Curso de Inyeccion DIr. EUI- HEUI- CATERPILLAR

Minera Alumbrera Ltda

Departamento de CapacitaciónMantenimiento Mecánico Mina Pagina 1

INTRODUCCION

Uno de los sistemasprincipales para el buenfuncionamiento y rendimientode un motor diesel es elsistema de inyección.Todos los componente de estesistema deben encontrarse enperfectas condiciones yconectados entre sicorrectamente.Analizaremos cada uno de suscomponentes, su función, sucuidado y su mantenimiento.



SISTEMA DE COMBUSTIBLE

ESQUEMA DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE

(1) Inyector de combustible. (2) Líneas de combustible. (3) Línea de retorno de combustible.(4) Codo con orificio calibrado. (5) Bomba inyectora. (6) Bomba primaria decombustible. (7) Válvula de retención. (8) Bomba de transferencia de combustible. (9)Tanque de combustible. (10) Filtro primario de combustible. (11) Filtro secundario decombustible.

ESQUEMA BÁSICO DE UN SISTEMA DE INYECCIÓN.

Función: el combustible es sacado del estanque (9) por la bomba de transferencia (8), pasaprimero por el filtro primario (10) que es un filtro de maya metálico y además cumple lafunción de decantar el agua que posee el combustible por efecto de la condensación. Sobre elfiltro primario o en la línea que va a la bomba de transferencia se ubica la bomba primaria (6)o bombín de cebado, luego pasa el combustible por la bomba de transferencia (7) y esenviado a los filtros de combustible (11) luego es dirigido por las líneas a la bomba inyectora(5), entra a la caja de la bomba inyectora por la parte delantera, pasa al múltiple decombustible donde va a cada unidad bombante (1 por cilindro), luego sale por las cañeríasindividuales a cada inyector (2).

El inyector pulveriza el combustible y lo entrega a la cámara de combustión.

El combustible no usado por el sistema retorna al estanque por la línea de retorno (3).

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TANQUE DE COMBUSTIBLE

En la entrada del tanque tiene una rejilla con un anillo de seguro para evitar que entresuciedad, "No se debe poner gasoil sí no esta la rejilla”

Abra la válvula de drenaje del tanque de combustible y deje que se drene los sedimentos enun recipiente adecuado.

ATENCION: Hay que tener cuidado de que los fluidos estén contenidos durante losprocedimientos de inspección, mantenimiento, prueba, ajuste y reparación de la maquina.Este preparado para recoger el fluido en recipientes adecuados antes de abrir o desarmarcualquier compartimento que contenga fluidos.

FILTRO PRIMARIO DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE

Lave la base y el elemento en disolvente limpio, no inflamable.

Si esta dañada la junta de la base del filtro, reemplace la junta.

Instale el elemento y la caja del filtro.

Abra la válvula de cierre del combustible. Cebe el sistema.

ATENCION: No llene los filtros de combustiblecon combustible antes de instalarlos. Elcombustible contaminado acelerara el desgastes delas piezas del sistema de combustible.

Si el motor pierde potencia, limpie el elementoprimario.

Pare el motor y cierre la válvula de cierre decombustible.

Suelte la caja del filtro.

Saque la caja del filtro y el elemento.

Los tanque de combustible tienen en su tapa dellenado una rejilla que se debe inspeccionar enlos servicios. Al quitar la tapa inspeccione lajunta y si esta dañada reemplácela, quite elanillo de resorte de retención, saque la rejilla,desarme la tapa, lave todos los componentes endisolvente limpio y no inflamable, lubriqueligeramente el elemento, arme la tapa, instale larejilla, el anillo de resorte y la tapa.



Arranque el motor e inspeccione el filtro para ver si tiene fugas.

Si el motor pierde potencia, cambie los filtros secundarios.

BOMBA DE TRANSFERENCIA DE COMBUSTIBLE

BOMBA PRIMARIA (bomba de cebado)

Cuando el bombín baja la válvula de retención de entrada se cierra y la válvula de retenciónde salida se abre permitiendo al gasoil ingresar para cargar el sistema de inyección y asípoder sacar todo el aire.

