manual estudiante introduccion motor camion 797f caterpillar (1)

111 Material de estudiante

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Finning capacitacin Ltda.

INTRODUCCION DEL MOTOR

Nombre del Participante: __________________________________


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INDICE

Introduccin motor C175 -203 Especificaciones tcnicas.4 Componentes Principales del motor......6 .. Diagrama de entradas al motor..11 Sistema de control electrnico del motor.....12 Sensores de posicin del motor.18 Ubicacin de los puntos de sincronizacin..21


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Motor

INTRODUCCION MOTOR C175 20

La ilustracin muestra un motor ACERT C175-20. El C175-20 reemplaza al motor 3524 que es usado actualmente en la produccin de camiones fuera de carretera 797 y 797B Los siguientes tems son claves del motor C175:

Sistema de combustible de riel comn de alta presin.

Post-enfriador aire/aire (ATAAC).

Aumento de la potencia

Un nico eje de levas.

Unidad de inyeccin electrnica (EUI)


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Especificaciones tcnicas del motor

PrefijoLLM

Numero de cilindros y configuracin... V-20 A 60

Vlvulas por cilindro... 4

Desplazamiento... 106.2 L (6481 cu in)

Dimetro... 175 mm (6.7 in)

Carrera... 220 mm (7.5 inch)

Relacin de compresin... 15,3:1

Combustin... Inyeccin Directa

Potencia4000 hp a 1750 rpm Par motor15000 lb/ft a 1300 rpm Revoluciones alta en vaco1960 rpm Revoluciones baja en vaco700 rpm Consumo de combustible200 gl/hr ECMADEM 4 Tipo de aspiracinTurbo alimentado


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Informacin general del motor

Motor, es un motor diesel con tecnologa ACERT (tecnologa avanzada de reduccin de gases de combustin) . Y un sistema de combustible de riel comn de alta presin, donde la presin de combustible se eleva hasta 26,000 PSI. El motor C175 es una configuracin V20 a 60 (20 cilindros en V con un Angulo de 60 entre cilindros). La cilindrada del motor es de 106,2 litros. El inyector unitario electrnico (EUI) es controlado por un sistema de control electrnico ADEM 4. Que proporciona un mejor control de la sincronizacin y de la inyeccin de combustible. El motor C175 tiene un post enfriador aire-aire (ATAAC) que enfra el aire de admisin que entra en la cmara de combustin. La temperatura del motor es controlada por un termostato electrnico. Que controla el flujo de refrigerante al radiador del motor. El termostato electrnico es controlado por el ECM de motor va comunicacin CAN. NOTA: Hay que tener cuidado cuando se trabaja alrededor del sistema de alta presin, las presiones son demasiado altas hasta 26000 PSI


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Bloque de motor

COMPONENTES PRINCIPALES DEL MOTOR

El block del motor C175 es fabricado de un acero dctil hacindolo mucho mas flexible y elstico que el del motor 3524. Otras caractersticas del block del motor C175 es que posee una sola galera central de aceite un colector interno para el retorno del refrigerante y pernos laterales que fijan las tapas de bancada al bloque de cilindros. El motor C175 contiene un solo eje de levas central.


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Cigeal

El cigeal es el encargado de transformar el movimiento alternativo de los pistones en movimiento circular til. El cigeal en el block es soportado por 11 bancadas y tiene dos placas para limitar el movimiento axial. El cigeal en el extremo trasero mueve el grupo de engranajes de sincronizacin y en el extremo delantero mueve el grupo de engranajes de mando para las bombas. Adems en el extremo delantero se instala un damper para amortiguar las vibraciones torcionales y evitar que el motor se dae.


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Pistn biela 1 Unin de la tapa fracturada 2 Sistema de identificacin de bielas con nmeros

En el motor C175 el diseo del pistn es de una sola pieza de acero forjado e incluye las siguientes caractersticas:

Alta resistencia

Mas liviano

Anillos rectangulares que se adaptan a la camisa

Mejora en el control de aceite

Fuga de gases reducida

Menos desgaste en la camisa

El pistn tiene un orificio roscado en la cabeza para que pueda ser removido.

Las bielas son fracturadas hidrulicamente entre la tapa y la biela para proporcionar una superficie rugosa (1), que mejora la resistencia y previene el movimiento lateral de las superficies de contacto. El extremo inferior de la biela es mas grande y no pasa atravs de la camisa, solo puede ser removido como conjunto pistn biela y camisa. Las tapas de biela no son intercambiables y cuando se remueven las superficies rugosas se deben proteger con una herramienta especial. Un sistema de identificacin con nmeros (2) es usada para identificar las bielas.


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Eje de levas Tren de vlvulas

El motor C175 20 tiene un solo eje de levas que es soportado por 11 cojinetes. El eje de levas es movido por el grupo de engranajes trasero. El eje de levas debe estar sincronizado con el cigeal, para que las vlvulas de cada cilindro operen en forma correcta de acuerdo a la posicin de l cigeal.

