Inyector de Accionamiento Hidrulico con Control Electrnico CATERPILLAR

Los motores HEUI tienen muchas caractersticas y beneficios no posibles con sistemas mecnicos de combustible. Estas caractersticas incluyen un escape muy limpio, el consumo mejorado del combustible y una mejor partida en fro, la conservacin simplificada con menos partes mviles, y costos de operacin menores. El Sistema de Actuacin de Inyeccin de Combustible se logra usando la hidrulica, antes la actuacin se realizaba usando el eje de leva sobre el inyector utilizado en otros sistemas del combustible diesel. En el sistema HEUI, el inyector no es accionado por un camn de leva. Hoy en da la Actuacin hidrulica ofrece varias ventajas comparativas con la actuacin mecnica, incluye la habilidad de mantener la presin de inyeccin de manera independiente a la velocidad de operacin del motor. Esta capacidad es especialmente ventajosa en muchos aspectos, inclusive la respuesta rpida del motor, partida en fro, y el control de emisiones y ruido. Una bomba de alta presin hidrulica, que recibe un flujo de aceite a presin, de la bomba de lubricacin, eleva la presin a un mximo de 22.800 kPa (3300 psi.) La presin es controlada por el Mdulo de Control Electrnico o (ECM). El flujo hidrulico es dirigido a actuadores hidrulicos en cada inyector. El inyector se activa electrnicamente, el aceite bajo alta presin mueve un pistn que mueve el plunger presurizando el combustible.

COMPONENTESEsta imagen muestra alguno de los componentes mayores utilizados en el sistema de combustible HEUI.1. ECM (Modulo de control electrnico) 2. La Bomba Hidrulica de Suministro 3. Sensor de Presin 4. El sensor de temperatura 5. Sensor de velocidad/tiempo 6. Inyector de combustible

1. ECM (Modulo de control electrnico)El componente principal en el sistema HEUI, es el Mdulo de Control Electrnico. El Mdulo Control Electrnico (ECM) es el corazn del motor; es una computadora y tiene la funcin de gobernar el sistema de combustible. El ECM recibe todas las seales de los sensores y energiza el solenoide del inyector controlando el tiempo y velocidad del motor. Adems limita el combustible. El Sistema Electrnico del Control incluye los componentes siguientes:1.1 Mdulo de Personalidad 1.2 Unidad Hidrulica y Solenoide de Inyector 1.3 Engranaje Tiempo

1.1 MODULO DE PERSONALIDAD El Mdulo de la Personalidad (mostrado fuera del ECM) contiene el software con toda la informacin de regulacin de combustible (tal como potencia en HP, curva de TORQUE y la proporcin de relacin Aire/Combustible) que determina el comportamiento del motor. El Mdulo de la Personalidad se instala en la cara inferior del ECM, donde tiene el acceso. El Mdulo de la Personalidad puede ser cambiado por el reemplazo directo o puede tener un programado rpido (reprogramado) con un PC. El ECM es sellado y no necesita ajuste ni mantenciones rutinarias. El Mdulo de la Personalidad se monta dentro del ECM; la instalacin del Mdulo de la Personalidad es la nica razn para entrar al ECM; esta operacin se realizara normalmente durante una instalacin del ECM o una actualizacin de software.

1.2 UNIDAD HIDRULICA Y SOLENOIDE DE INYECTOR El inyector es controlado elctricamente por el ECM pero es accionado hidrulicamente. La seal del ECM controla la apertura y cierre de la vlvula de solenoide. La vlvula solenoide controla el flujo de alta presin de aceite hidrulico al inyector. Este sistema facilita al ECM para el control del volumen de combustible, la sincronizacin y la presin de actuacin de la inyeccin (la presin hidrulica de bomba de suministro).

1.3 ENGRANAJE TIEMPO Esta vista muestra el Engranaje de Sincronizacin removido del motor. La Rueda de la Sincronizacin tiene una suma de 24 dientes. 23 dientes son grandes con espacios pequeos entre ellos (el tamao del diente 80/20.)

El otro diente tiene el espacio y las dimensiones iguales (el tamao del diente 50/50.) El diente del tamao 50/50, la ranura es usada por el ECM como un punto de referencia para determinar la posicin del motor para tiempo de inyeccin El sensor de Velocidad/Tiempo puede identificar este diente porque crea una seal diferente que los otros dientes.

2. Bomba Hidrulica de Suministro Este grupo de bomba se localiza en la V del motor en la misma posicin como la bomba de inyeccin de combustible en motores anteriores. Los siguientes componentes se integran en una sola unidad llamado Grupo Hidrulico de Bomba de Suministro: 2.1 Bomba Hidrulica 2.2 Vlvula de control de bomba: 2.3 Bomba de transferencia

2.1 BOMBA HIDRAULICA:En un equip con motor HEUI, la bomba de la lubricacin tiene dos funciones: 1. Proporciona la lubricacin al motor 2. Proporciona aceite a baja presin a la bomba hidrulica HEUI La bomba hidrulica tiene un depsito de aceite para la partida en fro. Este depsito previene a la bomba hidrulica de la cavitacion durante partida inicial del motor hasta que la bomba de lubricacin pueda suministrar la aceite a presin adecuada..

2.2 VALVULA DE CONTROL DE BOMBALa Vlvula de Compensacin se monta en la parte trasera de la bomba. Debajo de la vlvula de la compensacin, esta es la Vlvula del Control de Bomba. Esta vlvula se puede referir tambin a como la "Vlvula de Control de Presin de Actuacin de Inyeccin." Esta vlvula controla el ngulo de inclinacin del plato, que vara la descarga de la bomba.