La función de esta bomba es mantener una presión enel sistema de inyección. Cuando falla el motor,presentara poca potencia o no funcionara. La bombafunciona cuando el motor esta en funcionamiento,puede ser de pistón, membrana o engranajes, puede irmontada en el block de cilindros y actuada por unaleva del eje levas (pistón y membrana) o sobre labomba injectora o un mando (de engranajes).

La función de esta bomba es poder surtir concombustible el sistema cuando se han sacadolos filtros primarios, los filtros secundarios, labomba inyectora, mangueras o cañerías delsistema. Esta bomba se actúa manualmente.con el motor detenido para cebar el sistema,posee dos válvulas de retención puestas enforma contraria, cuando el bombín sube laválvula de retención de entrada se abre parapermitir el ingreso de gasoil, la válvula deretención de salida permanece serrada.



FILTROS SECUNDARIOS DE COMBUSTIBLE

Instale los filtros nuevos con la mano. Apriete los elementos hasta que la superficie desellado toque la bases. Apriete los elementos ¼ de vuelta mas.

Hay marcas de índice de rotación en cada elemento de filtro. Estas marcas están equidistanteen 90 o ¼ vuelta entre si. Use las marcas como guía para apretar los elementos de filtro.

Cebe el sistema de combustible.

BOMBA INYECTORA

La bomba inyectora aumenta la presión del combustible y envía una cantidad exacta, hay uninyector por cada cilindro.

El elemento bombante es movido por la leva del eje de levas de la bomba de combustible,cuando el eje de levas jira, la leva levanta al impulsor y el embolo.

Embolo de la bomba siempre hace un recorrido completo.

Cuando el recorrido de la leva llega al fondo el resorte se encarga de poner al embolo en

La función de los filtros de combustible es nopermitir el paso de ninguna impureza en elcombustible por los nuevos sistemas deinyección los filtros de hoy están diseñado paraatrapar impurezas hasta dos micrones.

Saque los elementos de filtro de la base.

Limpie las bases de las cajas de filtro.

Asegúrese de quitar todos los sellosanteriores.

Lubrique las superficies de sellado de losnuevos elementos de filtro con combustiblediesel limpio.

La bomba inyectora recibe el combustibledesde la bomba de transferencia conpresión, el combustible llega al múltiplede combustible que esta en la carcasa dela bomba inyectora, el combustible pasa acada cuerpo de los elementos bombantes,hay uno por cada cilindro del motorcilindro en el motor.



posición de llenado.

Cuando el embolo de la bomba esta en el fondo del corrido, el combustible enviado por labomba de transferencia entra por el puerto y llena toda la cavidad del embolo de la bomba.

ELEMENTOS BOMBANTES

Cuando la leva impulsa a el elemento haciaarriba el combustible en la parte superiordel embolo aumenta la presión y abre la

válvula permitiendo el paso delcombustible hacia las cañerías y a los

inyectores los cuales inyectaran elcombustible a la cámara de combustión.

La cantidad de combustible que seinyectara dependerá de la ubicación del

elicoide del elemento bombante.



GOBERNOR

INYECTOR DE COMBUSTIBLE

NOTA: La boquilla del inyector no se puede desmontar y no se pude hacer ningún tipo deajuste.

La función principal del gobernor es controlar larRPM del motor, este tipo es mecánico y es

controlado por contrapesos y un resorte las RPM.

Cuando gira el gobernor y los contrapesos se abrenpor la fuerza centrifuga, la tensión del resorte

controla las RPM.

Hay resortes de diferentes porcentajes de tensión.

El inyector de combustible es instalado en un adaptador en lacabeza de cilindros y extendido dentro de la cámara decombustión.

El sello va contra el adaptador de la boquilla y previene el goteo decondensación del cilindro.

El combustible enviado de la bomba inyectora a alta presión haceque el inyector pulverice una fina nube de combustible para unabuena combustión.

El combustible a alta presión que viene desde la bomba inyectorapasa por el pasaje de entrada, el combustible luego va a través de lamalla y entra al pasaje a al diámetro menor de la válvula cuando lapresión de combustible empuja contra el diámetro pone mayorpresión al resorte. Esto sucede cuando la presión del combustibleva sobre la válvula y abre la boquilla de inyección.La inyección de combustible continua hasta que la presión delcombustible baja sobre el resorte. Se cierra la válvula y se detienela inyección.