El tren de vlvulas en el motor incluyen las siguientes caractersticas:

Un solo eje de levas central

Slidos empujadores de acero

Puentes flotantes

Balancines de escape de acero forjado

Balancines de admisin de hierro fundido


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Culata 1 Admisin 2 Escape

La culata es de flujo cruzado, el diseo de flujo cruzado es un cambio del flujo de aire a travs de la culata que mejora el rendimiento, la eficiencia y la potencia. El aire ingresa a travs del colector (1) y luego al cilindro. Desde el cilindro los gases de escape salen por el colector (2). La culata del motor C175 de flujo cruzado, ha aumentado el levante de las vlvulas en 22 mm comparado con los 8 mm del motor 3524. Esto permite un gran flujo de aire fuera y dentro del cilindro. El pasaje de entrada es redondeado reduciendo la restriccin de aire, esta curva aumenta la eficacia en el flujo de aire. El pasaje de salida es del mismo tipo que el de entrada.


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Entradas del sistema de control

Seales de entrada y salida

SISTEMA DE CONTROL ELECTRONICO DEL MOTOR El control electrnico del motor C175 consiste en componentes de entrada y componentes de salida, el ECM de motor controla la calidad y la cantidad de combustible para operar eficientemente el motor dentro de los parmetros de emisiones contaminantes. El ECM A4:E4 tiene un conector de 120 pines y uno de 70.

El motor esta equipado con sensores activos y pasivos los cuales toman los datos de presin y temperatura desde los sistemas del motor y transmite esa informacin al ECM del motor. Adems el ECM del motor obtiene los datos desde los sensores de velocidad junto con los dems sensores


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Salidas del control electrnico Rels

Basado en las seales de entrada, el ECM (1) del motor analiza la informacin de entrada y energiza el inyector electrnico (2) para controlar la entrega de combustible al motor, enviando corriente a las bobinas en el inyector electrnico. El ECM del motor enva una seal PWM a la vlvula de control de combustible (FCV) (3). La vlvula de control de combustible controla salida de la bomba de alta presin hacia el riel comn. El ECM de motor enva seales de voltaje a los siguientes rels:

Rel de ter

Rel de la bomba de cebado de combustible

Rel de la bomba de prelubricacion


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Salidas de voltaje CAN data link

Los siguientes voltajes de salida son dirigidos para los diferentes sensores:

+12VCD

+8VCD

+5VCD El enlace de datos CAN data link puede ser reconocido por la proteccin del cable que es un tercer cable a tierra que son trenzados en conjunto y la proteccin del conector. Dentro hay un par de cables trenzados de cobre. El enlace de datos CAN es usado para la transmisin de datos de alta velocidad. NOTA: El enlace de datos CAN data link esta equipado con resistencia de 120 ohms en cada extremo. Estas resistencias estn conectadas en paralelo suministrando 60 ohms de resistencia en cualquier parte del enlace.


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1 ECM de motor

FRENTE DEL MOTOR El control de la inyeccin de combustible y el sistema de monitoreo del motor son controlados por el ECM de motor A4:E4 (1) que esta ubicado en el frente del motor. El ECM esta equipado con conectores de 120 pin (J2) y conectores de 70 pin (J1). El ECM del motor responde a las entradas del motor enviando una seal al componente de salida apropiado. Para iniciar una accin requerida. Por ejemplo, el ECM recibe una seal de alta temperatura de refrigerante. El ECM del motor interpreta la seal de entrada, evala el estado actual de operacin y disminuye la entrega de combustible bajo carga. El Control del motor utiliza una tecnologa moderna de control para mejorar la confiabilidad e incorpora futuros requerimientos. Los controles del C175 utilizan la ultima versin ECM A:4 para entregar 50 veces mas capacidad de procesamiento comparado con el A:3, adems monitorea 30 puntos en el motor maneja 20 inyectores, protege al motor, comunica sobre 100 parmetros del motor, diagnostica y reporta problemas con el motor.


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El ECM de motor recibe tres tipos diferentes de seales de entrada:

1. Interruptor de entrada: proporciona la seal de batera, tierra, o circuito abierto al ECM

2. PWM de entrada: Proporciona la l seal con una onda cuadrada de una frecuencia especifica y un ciclo positivo de trabajo variable.

3. Seal de velocidad: Provee la seal ya sea con una seal repetida, una con un nivel de voltaje fijo, o una sinusoidal que varia en frecuencia y nivel.

El ECM tiene tres tipos de mandos de salida:

1. Mando encendido /apagado: provee el mecanismo de salida, con un nivel de voltaje de la batera + (encendido) o menos de un voltio (apagado).

2. Mando PWM: Provee el mecanismo de salida con una onda cuadrada de frecuencia fija y un ciclo variable de trabajo positivo.

