universidad tecnolÓgica equinoccialrepositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/14068/1/64773...freno...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DEL MOTOR
IMPLEMENTANDO UN SISTEMA AUXILIAR DE FRENO
MOTOR AL ESCAPE DE UN CAMIÓN HINO FS SERIE 700, Y
OBSERVACIÓN DE LA MEJORA EN LA EFICIENCIA DEL
SISTEMA.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
LUIS ORLANDO CHILEG PILICITA
DIRECTOR: ING. MILTON REVELO
Quito, noviembre 2015
© Universidad Tecnológica Equinoccial, 2015
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo LUIS ORLANDO CHILEG PILICITA, de claro que el trabajo aquí descrito
es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado
o calificación profesional; y que he consultado las referencias bibliográficas
que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la ley de propiedad
intelectual, por su reglamento y por la normativa institucional vigente.
_________________________
Luis Orlando Chileg Pilicita
C.I 1720903127
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Análisis del
comportamiento del motor implementando un sistema auxiliar de
freno motor al escape de un camión HINO FS SERIE 700, y
observación de la mejora en la eficiencia del sistema.”, que, para
aspirar al título de Ingeniero Automotriz fue desarrollado por Luis
Orlando Chileg Pilicita, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de
Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el
reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
___________________
Ing. Milton Revelo Pereira
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I. 0400728242
DEDICATORIA
Dedico este proyecto a mi padre Vicente Chileg y a mi madre María Angela
Pilicita quienes me apoyan incondicionalmente durante todo el transcurso de
mis estudios.
Siendo ello mis pilares fundamentales que me trasmitieron sus cualidades y
sus valores para poder luchar por mis ideales, y gracias a ellos estoy
culminando mi carrera universitaria.
AGRADECIMIENTO
Quiero expresar mis agradecimientos:
A dios por protegerme durante todo mi camión y darme fuerzas para superar
los obstáculos a lo largo de toda mi vida
A mi madre por estar siempre a mi lado dándome la fuerza necesaria para
seguir adelante.
A mi padre por estar a mí lado en las buenas y en las malas brindando todo
su apoyo, además que me ha enseñado a no desfallecer ni rendirme ante
nada y siempre perseverar atreves de sus sabios consejos.
A todos mis profesores a lo largo de mi vida estudiantil por sus conocimientos
brindados, al igual que a todos mis compañeros y amigos que encontré en
este arduo camino.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 1
2. MARCO TEÓRICO .................................................................................... 3
2.1. Camiones ................................................................................................ 3
2.2. Motor diésel ............................................................................................ 5
2.2.1. Partes principales del motor .......................................................... 6
2.2.2. Ciclo del motor diésel .................................................................... 7
2.2.2.1. Tiempo admisión (aspiración) ................................................ 8
2.2.2.2. Tiempo de compresión ........................................................... 8
2.2.2.3 Tiempo expansión ................................................................... 9
2.2.2.4. Tiempo escape ..................................................................... 10
2.3. Trasmisión ............................................................................................ 10
2.3.1. Embrague .................................................................................... 11
2.3.2. Caja de velocidades .................................................................... 12
2.3.3. Árbol de trasmisión ...................................................................... 13
2.3.4. Conjunto de cono corona ............................................................ 14
2.4. Sistema de frenos ................................................................................. 15
2.4.1. Clasificación de los frenos en los vehículos pesados .................. 15
2.4.2. Sistema de frenos hidráulicos ..................................................... 16
2.4.3. Sistema de frenos neumáticos .................................................... 17
2.5. Freno se servicio ................................................................................... 19
2.5.1. Freno de disco ............................................................................. 19
2.5.2. Freno de tambor .......................................................................... 21
2.6. Freno motor .......................................................................................... 22
ii
2.6.1. Freno Jacobs ............................................................................... 24
2.6.2. Freno de escape ......................................................................... 27
2.7. Otros sistemas de frenos conocidos como retardadores ...................... 29
2.7.1. Frenos magnéticos ...................................................................... 29
2.7.2. Freno hidrodinámico .................................................................... 30
2.8. Camión hino .......................................................................................... 31
2.9. Serie 300............................................................................................... 33
2.9.1. Hino dutro city 512....................................................................... 33
2.9.2. Hino DUTRO 616 ........................................................................ 34
2.9.3. Hino DUTRO 716 ........................................................................ 36
2.9.4. Hino DUTRO 816 ....................................................................... 37
2.10. Serie 500 ............................................................................................. 38
2.10.1. Hino FC 1017 ............................................................................ 38
2.10.2. Hino GD 1226 ............................................................................ 40
2.10.3. Hino GH 1726 ........................................................................... 41
2.10.4. Hino FM1jrua 2626 .................................................................... 43
2.10.5. Hino FM2prsa 2635 ................................................................... 44
2.11. Serie 700 ............................................................................................. 46
2.11.1. Hino 700 FS1e 3341 .................................................................. 46