INYECCION EUI (Unidad Inyectora Electrónica)

Cinco son los componentes principales de este sistema.Ellos son:

Inyectores EUIProducen presión deinyección sobre las

30.000 psi.



BombaTransferenciaCombustible

Suministra combustible a lasunidades inyectoras desde el tanque

y lo presuriza entre 60 – 125 psi.

El ECM es el computador que controla al motor, esterealiza tres funciones principales.

ECM



SensoresSensores electrónicos

monitorean el funcionamiento delos componentes del motor, comotemperatura, velocidad, presióny suministran esta informaciónal ECM. En forma de señal de

voltaje.

ActuadoresActuadores electrónicos usan

corriente eléctrica provenientedel ECM y cambian el

funcionamiento del motor.Ejemplo los actuadores de los

Inyectores



Primer componente Inyector EUI.La Función de los Inyectores es:

Unidad InyectoraActuado MecánicamenteControlado Electrónicamente

Mecánicamente Actuado

lectrónicamente Controlado

nidad

nyector



Impulsor

Embol

Cilindro

Conjuntode Tobera

El inyector de combustibleusa un impulsor dentro deun cilindro donde eleva lapresión para pulverizar elcombustible dentro de lacámara de combustión, el

eje de levas del motormueve al alza balancín, este

nueve al balancín y estemueve al impulsor del

inyector.El combustible circula por

el interior del inyector.

Solenoide

Armadura (Imán)

Resorte deVálvula

Válvula



Cuerpodel

El inyector unitario va instaladoen una perforación de la culata,tiene una camisa metálica para

separar la unidad delrefrigerante del motor, que

refrigera al inyector en formadirecta, para un sellado

hermético posee anillos de gomaen la parte de la camisa y en la

parte inferior lleva una arandelapara sellar la pasada de la

combustión.

Cuerpodel

Inyector

Sellos de Agua

ArandelaMetálica



En esta posición al no estaractivado el solenoide el embolosigue bajando y el combustiblecircula a través de la válvula

del solenoide que esta abierta,el combustible retorna al

tanque.

Resortede la

Tobera

ToberaCierre

deTobera



Cable desde el ECM

El solenoide no esta activado laválvula esta abierta y se puede

apreciar la circulación delcombustible.



Cable desde el ECM

Cuando el ECM envía unaseñal eléctrica al solenoide

este activa un campomagnético que hace que la

válvula se cierre no permitael paso de combustible al

tanque.

Al cerrase la válvula y no permitirel paso del combustible al tanquese crea una presión en el interior

del inyector



Al estar el solenoideactivado la válvulacerrada el embolo

bajando incrementala presión interna delinyector. Cuando lapresión alcanza las5000 psi la toberacomienza abrirse

venciendo la presióndel resorte.

Cierrede la

Tobera

Cuando la presiónsobrepasa las 30000 psi,

la inyección esta en supunto mas alto

Cierrede la

Tobera



La alta presión de lainyección produce

gotas de combustiblemuy pequeñas

Baja presiónproduce

grandes gotas

Alta presiónproduce

pequeñicimasgotas



La pre-inyeccióncomienza con el impulsor

y el embolo en la partesuperior de la carrera, lacavidad del cilindro estallena de combustible la

válvula del solenoide estaabierta y la tobera estacerrada, el combustibleque se encuentra en elinterior del inyector

comienza a salir a lospasajes de suministros de

la culata.

Pre - Inyección

El ECM envía una señaleléctrica que activa al

solenoide y este cierra laválvula, con la válvulacerrada la presión se

incrementa a próximamentea 5000 psi vence la

resistencia del resorte de latobera y se inicia la

inyección, la presión siguesubiendo hasta llegar sobre

las 30000 psi. con estapresión y el combustiblesaliendo por los orificiospequeños de la tobera elcombustible se pulveriza.

Inyección



El ECM desactiva elsolenoide la válvula (del

solenoide)se abre pormedio de su resorte, la

presión del combustiblebaja rápidamente y la

tobera se cierra por mediode su resorte.

La inyección a terminado.

Termino de laInyección



Sistema de Combustible de Baja PresiónSegundo componente del sistema EUI

Sistema deCombustible de

Baja Presión

Filtro Secundario yBomba de Cebado

Bomba deTransferencia

de Combustible

Filtro Primariode Combustible

Tanque deCombustible



ECMTercer componente del sistema es el ECM.