3. Mando de salida de control de corriente: El

ECM energizara el solenoide con una corriente pull-up para una duracin especifica y luego disminuye el nivel para una corriente de permanencia para una duracin especifica de tiempo. El mas alto amperaje inicial da al actuador una rpida respuesta y el nivel de corriente reducido es suficiente para sostener el solenoide en la posicin correcta, un beneficio adicional es un aumento en la vida til del solenoide


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Sensor de presin atmosfrica

El sensor de presin atmosfrica (2) esta ubicado en el panel de control junto al ECM del motor, la funcin del sensor es suministrar el nivel de altitud al ECM junto con calcular la presin manomtrica para todos los sensores de presin del ECM. Perdiendo la seal del sensor de presin atmosfrica se iniciara un 10% de reduccin de potencia. Normalmente, entre 0 rpm y 2 segundos despus de la partida, el ECM del motor lee a cada sensor de presin para asegurar que la presin esta dentro de la tolerancia de un valor especificado, Si el valor esta dentro de la tolerancia, el ECM del motor compara el valor del sensor de presin con el sensor atmosfrico y asigna un valor especifico de margen a ese sensor para la calibracin. NOTA: La seal desde el sensor de presin atmosfrica es usada por el ECM del motor para calcular un nmero de medidas de presin en la mayora de los modelos electronicos. La seal desde el sensor de presin atmosfrica es comparada a la seal desde los otros sensores de presin del motor para calibrar los sensores de presin. Cuando el ECM del motor esta encendido, el ECM utiliza la seal desde el sensor de presin atmosfrica como un punto de referencia para la calibracin de los otros sensores de presin en el motor.


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1 Conector del sensor velocidad/sincronizacin 2 Tapa 3 Sensor de velocidad/sincronizacin

SENSORES DE POSICION DE MOTOR La deteccin de la posicin del motor es la funcin que determina la posicin actual del cigeal y eje de levas versus la velocidad del motor que se puede calcular. El conector del sensor de velocidad/sincronizacin (1) esta apernado a la tapa (2) en el lado trasero izquierdo del motor. El sensor de velocidad/sincronizacin del cigeal (3) esta ubicado detrs de la tapa. El sensor de velocidad/sincronizacin, enva una seal del nivel de voltaje fijo al ECM del motor para determinar la velocidad, direccin y sincronizacin del motor. El sensor del cigeal es el sensor de velocidad/sincronizacin primario reportando al ECM del motor la velocidad y la posicin del cigeal. El sensor detecta la referencia desde un patrn nico en el engranaje del cigeal. Normalmente el sensor del cigeal identifica la sincronizacin durante la partida y determina cuando el pistn N1 esta en el P.M.S. Una vez que la sincronizacin es establecida el sensor del cigeal es usado para transmitir y el sensor del rbol de levas es ignorado.


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Si el motor esta funcionando y la seal desde el cigeal se pierde, un ligero cambio en el funcionamiento puede ser observado durante el cambio desde el cigeal a los sensores del eje de levas de velocidad sincronizacin. El ajuste del sensor esta preestablecido por lo que no es necesario realizar ajustes. En caso de una falla en el sensor del cigeal, el ECM del motor sigue los siguientes procesos.

Un cdigo de diagnostico para el sensor de cigeal.

El ECM cambia desde el sensor primario de velocidad del cigeal al sensor de velocidad del eje de levas (secundario).

Usa la rotacin almacenada del motor si el sensor falla durante el establecimiento del perfil del engranaje de sincronizacin

El sensor del cigeal tiene cuatro funciones:

Medida de la velocidad del motor

Medida de la sincronizacin del motor

Ubicacin del P.M.S e identifica el numero de cilindro

Proteccin de rotacin de reversa. El sensor del cigeal no necesita ajuste ya viene preajustado. Si el motor esta funcionando por tres segundos y la secuencia de sincronizacin se pierde por dos segundos, el ECM registrara un cdigo de diagnostico (seal anmala de velocidad del motor).


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1. Sensor de velocidad/sincronizacin primario 2. Sensor de velocidad/sincronizacin secunda

SENSORES DE VELOCIDAD/CINCRONIZACION DEL ARBOL DE LEVAS El C175 tiene dos sensores de velocidad/sincronizacin que indican la velocidad del aje de levas. El sensor de velocidad/sincronizacin del eje de levas principal (1), es usado para sincronizar la entrega de combustible con el ciclo del motor. El sensor provee un respaldo en el evento de la falla del sensor del cigeal. En el evento de una falla del sensor del cigeal el ECM hace funcionar el sensor primario del eje de levas con la posibilidad de reduccin en la precisin de la entrega de combustible. la velocidad del eje de levas es la mitad de la velocidad del cigeal. El sensor de velocidad/sincronizacin del eje de levas secundario (2) es un respaldo para el sensor principal del eje de levas.


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1 Pin de sincronizacin del eje de levas 2 Pin de sincronizacin del volante 3 Orificio del pin de sincronizacin del eje de levas 4 Orificio del pin de sincronizacin del volante

El pin de sincronizacin del eje de levas (1) y el pin de sincronizacin del volante (2) estn mostrados en su posicin normal. El pin de sincronizacin del eje de levas es insertado en el orificio de sincronizacin (3) cuando se sincroniza el eje de levas. El pin de sincronizacin del volante es insertado en el orificio de sincronizacin del volante (4) cuando es necesario encontrar el punto muerto superior (TDC)

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