2.11.1.1. Contadores, medidores y luces .......................................... 50
2.11.1.2. Luces de advertencia e indicadores ................................... 51
2.11.1.3. Interruptor de cambio de gama .......................................... 53
2.11.1.5. Retardador del motor Hino ................................................. 55
2.11.2. Hino 700 SS1EK 2841 ............................................................... 56
3. METODOLOGÍA ...................................................................................... 59
3.1. Diseño de investigación ........................................................................ 59
3.2. Investigación de campo ........................................................................ 60
iii
3.3. Investigación de parametros del motor ................................................. 61
4. ANÁLISIS Y RESULTADOS ................................................................... 63
4.1. Información general del camión ............................................................ 63
4.2. Descripción del uso del freno motor ...................................................... 69
4.3. Inicio recolección de datos .................................................................... 70
4.3.1. Tercera marcha gama baja y rango bajo con jacobs ................... 71
4.3.2. Tercera gama baja y rango alto con jacobs ................................. 78
4.3.3. Cuarta marcha gama alta y rango bajo con jacobs ..................... 86
4.3.4. Cuarta marcha gama alta y rango alto con jacobs ...................... 93
4.3.5. Niveles de fluidos del motor ........................................................ 96
4.3.6. Valores de la presión de admisión............................................... 96
4.3.7. Análisis de aceite ........................................................................ 96
4.4. Evaluación inicial .................................................................................. 98
4.5. Implementación del freno de escape tipo mariposa ............................ 100
4.5.1. Instalación eléctrica ................................................................... 103
4.5.2. Instalación neumática ................................................................ 108
4.6 Estado actual del camión ..................................................................... 110
4.6.1. Prueba con el Freno de escape ................................................ 110
4.6.2. Tercera marcha gama baja rango bajo con el freno de escape 110
4.6.3. Tercera marcha gama baja rango alto con freno de escape ..... 116
4.6.4. Cuarta marcha gama alta rango bajo con freno de escape ....... 122
4.7. Utilización de los frenos de motor en conjunto.................................... 125
4.7.1. Tercera marcha gama baja rango bajo con los dos sismetmas
en conjunto .......................................................................................... 125
4.7.2. Tercera marcha gama baja rango alto con los dos sistmes en
conjunto ............................................................................................... 131
4.7.3. Cuarta marcha gama alta rango bajo con los dos sistemas en
conjunto ............................................................................................... 137
iv
4.7.4. Cuarta marcha gama alta rango alto con los dos sistemas en
conjunto ............................................................................................... 143
4.7.5. Quinta marcha gama alta rango bajo con los dos sistemas en
conjunto ............................................................................................... 149
4.7.6. Quinta archa gama alta rango alto con los dos sitemas en
conjunto ............................................................................................... 155
4.7.7. Resultados del análisis del aceite ............................................. 159
4.8. Evaluación final ................................................................................... 161
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................... 167
5.1. CONCLUSIONES ............................................................................... 167
5.2 RECOMENDACIONES ........................................................................ 167
Nomenclatura o glosario ............................................................................ 169
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................... 171
ANEXOS .................................................................................................... 175
v
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Característica camión HINO City ................................................... 34
Tabla 2. Característica camión HINO Dutro 616 ......................................... 35
Tabla 3. Característica camión HINO Dutro 716 ......................................... 36
Tabla 4. Característica camión HINO Dutro 816 FR .................................... 37
Tabla 5. Característica camión HINO FC .................................................... 39
Tabla 6. Característica camión HINO GD .................................................... 41
Tabla 7. Característica camión HINO GH .................................................... 42
Tabla 8. Característica camión HINO FM1JRUA 2626 ................................ 44
Tabla 9. Característica camión HINO FM2PRSA 2635 ............................... 45
Tabla 10. Característica camión HINO FS 700............................................ 47
Tabla 11. Datos específicos ........................................................................ 48
Tabla 12. Luces de advertencia de la serie 700 .......................................... 51
Tabla 13. Característica camión HINO SS .................................................. 57
Tabla 14. Parámetros del motor 3Lo con jacobs ......................................... 71
Tabla 15. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con
18 ton. .......................................................................................................... 73
Tabla 16. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con
20 ton. .......................................................................................................... 74
Tabla 17. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con
22 ton. .......................................................................................................... 75
Tabla 18. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con
24 ton. .......................................................................................................... 77
vi
Tabla 19. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con 25 ton.
