autotronica-senati

Capacitacin de ServicioPedro Lpez Rengifo

Motores Electrnicos de Camin

Desarrollo Tcnico- Ferreyros SAAMayo 2001

Motores C-10 y C-12 EUI - DIAGRAMA DE BLOQUES- INYECTOR- SISTEMA ELECTRONICO- MONITOREO DEL MOTOR

DIAGRAMA DE BLOQUES

MOTORES ELECTRONICOS

2Page:

Fabricante del camin

Nivel de refrigerante

Baterias

Posicin del acelerador

Pickup de Calibracin

Presin de aceite

Speed/Timming

Preesin de refuerzo

Presin atmosferica

Temp. de refrigerante

Temp. del aire enmltiple de admisin

Temp. de combustible

Temp. de aire en la admisin (Opcional)

6 Inyectores

E C M

Conector deherramientade servicio

Solenoides del Retardador

MECANICO Y ELECTRONICO


3Page:

ACCIONAMIENTO MECANICOCONTROLADO ELECTRONICAMENTE

ElectronicUnitInjector

FILTRO

E C M

BOMBA

TANQUED-2

VALVULA DEALIVIO

INYECTOR ELECTRONICO UNITARIO


4Page:

1

2

3

45

6

7

8

9

10

11

12

1

2

3

45

6

7

8

9

10

11

12

1. Solenoid Connection2. Solenoid Valve Assem3. Spring4. Valve5. Plunger6. Barrel7. Seal8. Seal9. Spring10. Spacer11. Body12. Check

RUEDA DE SINCRONIZACION


5Page:

SPEED/TIMING WHEEL

BOLTHOLE

DOWELHOLE

50/50TOOTH

80/20TOOTH

50/50TOOTH

50/50TOOTH

SPEED/TIMINGSENSOR

80/20TOOTH

80/20TOOTH

1 2 3 4 5 6 7 8

Antihorario

TABLA DE SINCRONIZACION DE LA RUEDA DENTADA

TABLEENTRY

DUTYCYCLE

CYLINDERREFERENCE

12345678

80 %50 %80 %80 %80 %50 %50 %80 %

ARRANQUE

PMS Cilindro N 1

CYLINDER #1 REFERENCE CYLINDER #1 TDC

ACCION DEL GOBERNADOR ELECTRONICO


6Page:

Throttle Position = Desired RPM

Speed / timing wheel

Dowel

El ECM determina cuanto combustible entregar basado en las rpm actuales y las rpm deseadas.El ECM determina la localizacin del PMS N 1 y decidecuando comienza y cuando termina la inyeccin, para un mejor rendimiento, economia de combustibley menor emisin de gases .

E C MActual Speed T D C

DesiredSpeed

EJEMPLO DE ACCIONAMIENTO


7Page:

Start OfInjection(SOI)TIMEDELAY

SPEED/TIMMINGWHEEL

SIGNAL TO SPILLVALVE SOLENOID

SPILL VALVETRAVEL

INJECTIONPRESSURECURVE

SISTEMA DE INYECCION ELECTRONICA


8Page:

TIMINGWHEEL

FuelInjection Control

Signalto FuelInjector

6

5

432

1

CoolantTemperature Sensor Shutdown

Electronic Governor

Desired RPM

EngineControl Logic

PWM Trhottle

Engine RPM

Turbo CompressorOutlet & Atmospheric Pressure Sensors

Torque Maps

FRCMaps

Derates

RPM

TC

Speed/Timing Signal Engine RPM

TC Reference

Speed/Timing Signal

FuelTemperature Sensor

THROTTLEPOSITIONSENSOR

MONITOREO DEL MOTOR


9Page:

30 Sec DELAY

WARNING / DERATE

SHUTDOWN

10 Sec 30 Sec

POWER

Maximum rate10% Per Second

Trip point

El Monitoreo del motor puede ser programado a:

- OFF- WARNING- DERATE- SHUTDOWN

Para

- Temperatura de refrigerante de motor- Nivel de refrigerante de motor- Presin de aceite

EFECTOS DEL ACEITE : BAJA Y MUY BAJA PRESION


10Page:

30

27

24

21

18

15

12

9

6

3

0

2000 1500 1000 600 100

29.8 psi

Low OilPressure

24.7 psi

Very LowOil Pressure

6.3 psi

5.1 psi3.1 psi

R P M

PRSSURE

EFECTO DEL REFRIGERANTE : TEMPERATURA Y NIVEL


11Page:

- 25%

- 50%

- 75%

RATED

POWER

- 100%

Fo( ) 216 217 219 221 223 225

TEMPERATURE

160 hp45 mph

SHUTDOWN

MAXIMUM RATE 10% PER SECOND

POWER

RATED

MAXIMUM RATE 10% PER SECOND

LEVEL

SHUTDOWN

160 hp45 mph

LOWVERYLOW

CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES ELECTRONICOS CATERPILLARQUE FACILITAN Y OPTIMIZAN SU CORRECTO MANTENIMIENTO

