FILTRO DEACEITE

ENFRIADORDE ACEITE

HEUI

HEUI

SUMIDERODE ACEITE

SENSOR DEPRESIÓN

HIDRÁULICA

SENSOR DETEMPERATURA

HIDRÁULICA

SENSOR DEPRESIÓN DE ACEITE

ECM

CIRCUITODE ENFRIAMIENTO

TANQUE DECOMBUSTIBLE


DE COMBUSTIBLE

VÁLVULAREGULADORADE PRESIÓN

FILTRO DECOMBUSTIBLESECUNDARIO

SEPARADOR DEAGUA DEL FILTRODE COMBUSTIBLE

PRIMARIO

BOMBADE ACEITE

DEPÓSITODE ACEITE

DE ARRANQUEEN FRÍO

GRUPO DE LABOMBA DE

SUMINISTROHIDRÁULICO

CONDUCTO HIDRÁULICODEL MÚLTIPLE DE FLUIDO


Fig. 2.3.8 Sistema de combustible de los motores 3408E y 3412E HEUI (suministro de aceite hidráulico a presión baja)

Operación del sistema de combustible HEUI

En un motor HEUI, la bomba de aceite de lubricación tiene dosfunciones:

1. Suministrar aceite de lubricación al motor

2. Suministrar aceite de carga a presión baja a la bomba hidráulicaHEUI.

La bomba de lubricación del motor es más grande desde los motores3408C y 3412C, para suministrar el aumento necesario de flujo.

La bomba hidráulica tiene un depósito de aceite para arranque en frío.Este depósito evita que la bomba hidráulica cavite durante el arranqueinicial del motor hasta que la bomba de lubricación pueda suministrarla presión de carga adecuada.

En el depósito de aceite para arranque en frío se encuentran un sensorde presión de aceite y otro de temperatura del aceite hidráulico (comose mencionó anteriormente), que es la entrada a la bomba de aceitehidráulico.


VÁLVULADE CONTROL

IAP

HEUI

HEUI

ECM



FILTRO DEACEITE

ENFRIADORDE ACEITE

SUMIDERODE ACEITE

SENSOR DEPRESIÓN

HIDRÁULICA


HIDRÁULICA




DE COMBUSTIBLE


FILTRO DECOMBUSTIBLESECUNDARIO

SEPARADOR DEAGUA DEL FILTRODE COMBUSTIBLE

PRIMARIO

BOMBADE ACEITE

DEPÓSITODE ACEITE

DE ARRANQUEEN FRÍO

GRUPO DE LABOMBA DE





Fig. 2.3.9 Sistema de combustible HEUI de los motores 3408E y 3412E (aceite hidráulico a presión alta)

Durante la operación normal, el aceite tiene una presión de entre5.000 kPa y 21.500 kPa (725 lb/pulg2 y 3.100 lb/pulg2), producidapor la bomba hidráulica a presión alta para accionar los inyectores. ElECM controla la presión del aceite hidráulico, que envía una señal ala válvula de control de presión de activación de inyección (IAP) paraaumentar el caudal de la bomba hidráulica.

Cuando el motor está en funcionamiento, el aceite a presión alta estádisponible para todos los inyectores en cualquier momento.

El aceite de la bomba a presión alta entra en los dos conductos desuministro de aceite.

Las válvulas de retención de flujo inverso se usan para evitar laselevaciones de presión entre los conductos de aceite en bancosopuestos. Los conductos de suministro de aceite se conectanhidráulicamente a los inyectores mediante tubos de conexión. Elaceite usado por los inyectores se libera por debajo de las cubiertas dela válvula y drena de nuevo al sumidero a través de loscompartimientos de la varilla levantaválvulas.