..................................................................................................................... 78
Tabla 20. Parámetros del motor 3Hi con jacobs ......................................... 78
Tabla 21. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con
18 ton. .......................................................................................................... 80
Tabla 22. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con
20 ton. ......................................................................................................... 81
Tabla 23. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con
22 ton. ......................................................................................................... 83
Tabla 24. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con
24 ton. ......................................................................................................... 84
Tabla 25. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con
25 ton. .......................................................................................................... 85
Tabla 26. Parámetros del motor 4Lo con jacobs ......................................... 86
Tabla 27. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con
18 ton. .......................................................................................................... 87
Tabla 28. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con
20 ton. .......................................................................................................... 89
Tabla 29. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con
22 ton. .......................................................................................................... 90
Tabla 30. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con
24 ton. .......................................................................................................... 92
Tabla 31. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con
25 ton. .......................................................................................................... 93
Tabla 32. Parámetros del motor 4Hi con jacobs .......................................... 93
vii
Tabla 33. Valores resultante en 4 Hi, aplicando el freno Jacobs con
18 ton. .......................................................................................................... 95
Tabla 34. Análisis de aceite elementos ....................................................... 98
Tabla 35. Elementos contaminantes ........................................................... 98
Tabla 36. Elementos no metálicos ............................................................... 98
Tabla 37. Parámetros del motor 3Lo con freno de escape ........................ 110
Tabla 38. Valores resultante 3Lo con el freno de escape y con 18 ton ..... 111
Tabla 39. Valores resultantes 3Lo con el freno de escape y con 20 ton ... 112
Tabla 40. Valores resultantes 3Lo con el freno de escape y con 22 ton ... 113
Tabla 41. Valores resultantes 3Lo con el freno de escape y con 24 ton ... 114
Tabla 42. Valores resultantes 3Lo con el freno de escape y 25 ton .......... 115
Tabla 43. Parámetros del motor 3Hi con el freno de escape ..................... 116
Tabla 44. Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 18 ton .... 117
Tabla 45 Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 20 ton ..... 118
Tabla 46. Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 22 ton .... 119
Tabla 47. Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 24 ton .... 120
Tabla 48. Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 25 ton .... 121
Tabla 49. Parámetros del motor 4Lo con freno de escape ........................ 122
Tabla 50. Valores resultantes 4Lo con el freno de escape y con 18 ton ... 122
Tabla 51. Valores resultantes 4Lo con el freno de escape y con 20 ton ... 123
Tabla 52. Parámetros del motor 3Lo con los dos sistemas en conjunto .... 125
Tabla 53. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 18 ton .............................................................................................. 126
Tabla 54. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 20 ton ............................................................................................... 127
Tabla 55. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto
viii
y con 22 ton. .............................................................................................. 128
Tabla 56. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 24 ton. .............................................................................................. 129
Tabla 57. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 25 ton. .............................................................................................. 130
Tabla 58. Parámetros del motor 3Hi con los dos sistemas en conjunto. ... 131
Tabla 59. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 18 ton. ............................................................................................. 132
Tabla 60. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 20 ton. .............................................................................................. 133
Tabla 61. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 22 ton. .............................................................................................. 134
Tabla 62. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 24 ton. .............................................................................................. 135
Tabla 63. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 25 ton. .............................................................................................. 136
Tabla 64. Parámetros del motor 4Lo con los dos sistemas en conjunto .... 137
Tabla 65. Valores resultantes en 4Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 18 ton. .............................................................................................. 138
Tabla 66. Valores resultantes 4Lo con los dos sistemas en conjunto. ...... 139
Tabla 67. Valores resultantes en 4Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 22 ton. .............................................................................................. 140
Tabla 68. Valores resultantes en 4Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 24 ton. .............................................................................................. 141
Tabla 69. Valores resultantes en 4Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 25 ton. .............................................................................................. 142
ix
Tabla 70. Parámetros del motor en 4Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 18 ton. .............................................................................................. 143
Tabla 71. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 18 ton. .............................................................................................. 144
Tabla 72. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 20 ton. ............................................................................................. 145