Y EL DIAGNOSTICO DE FALLAS

Tal como vimos en la exposicin acerca del funcionamiento de la electrnicadel motor para el control de la inyeccin del combustible, esta adems puedeser usada para facilitar el control del mantenimiento preventivo (Indicador deMantenimiento), tener criterios exactos para definir los periodos de recambiosde fluidos del motor y adems del vehculo (Segmentos de viaje y DatosEspeciales) en este punto los datos de horas de funcionamiento de motor, elpromedio del factor de carga, promedio de consumo de combustible y tiempode funcionamiento en vaco son criterios importantes a tomar en cuenta almomento de decidir el ptimo periodo de recambio de aceite de motor, dadoeste y el anlisis de aceite, hecho con muestreos atmicos, este periodo sepuede ajustar a diversas condiciones de trabajo.

La electrnica de estos motores tambin nos sirve para el fcil diagnstico deposibles fallas electrnicas causadas por un mal funcionamiento de algunoscomponentes electrnicos tales como sensores, actuadores o el ECM a travsde la extraccin de los cdigos de destellos (Cdigos Activos y Registrados),pero adems nos sirve para monitorear todos los parmetros crticos del motorimplicados en una falla catastrfica de este, tales como la presin de aceite, elnivel de refrigerante y la temperatura del refrigerante; como se ha visto esposible programar al motor para que siga ciertas instrucciones cuando tenemosalgn valor crtico (Sistema de Monitoreo del Motor), llegando inclusive aapagarse si el valor crtico persiste por un lapso de tiempo determinado.

Pero tambin facilita el diagnostico oportuno de fallas mecnicas para lo cualnos servimos de los valores de los sensores del motor y de OEM (Fabricantedel Vehculo) los cuales estn conectados al ECM (Estados y la generacin degrficos en tiempo real ), estas lecturas dadas bajo diferentes condiciones deoperacin arrojan valores que pueden ser comparados con los valores delmanual de fabrica.

En esto puede intervenir activamente el chofer del camin en vista que loscamiones equipados con estos motores tienen un conmutador en la cabina queal presionarlo (dispararlo) graba en el ECM todos los valores obtenidos por lossensores y todos los dems parmetros del motor en el momento de ocurrir lafalla, esta grabacin (Instantnea o Snapshot) muestra todos estos valores 9segundos antes del disparo y 4 segundos despus del disparo y puede serdescargada a una PC para luego ser analizada recreando el momento de lafalla, como si esta estuviera pasando en ese instante.

En el taller se pueden hacer las pruebas para determinar rpidamente el estadode los de los solenoides de los inyectores y de todo el circuito que lescorresponde (Prueba de solenoides) y tambin una de las pruebas msinteresantes que se puede realizar con la herramienta electrnica de servicioCaterpillar Electronic Technician comunmente llamado ET que es laprueba de corte de cilindros las cuales tiene diferentes niveles variantes, talescomo cortar cilindro por cilindro, otro nivel corta los cilindros de 3 en 3 haciendotodas las combinaciones posibles y la ltima que la ms difcil para el motor y elinyector que corta de 5 en 5 dejando solo un cilindro que debe generar

suficiente potencia para mantener girando al motor. Debemos tener en cuentaque todas estas combinaciones de pruebas de corte de cilindros estndiseadas para el diagnostico de diferentes sistemas y componentes del motortales como el sistema de alimentacin de baja presin de combustible hacia losinyectores, como una prueba complementaria del para diagnosticar el estadode las piezas de un cilindro/pistn (anillos, vlvulas, guas y asientos devlvulas, camisas y mas comnmente usado para diagnosticar el estado delinyector) o determinar una posible mala calibracin.

Esto no es todo se puede determinar el estado de un motor para ver si seacerca a una reparacin mayor (cambio de anillos por ejemplo) mediante elseguimiento de las lecturas del sensor de presin atmosfrica (que en estosmotores tiene conexin con los gases del carter) en condiciones de operacindonde la presin atmosfrica es constante.

Tambin podra decirse que los datos de los histogramas del viaje, segmentosdel viaje y los datos especiales los cuales inclusive se pueden personalizarpara obtener para obtener el dato preciso segn lo que estamos buscando;estos nos sirven para corregir malos hbitos de manejo de los choferes que alfinal van en desmedro del cuidado y mantenimiento del motor y del vehculo.

Es conveniente recordar que los actuales motores electrnicos Caterpillar,cumplen con las normas EPA y CARB de los Estados Unidos y las NormasEuropeas EURO I, EURO II y adems estn siendo proyectados para cumplircon las normas EPA, CARB Y EURO III que estarn vigentes para el ao 2004.

