UNIDAD 2Motores de control electrónico

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Objetivos

Al terminar esta unidad, el estudiante podrá:

1. Explicar la operación básica del sistema de combustible con Control del Motor Electrónico Programable (PEEC).

2. Identificar los componentes, explicar la operación, quitar e instalar componentes en los motores con Inyector Unitario Electrónico (EUI)

3. Identificar los componentes, explicar la operación, quitar e instalar componentes en los motores con Inyector Unitario Electrónico Hidráulico (HEUI)

Materiales de referencia

CD-ROM del sistema de combustible EUI Caterpillar (Motores C-10, C-12, 3176, 3196, 3406E) RENR1391CD-ROM del sistema de combustible HI300 HEUI Caterpillar (Motor 3126B) RENR1390CD-ROM del sistema de combustible HI300B HEUI Caterpillar (Motor C-9) RENR1392

Herramientas

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

Herramientas para quitar e instalar los inyectores en los diferentestipos de motores (consulte el manual apropiado de desarmado yarmado).

NOTAS

Lección 1: Control del Motor Electrónico Programable (PEEC)

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Introducción

En 1987, Caterpillar introdujo el sistema de combustible de Controldel Motor Electrónico Programable (PEEC) en los motores 3406para camión de carretera, con el fin de que cumplieran con lasregulaciones de emisión de escape. El sistema de combustible PEECtiene aún parte de la inyección de combustible mecánica del sistemade combustible pero adiciona componentes electrónicos al reguladory al control de sincronización.

Objetivos

El estudiante podrá explicar la operación básica del sistema decombustible de Control del Motor Electrónico Programable (PEEC).

Unidad 2 2-1-2 Sistemas Electrónicos de la MáquinaLección 1

Tasa de combustible y sincronizacióncontrolados electrónicamente

Fig. 2.1.1 Controles electrónicos del motor 3406B PEEC

El motor diesel 3406B PEEC para camión es un motor de controlelectrónico. El Módulo de Control Electrónico (ECM) del motorcontrola electrónicamente la inyección de combustible y lasincronización en lugar de usar volantes y varillajes del reguladormecánico. La electrónica también reemplaza el control mecánico dela relación de aire/combustible, el grupo de control de par y losdiversos tornillos de ajuste.

En el sistema de combustible PEEC se usan varios sensores yentradas para controlar dos funciones básicas: La posición de lacremallera de combustible y la sincronización de inyección decombustible. La operación de cada uno de éstos es similar. El ECMdecide dónde desea situar la cremallera o el avance de sincronización.El ECM, entonces, varía el voltaje al Motor de Par sin Escobillas(BTM) para mover la cremallera o la sincronización a la posicióndeseada. La cremallera y la sincronización tienen dos BTMindependientes. Los sensores de posición informan al ECM elmomento en que la cremallera o la sincronización están en la posicióndeseada.

Unidad 2 2-1-3 Sistemas Electrónicos de la MáquinaLección 1

Fig. 2.1.2 Componentes del Sistema PEEC

Los componentes principales del sistema de combustible PEEC son:

• ECM (1): Esta es una computadora de control para el motor. El ECMrecibe información de diferentes sensores de entrada, guarda los datosde operación, procesa la entrada y controla los diferentes dispositivos desalida. El ECM tiene la capacidad de realizar autodiagnósticos en elmotor y registrar cualquier falla que pueda ocurrir.

• Módulo de personalidad: Componente del ECM que contiene lainformación de clasificación para el motor. Esto es lo que determina losajustes de combustible y, por tanto, la fuerza que tendrá un motor.

• Accionador de cremallera (2): El solenoide es un Motor de Par sinEscobillas (BTM), controlado por el ECM. El BTM de la cremallera semonta en el lado de la caja del regulador, ubicado en la parte trasera dela bomba de inyección. El BTM de la cremallera acciona la cremallerade control de combustible en la bomba de inyección de combustible.

• Sensor de posición de la cremallera: Proporciona información deretroalimentación al ECM acerca de la posición de la cremallera decontrol de combustible.

• Bomba de inyección de combustible (3): Bomba de presión alta, queentrega cantidades variables de combustible a los inyectores.