HEUI

HEUI

ECM

VÁLVULADE CONTROL

IAP



FILTRO DEACEITE

ENFRIADORDE ACEITE

SUMIDERODE ACEITE

SENSOR DEPRESIÓN

HIDRÁULICA


HIDRÁULICA




DE COMBUSTIBLE


FILTRO DECOMBUSTIBLESECUNDARIO3 MICRONESSEPARADOR DE

AGUA DEL FILTRODE COMBUSTIBLE

PRIMARIO

BOMBADE ACEITE

DEPÓSITODE ACEITE

DE ARRANQUEEN FRÍO

GRUPO DE LABOMBA DE





Fig. 2.3.10 Sistema de combustible de los motores 3408E y 3412E (suministro de aceite a presión baja)

El combustible se extrae del tanque a través del separador de agua y de labomba de cebado manual, mediante una bomba de transferencia deengranajes. El combustible, entonces, se dirige a través de la caja del ECMpara propósitos de refrigeración. El combustible fluye a través del filtrosecundario de combustible.

Luego, el combustible entra en la cámara de suministro a presión baja,ubicada en el múltiple de suministro de fluido en la parte superior de lasculatas. Cualquier exceso de combustible no inyectado sale del múltiple. Elflujo, entonces, se combina en una tubería y pasa a través de la válvula deregulación de presión, que está ajustada entre 310 kPa y 415 kPa (45lb/pulg2 y 60 lb/pulg2). De la válvula de regulación de presión, el exceso deflujo regresa al tanque. La proporción de combustible entre combustión ycombustible que regresa al tanque es de aproximadamente 1:3 (es decir,cuatro veces el volumen necesario para la combustión se le suministra alsistema para propósitos de combustión y refrigeración del inyector).

Un sensor de temperatura de combustible está instalado en el sistema desuministro de combustible para compensar las pérdidas de fuerzaproducidas al variar las temperaturas del combustible.

NOTA: El combustible NO fluye a través del ECM en el sistema decombustible HEUI del motor 3126B.

El sistema de combustible HEUI del motor C-9 puede tener un sensoroptativo de agua en el combustible. El sensor está localizado en elseparador de agua y suministrará una advertencia al operador sobre"agua en el aceite".


CARRETE LIMITADOR DE PRESIÓN

VÁLVULA DE RETENCIÓNVÁLVULA DECONTROL IAP

ORIFICIO DEDRENAJE

ORIFICIO

ALDRENAJE

DE LA CAJA

CARRETE SENSOR DE CARGA

DEL PISTÓN DE CONTROLDE DESPLAZAMIENTO

VÁLVULAS DE RETENCIÓNDE FLUJO INVERSO

CONJUNTO COMPENSADOR

AL DRENAJE DE LA CAJA

A LOS MÚLTIPLESDE ACEITE

CARRETE DEDETECCIÓNDE CARGA

CARRETELIMITADOR

DE PRESIÓN

DRENAJEDE LA CAJA

DE LA BOMBA

PISTÓN DE CONTROLDE DESPLAZAMIENTO

VÁLVULADE RETENCIÓN

BOMBA DESUMINISTRO

VÁLVULA DECONTROL IAP

Fig.2.3.11 Sistema de control hidráulico HEUI (arranque)

Operación del sistema hidráulico HEUI

El caudal de la bomba se controla para mantener la presión deseada deoperación a la velocidad de flujo que requieren los inyectores. El caudalse regula mediante la válvula de control de presión en el accionador deinyección (IAP) y el grupo compensador.

El caudal de la bomba se varía moviendo la plancha basculante desde 0°hasta un ángulo máximo de 15,5°. Cuando el motor no está enfuncionamiento, la plancha basculante está en el ángulo máximo.Durante el funcionamiento, el pistón de control de caudal ajusta laposición de la plancha basculante para atender la demanda de flujo delsistema.

Durante el arranque inicial, la plancha basculante está en caudal plenohasta que la presión de suministro aumenta a 6.200 kPa (900 lb/pulg2).El resorte en el extremo del carrete de detección de carga regula estapresión. Entonces, la especificación programada en el ECM para elarranque normal anulará esta presión. Hasta este punto, el solenoide dela válvula de control se activa plenamente para el aumento de presión.

Durante el ARRANQUE, la presión desde la bomba entra en el grupocompensador. La válvula de control de presión en la activación deinyección se activa para acumulación rápida de presión.