NORMA HC + NOx Partculas

gr/Kw-hr gr/Kw-hrEURO II 8.10 0.15EURO III 5.66 0.10

CAT Diesel 5.10 0.13CAT Dual 3.35 0.07

Cat Electronic Technician ET3.2 (OCT00)Historial de clasificacin

08/05/2001 14:44

Camin C-12 (2KS48177)

Parmetro Valor

Identificacin del vehculo 863546Nmero de serie del motor 2KS48177Nmero de serie del ECM 07300085KANo de pieza del mdulo de personalidad 1777006-00Fecha emisin del mdulo de personalidad nov99Cdigo del mdulo de personalidad 22Fecha/Hora del ECM 08/05/2001 13:43:38

Descripcin Ajuste original

Potencia anunciada 430 HPVelocidad regulada 1800 RPMPar nominal mximo 1650 lb-pie @ 1200 RPMFecha/Hora 02/01/00 20:10Horas del motor 0 horasClasificacin de cambio a herramienta No disponible

Description Ajuste actual

Potencia anunciada 380 HPVelocidad regulada 1800 RPMPar nominal mximo 1450 lb-pie @ 1200 RPMFecha/Hora 14/04/2000 20:10:25Horas del motor 1403 horasClasificacin de cambio a herramienta No disponible

Description Ajuste anterior


Description Ajuste ms alto


Cat Electronic Technician ET3.2 (OCT00)Cdigos Activos

08/05/2001 14:40

Camin C-12 (2KS48177)

Parmetro Valor


Cdigo Descripcin

102- 3 Cto abto sensor de presin de refuerzo (25) 110- 3 Cto abto sensor de temp del refrig (27) 174- 3 Cto abierto del sensor temp comb (13) 84- 02 Seal invalida de velocidad del vehculo (36) 4- 11 Falla del cilindro 4 (73) 91- 08 Seal invalida del acelerador (32) 190- 02 Prdida de la seal de RPM del motor (34) 254- 12 Avera del ECM (53) 252- 11 Programa incorrecto para el motor (59)

Cat Electronic Technician ET3.2 (OCT00)Eventos Crticos

08/05/2001 14:42

Camin C-12 (2KS48177)

Parmetro Valor


Camin C-12 (2KS48177) Tiempo de comienzo Transcurrido Extremo Promedio

84-14 Caso de parada rpida (00) 26/05/2000 9:54:55 00:00:01 45 kmh/S 45 kmh/S

84 -00 Advertencia de velocidad excesiva de desplaz.(41) 26/05/2000 9:54:56 00:00:15 119 km/h 103 km/h

110 -00 Advertencia de alta temp. de refrigerante(61) 26/05/2000 9:54:57 00:00:15 103C 100C

110 -11 Temperatura de refrigerante muy alta (61) 26/05/2000 9:54:58 00:00:15 110C 107C

100 -01 Advertencia de baja presin de aceite (46) 26/05/2000 9:54:60 00:00:03 25PSI 26PSI

100 -11 Presin de aceite muy baja (46) 26/05/2000 9:54:58 00:00:01 19PSI 21PSI

190 -00 Advertencia de velocidad excesiva de motor (35) 26/05/2000 9:54:59 00:00:05 2524 RPM 2378 RPM

111 -01 Advertencia de bajo nivel de refrigerante (62) 26/05/2000 9:54:60 00:00:06

111 -11 Nivel de refrigerante demasiado bajo (62) 26/05/2000 9:54:61 00:00:07

Cat Electronic Technician ET3.2 (OCT00)Segmento de viaje - Flota

08/05/2001 14:46

Camin C-12 (2KS48177)

Parmetro Valor


Descripcin Valor Unidad

Tiempo 1392:53 horasTiempo de conduccin 1205:53 horasDistancia 43890.3 millasCombustible 9064.4 galConsumo general de combustible 4.84 MPGConsumo de combustible de conduccin 4.88 MPGTiempo de marcha en vaco 187:00 horasCombustible de marcha en vaco 77.4 galTiempo de marcha en vaco % 13 %Tiempo de la toma de fuerza 0:00 horasCombustible de la toma de fuerza 0 galTiempo de toma de fuerza % 0 %Factor de carga promedio 43 %Velocidad media del vehculo 31.5 MPHVelocidad media de conduccin 36.4 MPHVelocidad mxima del vehculo 112 MPHVelocidad mxima del motor 2766 RPMTiempo de comienzo 75:02 horasTiempo final 1467:57 horasComienzo odmetro 2183 millasFinal odmetro 46073.3 millas

Cat Electronic Technician ET3.1 (APR00)Tiempo total en funcin de Velocidad del motor

26/12/2000 14:54 Pgina 2

01:02 [3%]01:51 [4%]