EntradaControlSalida



EntradaLos sensores constantemente observan las condiciones de

operación del motor y envían información al ECM

Control

El ECM es el computador que controla al motor, este realiza tres funcionesprincipales.

Proporciona fuerza eléctrica para los componentes electrónicos del motor. Observa las señales de los sensores del motor.

Actúa como un gobernador de control de las RPM. del motor.



SalidaEl ECM envía corriente eléctrica a los dispositivos desalida, para el control de la operación del motor.

Cables Conectores delVehículo



Cables Conectoresdel Motor



SensoresCuarto componente del sistema EUI.

Los sensores son dispositivos electrónicos simplesque detectan la presión, temperatura, velocidad ola posición mecánica y lo convierten en un signo

eléctrico.



Tipos de Sensores Presión Temperatura Posición Velocidad

Sensor de Temperatura

Circuito de Falla del Sensor de Temperatura Bajo: El valor de la resistencia esta cerca de 0

Abierto: El valor de la resistencia es muy alto



Sensores deTemperatura

Sensor de Temperatura de refrigerante

Sensor de Temperatura de Entrada de Aire

Sensor de Temperatura de Combustible

Sensores de Presión

Tierra

Suministro deVoltaje

Señal deVoltaje



Sensores dePresión

Presión de Refuerzo

Presión AtmosféricaPresión de Aceite de Motor

Sensor de Velocidad



Engranaje ySensor del

Eje de Levas

Engranaje ySensor delCigüeñal

Sensor de Posición

Circuito de falla del sensor de posición. El ciclo debe ser menor del 5% El ciclo debe ser mayor del 95%



Sensor dePresión

Sensor deTemperatura

Sensor dePosición

Sensor deVelocidad

Presión de Refuerzo

Presión Atmosférica

Presión de Aceite de Motor

Temp. de RefrigeranteTemp. Entrada Aire

Temp. de Combustible

Posición delAcelerador

Velocidad delVehículo

Velocidad/TiempoMotor

Sensor dePresión

Sensor deTemperatura

Sensor dePosición

Sensor deVelocidad



Actuadores

Quinto componente del sistema EUI.

AJUSTE DE LOS INYECTORES UNITARIOS

Herramientas Necesarias CantidadGrupo de Herramientas de sincronización 9U-5132 1Indicador de Cuadrante 6V-3075 1Punto de Contacto del Indicador 8S - 3675 1Calibre de Ajuste 91-1-5138 1Accesorio Magnético 9U-5137 1Varilla del Accesorio de Sincronización 9U-5220 1Extensión del Manguito de la Varilla 91.1-6273 1Tornillo 9U-6272 1

ATENCION

Se deben sincronizar correctamente los árboles de levas con el cigüeñal antes de ajustar losinyectores unitarios. Se deben sacar los pasadores de sincronización de los árboles de levas

ActuadoresActuadores electrónicos usan

corriente eléctrica proveniente delECM y cambian el

funcionamiento del motor.Ejemplo los actuadores de los

Inyectores



antes de girar el cigüeñal, ya que de lo contrario se puede dañar el bloque de cilindros.

ADVERTENCIA

El Módulo de Control Electrónico genera alto voltaje. Para evitar lesiones personales,compruebe que el Módulo de Control Electrónico no esté activado y que los solenoides de los

inyectores unitarios estén desconectados.

Nota: No es necesario efectuar la calibración electrónica de la sincronización de losinyectores a menos que se haya quitado la rueda de sincronización de¡ árbol de levas o sehaya cambiado el módulo de control electrónico (ECM).

1. Vea Pruebas y Ajustes, "Posiciones del cigüeñal para el ajuste de los inyectores unitariosy la luz de las válvulas". Se pueden comprobar o ajustar todos los inyectores con laposición del cigüeñal en la tabla. Esto asegurará que los levantadores de las varillas deempuje que no estén fuera de los lóbulos y de los círculos de la base del árbol de levas.

Antes de comprobar o ajustar, las herramientas deben fijarse a la dimensión correcta.