La presión se detecta en ambos extremos del carrete de detección decarga. El carrete se desplaza y el aceite desde el pistón de control decaudal se descarga a la caja del drenaje. La plancha basculante está enángulo máximo.


El orificio de drenaje, ubicado entre la válvula de control de presiónde la activación de inyección y el drenaje de la caja, suministra unapequeña restricción para mejorar la estabilidad de la válvula.


ORIFICIO DEDRENAJE

AL PISTÓN DE CONTROLDE DESPLAZAMIENTO

AL DRENAJEDE LA CAJA

CARRETE LIMITADORDE PRESIÓN


ORIFICIO

CONJUNTO COMPENSADOR

A LOS MÚLTIPLESDE ACEITE


CARRETELIMITADOR

DE PRESIÓN

DRENAJE DE LACAJA DE LA BOMBA


VÁLVULA DERETENCIÓN


BOMBADE SUMINISTROVÁLVULA

DE CONTROL IAP


Fig. 2.3.12 Sistema del control hidráulico HEUI (disminución de caudal)

Después de que el motor arranca y aumenta la presión, el ECM envíauna señal a la válvula de control IAP para equiparar la presión actualcon la presión deseada mediante desactivación momentánea y,después, regulando el flujo de corriente al solenoide de la válvula decontrol IAP.

La menor corriente aplicada al solenoide disminuye la presiónrequerida para iniciar el flujo a través de la válvula de control IAP.Esta menor presión de arranque en la válvula de control IAP crea undesequilibrio de fuerza en el carrete de detección de carga, lo cualhace que el carrete se mueva contra la fuerza del resorte. El carretede detección de carga envía aceite al pistón de control de caudal, quemueve la plancha basculante hacia un ángulo mínimo, y disminuye elcaudal de la bomba. El menor caudal de la bomba (DISMINUCIÓNDE CAUDAL) disminuye la salida de la bomba al nivel de presiónrequerido por el ECM.


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��A LOS MÚLTIPLES

DE ACEITE


CARRETELIMITADOR

DE PRESIÓN





BOMBADE SUMINISTRO

VÁLVULADE CONTROL IAP

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Fig. 2.3.13 Sistema de control hidráulico HEUI (aumento de caudal)

A medida que aumenta la carga en el motor y se requiere mayorpresión, el ECM envía una señal a la válvula de control IAP paraaumentar la presión, y envía mayor flujo de corriente al solenoide dela válvula de control IAP.

El aumento en la corriente aplicada al solenoide eleva el ajuste depresión de la válvula de control de IAP. Esta mayor presión en laválvula de control de IAP crea un desequilibrio de fuerza en el carretede detección de carga, lo cual hace que el carrete se mueva y envíeaceite desde el pistón de control de caudal hasta la caja de drenaje.

La fuerza del resorte mueve la plancha basculante para aumentar elcaudal de la bomba (AUMENTO DE CAUDAL). El mayor caudaleleva la salida de la bomba hasta el nivel de presión deseado quedemanda el ECM.


ORIFICIOTAPONADO

RESTRICCIÓN

ORIFICIOTAPONADO

AL PISTÓN DE CONTROLDE DESPLAZAMIENTO

AL DRENAJEDE LA CAJA

CARRETE LIMITADORDE PRESIÓN


ORIFICIO

CONJUNTO COMPENSADORA LOS MÚLTIPLES

DE ACEITE


CARRETELIMITADOR

DE PRESIÓN





BOMBADE SUMINISTRO

VÁLVULADE CONTROL IAP


Fig. 2.3.14 Sistema de control hidráulico HEUI (operación limitadora de presión)

Si fallan el carrete de detección de carga o los brazos de la válvula decontrol de IAP u otro elemento en crear presiones de operaciónmayores que las deseadas, se utiliza el carrete limitador de presión.En la figura 2.3.14, se simula un orificio de émbolo. (Este ejemplorepresenta una condición real causada por escombros que seintroducen durante un reemplazo en campo de la válvulacompensadora).