• Unidad de avance de sincronización (4): Contiene el solenoide deavance de sincronización, el sensor de posición de sincronización y losengranajes de avance helicoidales que controlan la sincronización de labomba de inyección de combustible. Este solenoide es un Motor de Parsin Escobillas (BTM), que controla la válvula reguladora de presiónhidráulica que, a su vez, cambia la sincronización de la bomba deinyección. Este solenoide, generalmente, se conoce como BTM desincronización.

• Sensor de posición de sincronización: Suministra información deretroalimentación al ECM acerca de la posición de la unidad de avancede sincronización.

• Módulo transductor (5): Contiene el sensor de presión, el sensor depresión de refuerzo y el sensor de presión de aire de admisión delmotor.

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Unidad 2 2-1-4 Sistemas Electrónicos de la MáquinaLección 1

• Sensor de posición del acelerador• Sensor de velocidad del motor• Sensor de velocidad del vehículo• Regulador de velocidad del vehículo• Lámpara de diagnóstico• Interruptores de control de crucero

Fig. 2.1.3 Componentes adicionales del sistema de combustible PEEC

Otros componentes del sistema de combustible PEEC incluyen:

• Sensor de posición del acelerador: Produce una señal demodulación de duración de impulsos (PWM) al ECM. El sensorde posición del acelerador está conectado al varillaje delacelerador o al pedal del acelerador.

• Sensor de velocidad del motor: Detecta magnéticamente lavelocidad del motor por medio de unas ranuras en una ruedacortadora montada en la parte trasera del árbol de levas de labomba de inyección. El sensor envía una señal al ECM.

• Sensor de velocidad del vehículo: Detecta magnéticamente lavelocidad del vehículo por medio de una rueda dentada(cortadora) en la salida de la transmisión. El sensor envía unaseñal al ECM.

• Regulador de velocidad del vehículo: Condiciona la señal desdeel sensor de velocidad del vehículo y envía una señal al ECM y,en algunas aplicaciones, al velocímetro del vehículo.

• Lámpara de diagnóstico: Algunas veces conocida como "luz derevisión del motor". Esta luz titila en intervalos de cinco segundosy muestra cualquier código activo que pueda estar presente.

• Interruptores de control de crucero: Usados para fijar el control decrucero y recuperar cualquier código de falla registrada que puedaestar presente.

Operación del mecanismo de posición de la cremallera decombustible

El mecanismo de cremallera del motor PEEC es muy similar al delmotor 3406B mecánico. La bomba de inyección de combustible esprácticamente idéntica; la cremallera se mueve por medio de unaservoválvula que recibe presión de aceite de la bomba de inyecciónde combustible. Sin embargo, el servocarrete se mueve por medio delaccionador de cremallera (1), algunas veces llamado BTM de lacremallera, en vez de un varillaje controlado por volantes y resortes.

El ECM determina unas "rpm deseadas" con base en la posición delacelerador, la velocidad del vehículo, los parámetros especificadospor el cliente y por ciertos códigos de servicio. El ECM procuramantener las rpm deseadas detectando las rpm reales del motormediante el uso del sensor de velocidad del motor y, luego,controlando la cremallera para obtener las rpm deseadas.

Para mover la cremallera, el ECM ajusta el voltaje del BTM de lacremallera para aumentar o disminuir la cremallera. Más voltajeresulta en más cremallera. El ECM sabe cuánto se movió realmentela cremallera por la información de retroalimentación obtenida delsensor de posición de la cremallera. El ECM aumenta o disminuye elvoltaje al BTM de la cremallera hasta que detecta que la cremalleraestá en la posición deseada.

Unidad 2 2-1-5 Sistemas Electrónicos de la MáquinaLección 1

Fig. 2.1.4 Accionador de cremallera y unidad de avance de sincronización

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Operación de la unidad de avance de sincronización

La unidad de avance de sincronización (2) contiene el solenoide deavance de sincronización, el sensor de posición de sincronización y losengranajes de avance helicoidal para la sincronización de la bomba deinyección de combustible. El mecanismo de avance de sincronización esel mismo que para el motor mecánico 3406B, excepto que el BTM desincronización controla la cantidad de avance de sincronización en vezde volantes. El ECM ajusta el voltaje al solenoide de sincronizaciónpara cambiar el avance de sincronización. Más voltaje resulta en másavance de sincronización. El ECM sabe cuánto avance se obtuvorealmente mediante la información de retroalimentación del sensor deposición de sincronización. El ECM simplemente aumenta o disminuyeel voltaje al solenoide de sincronización hasta que detecta que el avancede sincronización está en la posición deseada.