1. (1)Accesorio Magnético 911-5137- (2) Varilla del Accesorio de Sincronización 9U -5220- (3) Extensión de Manguito de Varilla 911-6273. (4) Calibre de ajuste 91,1-5138.(5) Indicador de Cuadrante 6V-3075. (6) Punto de Contacto del Indicador 8S-3675.

2. Ponga la Varilla de¡ Accesorio de Sincronización 9U-5220 (2) en el Accesorio Magnético9U-5137 (1). Instale la Extensión de Manguito de Varilla 9U-6273 (3) en el AccesorioMagnético 9U-5137 (1). Instale el Punto de Contacto del Indicador 8S3675 (6) en elIndicador de Cuadrante 6V-3075 (5). Instale el Indicador de Cuadrante 6V-3075 (5) en laExtensión de Manguito de Varilla 9U - 6273 (3).

3. Ponga el indicador de cuadrante y el accesorio de sincronización en el Calibre de Ajuste9U-5138 (4) con la base magnética del accesorio de sincronización en la superficie dearriba. El conjunto de accesorio de sincronización debe estar en el resalto de arriba.

Nota: El Calibre de Ajuste 9U-5138 tiene dos resaltos. Asegúrese de que la designación delos resaltos es para la dimensión de 64,34 mm.



4. Mueva el indicador en la extensión del manguito de la varilla hasta que todos las agujasindique cero. Apriete el tornillo de nilón.

Ajuste de las herramientas de sincronización de combustible

(1) Accesorio Magnético 9U-5137. (2) Varilla del Accesorio de Sincronización 911-5220. (4)Calibre de Ajuste 9U-5138. (5) indicador de Cuadrante 6V - 3075.

Herramientas de sincronización de combustible

(1) Accesorio Magnético 9U - 5137. (5) Indicador de Cuadrante 6V - 3075. (7) Seguidor deinyector. (8) Resalto.

5. Asegúrese de que las superficies de arriba del seguidor del inyector (7) y el resalto (8)estén limpios y secos.



6. Coloque el Indicador de Cuadrante 6V-3075 (5) y el Accesorio Magnético 9LI-5137 (1)en el inyector que se vaya a comprobar. Asegúrese de que la base magnética del accesoriode sincronización esté en la superficie de arriba del seguidor del inyector (7). El conjuntode la varilla del accesorio de sincronización debe estar en la superficie de arriba delresalto (8).

7. Las agujas del indicador de cuadrante deben marcar 0,00 ± 0,20 mm.

8. Si las agujas del indicador de cuadrante marcan 0,00 ± 0,20 mm, no es necesario efectuarun ajuste. Pase al inyector siguiente que haya que comprobar. Repita el procedimiento delPaso 3. Si las agujas del indicador de cuadrante no marcan 0,00 ± 0, 20 mm, efectúe losPasos 9 y 10

9. Afloje la tuerca de traba del tornillo de ajuste de la varilla de empuje para el inyector quese esté ajustando.

Grupo de herramientas de ajuste de sincronización y combustible instalado.

10. Gire el tornillo de ajuste hasta que las agujas del indicador de cuadrante indiquen 0,00 ±0,20 mm. Apriete la tuerca de traba del tornillo de ajuste a un par de 160 ± 30 N.m (120 ±22 lb-pie). Compruebe el ajuste para estar seguro de que no haya cambiado el ajuste. Si esnecesario, efectúe nuevamente este procedimiento hasta que el ajuste sea correcto.Cuando el ajuste sea correcto, pasar al siguiente inyector que se vaya a comprobar. Repitael procedimiento del Paso 3.

11. Después de haber comprobado y ajustado todos los inyectores, quite el perno desincronización del volante.

Posición del cigüeñal para el ajuste de los inyectores unitarios y de la luz de las válvulas.

Ponga el pistón No. 1 en el punto muerto superior e identifique la carrera correcta.

Consulte Pruebas y Ajustes, "Localización del punto muerto superior para el pistón No 1 ".Localice el punto muerto superior para una cierta carrera y efectúe el ajuste para loscilindros correctos. Quite el perno de sincronización. Gire el volante 360 grados en elsentido de rotación normal del motor. Esto pondrá el pistón No. 1 en el punto muerto



superior en la otra carrera. Instale el perno de sincronización y complete los ajustes para loscilindros restantes.