Si la presión del aceite de suministro excede 25.600 kPa ( 3.700lb/pulg2), actúa sobre el carrete limitador de presión. El carretelimitador de presión se mueve contra la fuerza del resorte y envíaflujo de aceite de la bomba para activar la válvula de retención ypresurizar el pistón de control de caudal. La plancha basculante semueve hacia un ángulo mínimo para disminuir el flujo y limitar lapresión del sistema.

En estas condiciones, la bomba desarrollará de 24.800 kPa a 25.600kPa (3.600 lb/pulg2 a 3.700 lb/pulg2) de presión máxima,independientemente de la presión hidráulica deseada. La lámpara deverificación del motor se encenderá para indicar una falla.

Una prueba de la válvula de control IAP verificará la operación de laválvula de control. Esta prueba le permite al técnico ajustarmanualmente la presión hacia arriba y hacia abajo, con la herramientade servicio ET Cat. Este procedimiento también será útil cuando seevalúe la condición del sistema hidráulico.


SUMINISTRODE COMBUSTIBLEDE PRESIÓN BAJA

MANGUITO DEL INYECTORDE LA CULATA

MÚLTIPLE DESUMINISTRODE FLUIDO

INYECTOR

ADAPTADOR DE ACEITEDEL INYECTOR

TUBO PUENTE

ABRAZADERADEL INYECTOR

CONDUCTOHIDRÁULICO

DE PRESIÓN ALTA

CULATA

BASE DE BALANCÍN

CONDUCTO DEACEITE LUBRICANTE

BLOQUE DE MOTOR

REFRIGERANTE

ARANDELA

ACEITE HIDRÁULICODE PRESIÓN ALTA

Fig. 2.3.15 Inyector HEUI (flujo de aceite y combustible)

Desde los conductos de suministro hidráulico, a través de los tubos deconexión individuales, se suministra aceite hidráulico a presión alta acada inyector. El aceite de presión baja se suministra a la entrada delinyector a través de un conducto perforado ubicado en cada múltiple desuministro de fluido.

En las uniones hidráulicas entre el inyector y el múltiple del fluido seusan sellos anulares especiales "Viton". El suministro de combustible acada inyector está sellado desde la cámara de combustible y el área pordebajo de la cubierta de la válvula mediante sellos anulares superior einferior entre el inyector y el manguito de inyector de la culata.

Mediante un contacto metal a metal entre el manguito inyector de laculata y el inyector, se evita que entren gases de la cámara decombustión en el conducto de suministro de combustible.

El manguito inyector de la culata se enrosca en ésta. Para sellar elextremo inferior del adaptador, se usa una arandela de metal, a fin deevitar el escape entre el sistema de refrigeración y la cámara decombustión.

NOTA: En las figuras 2.3.15 a 2.3.25, se usa el color naranja en elaceite hidráulico a presión alta para evitar la confusión entre elaceite hidráulico y el combustible.

El aceite hidráulico se suministra directamente desde el conducto desuministro hidráulico al inyector HEUI (sin tubos de conexión) enlos motores 3126B y C-9.


GRUPODE CUERPO

DE LA VÁLVULA

GRUPODE TAMBOR

GRUPODE BOQUILLA

Fig. 2.3.16 Inyector HEUI (tres grupos principales)

El inyector HEUI consta de los tres grupos principales siguientes:

- Grupo del cuerpo de la válvula

- Grupo de tambor

- Grupo de inyector

NOTA: Siempre se deben usar los procedimientos correctos paraquitar el inyector, y las herramientas especificadas en el Manualde Servicio. Cualquier apalancamiento aplicado por debajo delcuerpo de la válvula puede producir deformación del orificio dela válvula de contrapunta (localizado en el grupo del cuerpo de laválvula) y la posible falla del inyector.