2.3 BOMBA DE TRANSFERENCIALa Bomba de Transferencia del Combustible se monta en la parte trasera de la Bomba Hidrulica del Suministro y es movida por el eje principal de la bomba del suministro.

3. SENSOR DE PRESIN El sensor de la presin atmosfrica se instala en el adaptador Hidrulico del Grupo de Bomba de Suministro y es ventilado a la Atmsfera. Este sensor tiene varias funciones: - Medicin de la presin del Ambiente para la compensacin automtica de la Altitud y la compensacin automtica del filtro de Aire - Medicin de la presin Absoluta para el control de la relacin aire/combustible.

4. SENSOR DE TEMPERATURA Tambin montado en el Grupo Hidrulico de Bomba de Suministro esta el Sensor Hidrulico de Temperatura. Este sensor es usado por el ECM para la compensacin de la viscosidad y mantiene la entrega slida del combustible y el tiempo de inyeccin a pesar de cambios de viscosidad causados por la variacin de la temperatura del aceite.

5. Sensor de velocidad tiempo Los Sensores de Velocidad Primario y Secundario de Sincronizacin son localizados en el lado trasero donde se instala el engranaje de sincronizacin. Los Sensores de Velocidad/ Tiempo usan la rueda de sincronizacin para referencia de la sincronizacin, la calibracin de sincronizacin mejora la certeza de inyeccin de combustible corrigiendo alguna tolerancia leve entre el eje cigeal, los engranajes de distribucin y la rueda de sincronizacin. El Sensor de Velocidad/Tiempo usa los dientes de la rueda de sincronizacin y determina: - Punto Muerto Superior del cilindro N1 - Velocidad del motor

Los sensores Velocidad/Tiempo se posicionan verticalmente sobre los

dientes; los dientes y los sensores generan una seal de salida de Ancho de Pulso Modulado (PWM) para el propsito de Sincronizacin y una seal salida de Frecuencia Modulada para la medida de la velocidad. El Sensor Secundario de Velocidad / Tiempo funciona al mismo tiempo que el sensor Primario. El Sensor de Velocidad / Tiempo Secundario se usa cuando la seal del sensor Primario se pierde o se distorsiona. Si el sensor Secundario se selecciona, continuar en uso hasta que el motor se detenga y despus arranque nuevamente. Entonces, el sensor primario ser seleccionado. Una vez que el motor arranque, el ECM no cambiar del Sensor Secundario al Sensor Primario. Esta caracterstica previene la conmutacin constante entre sensores si un defecto intermitente ocurre.

6. INYECTOR El inyector se compone de tres grupos bsicos: - Conjunto del Cuerpo de vlvula - Conjunto de Cilindro - Conjunto de Tobera El inyector HEUI se dise con un mnimo de partes componentes. El inyector contiene 35 partes. Esta imagen en despiese muestra todos los componentes por secuencia de ensamblaje.

SISTEMA DE INYECCION DE COMBUSTIBLETres circuitos de lquidos se incluyen en el sistema:

aceite de baja presin aceite de alta presin (hidrulico) suministro de combustible de baja presin.

ACEITE DE BAJA PRESIN

La bomba hidrulica tiene un depsito de aceite para la partida en fro. Un sensor de presin del aceite se localiza en el depsito aceite de arranque en fro, que esta en la caja de la bomba hidrulica del aceite. El sensor controla la presin de aceite de lubricacin.

ALTA PRESIN DE ACCIONAMIENTO HIDRULICO Durante condiciones normales de operacin, el aceite se presuriza entre 5000 y 21500 kPa (725 y 3100 psi) por la bomba hidrulica de alta presin y acciona los inyectores. El nivel de la presin hidrulica es controlado por el ECM, con una seal a la vlvula de control de bomba produciendo un aumento de carrera de la bomba hidrulica. Cundo el motor esta en funcionamiento, aceite a alta presin est disponible siempre para todos los inyectores. El aceite de la bomba de alta presin entra a los dos pasajes del suministro de aceite. El aceite usado por el inyector es liberado debajo de las cubiertas de vlvula y drenado al crter por los compartimentos de los alza vlvulas.

SUMINISTRO DE COMBUSTIBLE DE BAJA PRESIN El combustible es succionado desde el tanque a travs del separador de agua y la bomba de cebado por una bomba de transferencia tipo engranaje. El combustible se dirige por el Mdulo de Control Electrnico (ECM) para propsitos de refrigeracin de este. Desde all fluye por el filtro secundario de combustible. Posteriormente, el combustible entra a la galera de suministro de baja presin, abasteciendo los mltiples encima de las culatas. El exceso de combustible no inyectado sale desde el mltiple. El flujo entonces se combina en una sola lnea y pasa por la vlvula reguladora de presin, que trabaja entre 310 y 415 kPa (45 y 60 psi).

Desde la vlvula reguladora de presin, el exceso de flujo retorna al tanque. La cantidad del combustible para la combustin y el combustible de retorno al tanque est cerca de 1:3 (tres veces mas del volumen requerido para la combustin es suministrado al sistema con propsitos de la refrigeracin de los inyectores). Un sensor de temperatura del combustible se instala en el sistema de suministro, para compensar las prdidas de potencia causadas por las variaciones de temperatura del combustible. El suministro del combustible a cada inyector es sellado de la cmara de la combustin y el rea debajo de la tapa de vlvula por sellos superiores y ms bajos de un anillo entre el inyector y la camisa de inyector en la culata. Los gases de la cmara de la combustin son impedidos de entrar al pasaje del suministro del combustible por un sello de contacto de metal a metal entre la camisa del inyector en la culata y el inyector.

GRACIAS