El software del módulo de personalidad controla el avance desincronización deseado y depende de las rpm del motor, la carga y deotros factores de operación. Por esto, las especificaciones derendimiento no mencionan la cantidad de avance a unas rpmespecíficas. La mejor indicación de la especificación de avance desincronización se muestra en las pantallas de estado de la herramientade servicio electrónica en la sección "Des Timing Adv".

Parámetros programables

Ciertos parámetros que afectan la operación del motor PEEC puedencambiarse mediante el uso de herramientas de servicio electrónicas. Losparámetros se guardan en el ECM y se protegen de cambios noautorizados, mediante claves de acceso.

Como ejemplo, el Límite de Velocidad del Vehículo (VSL) esprogramable para hacer que el cliente regule electrónicamente lavelocidad del vehículo. Cuando se obtiene el límite programado, elECM regula las rpm para que el VSL no se exceda. También, losparámetros de Cambios Progresivos (tales como los límites develocidad de cambio descendente y los límites de velocidad de cambioascendente) harán que el ECM limite la velocidad del motor a las rpmdel motor programadas para estimular prácticas de manejo máseficientes de combustible.

Herramientas de servicio electrónico

Se usa un conector de herramientas de servicio para comunicarse con elsistema electrónico del motor mediante herramientas de servicioelectrónico, tales como el Técnico Electrónico Caterpillar (ET Cat). Enlos motores electrónicos Caterpillar de modelos anteriores, incluyendolos motores PEEC, se usó el Analizador y Programador de ControlElectrónico (ECAP) para comunicarse con el sistema electrónico delmotor. El ET Cat es la herramienta de servicio electrónica actualpreferida para los motores Caterpillar.

Unidad 2 2-1-6 Sistemas Electrónicos de la MáquinaLección 1

Claves de acceso

Los "Parámetros de Configuración del Sistema" están protegidos porclaves de acceso de fábrica. Los parámetros del sistema afectan lafamilia de fuerzas o las emisiones. Las claves de acceso de fábricason aceptadas sólo por sistemas de computador disponibles en losdistribuidores Caterpillar. Como las claves de acceso de fábricacontienen caracteres alfabéticos, sólo el ECAT o el Cat ET puedencambiar los parámetros del sistema.

Los "Parámetros Especificados del Cliente" están protegidos porclave de acceso del cliente. Los parámetros del cliente son aquéllosque afectan el control de crucero, los límites de velocidad delvehículo, el cambio de velocidad progresivo, la clasificación defuerza dentro de una familia y la operación PTO. Las claves deacceso del cliente son programadas por el cliente. Tanto el ECAPcomo el ET Cat pueden cambiar normalmente los parámetros delcliente.

Autodiagnóstico

El sistema de combustible PEEC tiene cierta capacidad deautodiagnosticarse. Cuando se detecta un problema, se genera uncódigo de diagnóstico y se enciende la lámpara de diagnóstico. Enmotores más nuevos (los provistos con módulos de personalidadconstruidos desde abril de 1989), el código también se puedealmacenar en la memoria permanente del módulo de personalidad.

Los códigos de diagnóstico que representan fallas de corriente sellaman ACTIVOS. Indican que actualmente existe un problema dealguna clase y su atención es prioritaria.

Los códigos de diagnósticos almacenados en la memoria se llamanREGISTRADOS. El problema puede ser temporal o ya reparadodesde el momento en que se REGISTRÓ el código. Por lo tanto, loscódigos de diagnósticos REGISTRADOS no necesariamente indicanque se requiere reparación, pero sirven de indicadores cuando existenproblemas intermitentes. Además, algunos códigos de diagnósticoregistran "sucesos", más que fallas.

Unidad 2 2-1-7 Sistemas Electrónicos de la MáquinaLección 1

NOTAS