SOLENOIDE DESACTIVADO SOLENOIDE ACTIVADOVÁLVULA DE CONTRAPUNTA CERRADA VÁLVULA DE CONTRAPUNTA ABIERTA

TORNILLODEL INDUCIDO

RESORTEDE CONTRAPUNTA

ASIENTO DEVÁLVULA

DE ENTRADA

SOLENOIDE

VÁLVULADE CONTRAPUNTA

INDUCIDO

ASIENTO DEVÁLVULA

DE ESCAPE

DE LA BOMBA

AL PISTÓNINTENSIFICADOR

AL PISTÓNINTENSIFICADOR

DE LA BOMBA

Fig. 2.3.17 Funcionamiento del grupo del cuerpo de la válvula del inyector

Secuencia de la inyección

Cuando el solenoide se desactiva, la válvula de contrapunta se sostienesobre su asiento de válvula de entrada, mediante el resorte de la válvulade contrapunta. La válvula de contrapunta se conecta al inducido,mediante el tornillo del inducido. Cuando la válvula de contrapunta secierra, el asiento de entrada impide que el aceite de alta presión fluya alpistón intensificador en el inyector. El asiento de la válvula de escapese abre y conecta la cavidad del pistón identificador hacia la atmósfera.

Con base en señales de entrada desde los diversos sensoreselectrónicos, el ECM calcula la cantidad y la sincronización del aceiteque el inyector debe suministrar a la cámara de combustión. En elmomento apropiado, el ECM envía una corriente eléctrica al solenoidedel inyector.

El solenoide desarrolla una fuerza magnética que atrae el inducido ydesplaza la válvula de contrapunta. La válvula de contrapunta se muevecontra la fuerza del resorte, abre el sello de entrada y cierra el asientode la válvula de escape. El aceite hidráulico desde la bomba deactivación hidráulica se dirige hacia la parte superior del pistónintensificador.



DE ENTRADADE COMBUSTIBLE

PISTÓNINTENSIFICADOR

ÉMBOLO

COMBUSTIBLEA LA BOQUILLA

TAMBOR

VÁLVULA DE RETENCIÓNDE FLUJO INVERSO

COMBUSTIBLEDE LA BOMBA

DE TRANSFERENCIA

ACEITE DE SUMINISTRO

Fig. 2.3.18 Grupo del tambor del inyector (aumento de la presión de combustible)

El flujo de aceite de suministro dirigido desde la válvula decontrapunta hace que el pistón intensificador y el émbolo delcombustible se muevan hacia abajo. El caudal del émbolo presuriza elcombustible atrapado entre el émbolo y el inyector.

NOTA: El pistón intensificador tiene casi siete veces el área delémbolo del combustible. Cuando el circuito hidráulico suministrauna presión de 21.000 kPa (3.000 lb/pulg2), se generaránaproximadamente 145.000 kPa (2.100 lb/pulg2) por debajo delémbolo del combustible.


VISTA DE LA PLANCHA DE TOPE Y VÁLVULA DE RETENCIÓN

DE FLUJO INVERSO


DE FLUJOINVERSO

ATOMIZACIÓNDE COMBUSTIBLE

VÁLVULA DE RETENCIÓNDE LA BOQUILLA

FILTRODE BORDE

Fig. 2.3.19 Funcionamiento del grupo de la boquilla del inyector

Cuando la presión atrapada excede la de apertura de la válvula delinyector (VOP), típicamente 31.000 kPa (4.500 lb/pulg2), la válvulade retención del inyector se levanta, y el combustible fluye, a travésde los orificios del inyector, a la cámara de combustión. Al final de lainyección, la válvula de retención del inyector se cierraaproximadamente a 21.000 kPa (3.000 lb/pulg2).

La boquilla del inyector es muy similar al inyector unitario EUI. Seisorificios, cada uno con un diámetro de 0,252 mm (0,010 pulg), estándispuestos en un ángulo de 140 grados.

La válvula de retención de flujo inverso se usa para evitar que entreen el área de la boquilla el flujo de gas de combustión inducido.

El filtro de borde se forma mediante dos superficies paralelas planasseparadas por aproximadamente 130 micrones. Estas superficiesatrapan y descomponen partículas que podrían ser lo suficientementegrandes para bloquear los orificios del inyector.