Rotación Normal (Hacia la Izquierda) Vista desde el Extremo del VolanteCilindros para Comprobar/Ajustar Carrera Correcta

MotorCarrera para el

Pistón N°1 en elPunto

Muerto Superior

Válvulas Admisión Válvulas de Escape Inyectores

Compresión 1-2-6-8 1-2-3-7 3-4-5-73508B Escape 3-4-5-7 4-5-6-8 1-2-6-8

compresión 1-3--6-7-10-12 1-4-5-6-9-12 2-4-5-8-9-113512B Escape 2-4-5-8-9-11 2-3-7-8-10-11 1-3-6-7-10-12

Compresión 1-2-5-7-8-12-13-14 1-2-3-4-5-6-8-9 3-4-6-9-10-11-15-163516B Escape 3-4-6-9-10-11-15-16 7-10-11-12-13-14-15-16 1-2-5-7-8-12-13-14

Nota: Las medidas exactas y los procedimiento hay que sacarlos delos manuales de servicio correspondiente a cada maquina según sumodelo, numero de serie y el numero de serie del componente.



INYECCION HEU1 (Unidad Inyectora Hidráulica Electrónica)

El sistema HEUI trabaja controlado electrónicamente y actuado hidraulicamente.

El sistema Heui elimina componentes mecánicos tales como bomba Inyectora, líneas decombustible. Este sistema también aumenta el control del tiempo de inyección y la relaciónaire combustible. El control del tiempo de avance es logrado exactamente por unidadinjectora.

idraulicamente Actuado

lectrónicamente controlado

nidad

nyector



Inyector HEUIPresuriza el aceite del motor a 3500

psi. y produce una presión deinyección sobre 23500 psi.

BombaHidráulicaGenera alta presión de aceite paraimpulsar los inyectores HEUI



Válvula Control dePresión deActuación deInyecciónRegula la presión de salida de labomba hidráulica y devuelve elexceso al cárter del motor.

Bomba deTransferencia deCombustible

Saca el combustible desde eltanque y lo suministra a los

inyectores a una presión de 65psi.



E lectrónicoC ontrolM odulo

Controla todas lasfunciones del motor

SensoresVigilan permanentemente

todas las funciones delmotor y suministran estainformación al ECM en

forma de señaleseléctricas.



ActuadoresUsan corriente eléctrica

desde el ECM para ejecutarsu trabajo o cambiar el

funcionamiento del motor.

Válvula decontrol de presión

de actuación deinyección

Solenoide de Inyectores

BombaHidráulica



BombaHidráulica

BombaTransferenciaCombustible

Válvula Salida

Válvula Entrada



Sensor IAP

Corriente de Control

Controles ActualesPresión de Actuación

Válvula de ControlInyección

Actuación

Presión

Presión deActuación Actual

Presión deActuación Deseada



IAP Sensor

Señal de Voltaje



Presuriza y suministracombustible desde 65 psi a 5400-23500 psi

Atomiza el combustible a travésde los orificios del inyector Tip

Entrega la cantidad correcta decombustible atomizado a la cámara decombustión

Dispersa el combustible atomizadouniformemente a lo largo de la cámarade combustión

Componentes del Inyector

Solenoide

Válvula

Pistón Intensificador

Conjunto de laTobera

Cilindro

Embolo



Solenoide del Inyector

Armadura(imán)

Válvula Cable desdeel ECM

Válvula del SolenoideCerrada

AsientoSuperior de la

Válvula Abierta

Asiento Inferior de laVálvula Cerrado

Resortede la

Válvula



Asiento Inferiorde la Válvula

Abierto


Embolo Cilindro

Resorte deRetorno

delEmbolo

Pre-Inyección



RetrasoPistón Intensificador

Embolo

Válvula

Solenoide

Puerto de DerramePrincipal

Toberade

Cierre

Embolo

Puerto Principal de Derrame

Inyección PrincipalPistón Intensificador

Válvula

Solenoide



Válvula


Fin de la Inyección

Resortede

Retornodel

Embolo

Sistema de BajaPresión de

Combustible Suministra combustible al inyector HEUI para la combustión. Suministra combustible extra para la refrigeración del inyector. Suministra combustible extra para sacar el aire del sistema.

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