00:51 [2%]01:02 [3%]01:08 [3%]

01:17 [3%]01:30 [4%]01:38 [4%]

01:42 [4%]01:36 [4%]

02:05 [5%]

19:12 [47%]

05:20 [13%]

00:45 [2%]

00:03 [0%]00:00 [0%]00:00 [0%]00:00 [0%]

00:00 [0%]00:00 [0%]00:00 [0%]00:00 [0%]0,0

2,5

5,0

7,5

10,0

12,5

15,0

17,5

20,0

500 1000 1500 2000 2500

Tiempo total en funcin de Velocidad del motor

horas

Velocidad del motor [RPM]

Cat Electronic Technician ET3.1 (APR00)Tiempo total en funcin de Velocidad del vehculo

26/12/2000 14:57 Pgina 2

04:24 [11%]

02:27 [6%]

01:51 [5%]01:38 [4%]

01:32 [4%]01:21 [3%]

01:15 [3%] 00:48 [2%]00:45 [2%]00:38 [2%]

09:36 [23%]

14:33 [35%]

00:12 [0%]00:00 [0%]

00:00 [0%]00:00 [0%]0,0

2,5

5,0

7,5

10,0

12,5

15,0

17,5

20,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Tiempo total en funcin de Velocidad del vehculo

horas

Velocidad del vehculo [MPH]

Cat Electronic Technician ET3.2 (OCT00)Totales actuales

08/05/2001 14:43

Camin C-12 (2KS48177)

Parmetro Valor



Tiempo total 1467:57 horasTiempo de toma de fuerza total 0:00 horasTiempo de marcha en vaco total 225:03 horasDistancia total 46073 millasCombustible total 9433 galCombustible de toma de fuerza total 0 galCombustible de marcha en vaco total 104 galCombustible mximo total 21606 galFactor de carga promedio 43 %

Cat Electronic Technician ET3.1 (APR00)Generacin de grficos en tiempo real

26/12/2000 15:01 Pgina 1

Parmetro Valor

Identificacin del vehculo 795791 Nmero de serie del motor 9NS10890Nmero de serie del ECM 15680268CJNo de pieza del mdulo de personalidad 1538410-01Fecha emisin del mdulo de personalidad FEB98Cdigo del mdulo de personalidad 21Fecha/Hora del ECM 26/12/2000 14:13:13

Estado de error : No hay errores presentes

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

[*] Indica error. Consulte el cuadro de Estado de error para obtener detalles.

Pos

ici

n de

l ace

lera

dor

[%]

Velocidad del m

otor [RP

M]

Pre

sin

de

acei

te d

el m

otor

[lb/

pulg

]

Porcentaje de par [%

]

Tiempo (en segundos)

Posicin del acelerador [%] Velocidad del motor [RPM]

Presin de aceite del motor [lb/pulg] Porcentaje de par [%]

15:00:23 15:00:25 15:00:28 15:00:31 15:00:35 15:00:37 15:00:40 15:00:44 15:00:47 15:00:50 15:00:54

Cat Electronic Technician ET3.2 (OCT00)189:10:38 Disparo externo- Mensaje enlace de datos

08/05/2001 15:16

Parmetro Valor



Camin C-12 (2KS48177) : ESTADO1Velocidad del motor 1608 RPMVelocidad del vehculo 55 MPHPresin atmosfrica 15 lb/pulgPosicin del pedal del acelerador - J1/P1:66 74 %Presin de refuerzo 16 lb/pulgPresin de aceite del motor 44 lb/pulgTemperatura del combustible 96 F

Cat Electronic Technician ET3.1 (APR00)Corte de cilindro 5: Resultados de la prueba

26/12/2000 15:51

Camin C-12 (9NS10890)

Parmetro Valor

Identificacin del vehculo 795791Nmero de serie del motor 9NS10890Nmero de serie del ECM 15680268CJNo de pieza del mdulo de personalidad 1538410-01Fecha emisin del mdulo de personalidad FEB98Cdigo del mdulo de personalidad 21Fecha/Hora del ECM 26/12/2000 15:03:22Tiempo total 67:47 horasDistancia total 1635 millas

Resultados de la prueba

=======================

Cilindro Estado

Cilindro 1 BienCilindro 2 BienCilindro 3 BienCilindro 4 BienCilindro 5 BienCilindro 6 Bien Resultados de la prueba (continuacin)

Cilindro Ciclo nmero 1 Ciclo nmero 2 Promedio

Cilindro 1 4.52 4.73 4.63Cilindro 2 4.62 4.84 4.73Cilindro 3 4.60 4.58 4.59Cilindro 4 4.61 4.61 4.61Cilindro 5 4.57 4.59 4.58Cilindro 6 4.81 4.55 4.68

Parmetros de estado (cuando se termin la prueba) ==================================================

Descripcin Valor

autotronica-senati

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