VÁLVULADE CONTRAPUNTA INDUCIDO

SOLENOIDE

MANGUITO

BOQUILLA


DE LA BOQUILLA

ÉMBOLO

Fig. 2.3.20 Inyector unitario (final de la inyección)

El final de la inyección se logra cerrando la corriente desde el ECM alsolenoide del inyector. La pérdida resultante de la fuerza magnética en elinducido hace que la fuerza del resorte de retorno desplace la válvula decontrapunta.

La válvula de contrapunta bloquea el flujo de aceite desde la bomba, ydescarga el circuito hidráulico interno del inyector por debajo de lacubierta de la válvula.

Cuando se descargan el pistón intensificador y el émbolo delcombustible son empujados hacia arriba por la fuerza del retorno delresorte del émbolo, hasta que el pistón intensificador hace contacto conel cuerpo de la válvula.

La retracción del émbolo de combustible disminuye la presión en lacámara de combustible por debajo del émbolo, lo cual hace que laválvula de retención del inyector se cierre cuando la presión en elinyector disminuye por debajo de la presión de cierre de la válvula

(VCP) de aproximadamente 21.000 kPa (3.000 lb/pulg2).


TAMBOR

PISTÓN

VÁLVULA DE RETENCIÓNDE ENTRADA DE COMBUSTIBLE

PASADOR

ESPACIADOR

ARANDELA

ÉMBOLO

MANGUITO

BOQUILLA

VÁLVULA DERETENCIÓN DE

BOQUILLA

FILTRODE BORDE

Fig. 2.3.21 Grupo del tambor (llenado del tambor)

A medida que el émbolo continúa retrayéndose, la presión por debajodel émbolo disminuye por debajo de la presión de suministro decombustible. La válvula de retención de entrada de combustible seabre, para que el combustible pase a través del filtro de borde yrellene el inyector para la siguiente secuencia de inyección.


SELLO DELPISTÓN

INTENSIFICADOR

TAMBOR


VÁLVULA DE RETENCIÓNDE DRENAJE

DE LA BOMBA

A LA ENTRADA DECOMBUSTIBLE

Fig. 2.3.22 Grupo de tambor (escapes internos de descarga)

Durante el ciclo normal de inyección, el aceite suministrado a la partesuperior del pistón intensificador puede aumentarse hasta 22.800 kPa(3.300 lb/pulg2). Para minimizar el paso del escape al pistón, seinstala un sello.

Parte del aceite necesario para la lubricación del pistón intensificadorpuede pasar el sello y establecerse momentáneamente por debajo delpistón.

Así mismo, una pequeña cantidad de combustible puede escapar ypasar el émbolo y el tambor. Este combustible también se quedarámomentáneamente en la cavidad por debajo del pistón intensificador.

Si los fluidos que se acumulan por debajo del pistón no drenan,podría ocurrir un bloqueo hidráulico. A medida que el pistón semueve hacia abajo, el combustible se expulsa y pasar la válvula deretención de descarga hacia la entrada de combustible a presión baja.La válvula de retención se cierra durante el aumento de caudal delémbolo y el pistón.


0 1 2 3 4

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TIEMPO (MILISEGUNDOS)

CORRIENTE MÁXIMA DE SOSTÉN

5

CORRIENTE MÁXIMA DE REFERENCIA

Fig. 2.3.23 Gráfica de la forma de onda de la corriente del inyector

Características del funcionamiento del inyector

La cantidad de combustible suministrado se controla variando eltiempo en que el solenoide está activado. Este tiempo, llamado"duración", se calcula mediante el ECM, para asegurar la cantidadcorrecta de combustible. Otras entradas afectan el cálculo de laduración del inyector, entre ellas, la presión de suministro hidráulico,la temperatura del aceite y las características de rendimiento delinyector mapeado. Dos niveles de corriente se generan en la forma deonda.

1. La corriente tomada es mayor para crear un campo magnético más fuerte, a fin de mover el inducido y levantar la válvula decontrapunta del inyector de su asiento contra la fuerza del resorte.

2. La corriente de posición se usa para sostener el inducido y la válvula de contrapunta fuera de su asiento. La corriente baja reduce el calor en el solenoide y aumenta la vida útil del solenoide.

El mapa del rendimiento del inyector muestra el suministro como unafunción del tiempo, de la presión de la bomba y de la temperatura delaceite, y se almacena en la memoria del ECM.


0 1 2 3 4TIEMPO (MILISEGUNDOS)

TASA DEINYECCIÓN

DURACIÓN

5FIN DE LA

INYECCIÓN

INICIO DE LAINYECCIÓN

PRIME = DOSIFICACIÓN DE LA PREINYECCIÓN

Fig. 2.3.24 Forma de la velocidad de inyección PRIME

Otra característica del inyector de los motores 3408E y 3412E es laforma de la velocidad de inyección PRIME. PRIME es un acrónimode PRe-Injection MEtering (Dosificación de Preinyección). La formade la velocidad PRIME se refiere al ajuste de la forma en que elcombustible se suministra al motor para obtener un resultadodeseable.

En la aplicación en los motores 3408E/3412E, la forma de lavelocidad reduce la cantidad de combustible suministrado a la cámarade combustión durante el período de retraso de la ignición (es decir,el tiempo entre el comienzo de la inyección y el comienzo de lacombustión) en niveles que producen menor ruido por la combustióndel motor y emisiones bajas.

Un orificio de derrame controlado limita la cantidad de combustiblesuministrado a la cámara de combustión durante el caudal inicial de25% del émbolo del combustible. Esta acción de dosificación producela reducción deseada del suministro de combustible durante elperíodo de retraso de la ignición.


SECCIÓN TRANSVERSALDEL ÉMBOLO

CONDUCTO DE FORMADE TASA PRIME

ÉMBOLO

TAMBOR

ORIFICIODE DERRAME

COMBUSTIBLEAL GRUPO DE LA

BOQUILLA

INICIO DE INYECCIÓN CAÍDA DE PRESIÓNAUMENTO DE PRESIÓN

FINAL

FLUJO DE ACEITE

Fig. 2.3.25 Grupo del tambor (forma de la velocidad PRIME)

Esta figura muestra las tres etapas en la forma de velocidad PRIME.

1. La presión de inyección comienza a aumentar y produce el movimiento inicial del émbolo.

2. Cuando el conducto de la forma de velocidad PRIME del émbolo está pasando el orificio de derrame en el tambor, la presión disminuye por debajo del VCP a medida que el combustible presurizado se escapa a través del conducto en el émbolo hacia el orificio de derrame. En este momento, el flujode la inyector disminuye momentáneamente.

3. A medida que el émbolo continúa bajando, el conducto de la velocidad PRIME pasa el orificio de derrame y la presión aumenta de nuevo, para restaurar la inyección.

Esta característica reduce las emisiones, el humo y el ruido. Tambiénsuministra un ciclo de combustión más suave y reduce el desgaste delos componentes del cilindro.


0 1 2 3 4

FL

UJO

DE

CO

RR

IEN

TE

TIEMPO (MILISEGUNDOS)

CORRIENTE

LEVANTAMIENTODE CONTRAPUNTA

TASA DEINYECCIÓN

INICIO DE LAINYECCIÓN

DURACIÓN

5FINAL DE LAINYECCIÓN

Fig. 2.3.26 Corriente del inyector y velocidad de inyección

La figura 2.3.26 muestra la relación entre el flujo de corriente en elsolenoide inyector, el movimiento de la válvula de contrapunta delinyector y la velocidad de inyección de combustible. A medida que elECM activa el solenoide, la válvula de contrapunta se mueve y lavelocidad de inyección se aumenta para el comienzo de la inyección.El fin de la inyección ocurre cuando la velocidad disminuye hacia 0.

Por lo tanto:

• La sincronización del combustible del motor es una funcióndel inicio de la inyección

• La cantidad de combustible es una función de:

- La duración de la inyección

- La presión (hidráulica) de la activación de la inyección.


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