Tabla 73. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 22 ton. .............................................................................................. 146
Tabla 74. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 24 ton. .............................................................................................. 147
Tabla 75. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 25 ton. .............................................................................................. 148
Tabla 76. Parámetros del motor 5Lo con los dos sistemas en conjunto .... 149
Tabla 77. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 18 ton. ............................................................................................. 150
Tabla 78. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 20 ton. ............................................................................................. 151
Tabla 79. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 22 ton. ............................................................................................. 152
Tabla 80. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 24 ton. .............................................................................................. 153
Tabla 81. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto
y con 25 ton. .............................................................................................. 154
Tabla 82. Valores resultantes 5 Hi con los dos sistemas en conjunto ....... 155
Tabla 83. Valores resultantes en 5 Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 18 ton. .............................................................................................. 156
x
Tabla 84. Valores resultantes en 5Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 20 ton. .............................................................................................. 157
Tabla 85. Valores resultantes en 5 Hi con los dos sistemas en conjunto
y con 22 ton. .............................................................................................. 158
Tabla 86. Elementos de análisis de aceite 2 ............................................. 160
Tabla 87. Elementos contaminantes ......................................................... 160
Tabla 88. Elementos no metálicos ............................................................. 160
Tabla 89. Datos resultantes de las pruebas. ............................................. 164
xi
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura1. Camión de dos ejes ........................................................................ 3
Figura 2. Tracto camión ................................................................................ 4
Figura 3. Camión volqueta ............................................................................ 4
Figura 4. Motor diésel ................................................................................... 6
Figura 5. Partes del motor diésel .................................................................. 7
Figura 6. Tiempo de admisión ....................................................................... 8
Figura 7. Tiempo de compresión ................................................................... 9
Figura 8. Tiempo de expansión .................................................................. 10
Figura 9. Tiempo de escape........................................................................ 10
Figura 10. Elementos de trasmisión ............................................................ 11
Figura 11. Conjunto de embrague ............................................................... 12
Figura 14. Conjunto cono y corona ............................................................. 15
Figura 16. Frenos neumáticos .................................................................... 19
Figura 17. Freno de disco ........................................................................... 20
Figura 18. Freno de tambor ........................................................................ 22
Figura 19. Camión ...................................................................................... 23
Figura 20. Cuerpo de válvulas frenos jacobs .............................................. 25
Figura 21. Jacobs desactivado .................................................................... 26
Figura 22. Jacobs activado ......................................................................... 26
Figura 23. Funcionamiento freno de escape ............................................... 28
Figura 24. Freno de escape tipo mariposa ................................................. 28
Figura 25. Freno electromagnético ............................................................. 29
Figura 26. Sección transversal del freno hidráulico .................................... 31
xii
Figura 27. Hino city ..................................................................................... 33
Figura 28. Hino Dutro .................................................................................. 35
Figura 29. Hino FC ...................................................................................... 39
Figura 30. Hino GD ..................................................................................... 40
Figura 31. Hino GH ..................................................................................... 42
Figura 32. HINO FM 2626 ........................................................................... 43
Figura 33. HINO FM 2635 ........................................................................... 45
Figura 34. HINO FS 700 ............................................................................. 46
Figura 35. Curva de rendimiento motor E13C-T ......................................... 49
Figura 36. Foto tablero Hino FS .................................................................. 50
Figura 37. Foto del tacómetro Hino FS ....................................................... 51
Figura 38. Patrón de cambios ..................................................................... 53
Figura 39. Interruptor de cambio de gama .................................................. 54
Figura 40. Cambio del divisor...................................................................... 55
Figura 41. Palanca de activación del retardador de motor .......................... 56
Figura 43. Ruta de desenso ....................................................................... 61
Figura 44. Foto Gscan 2 ............................................................................. 63
Figura 45. Foto camión Hino FS serie 700 .................................................. 64
Figura 46. Motor E13C ................................................................................ 64
Figura 47. Foto motor Hino E13C lado izquierdo ........................................ 65
Figura 48. Foto deposito del radiador ........................................................ 66
Figura 49. Foto deposito del líquido hidráulico ............................................ 67
Figura 50. Foto tanque de combustible ....................................................... 67
Figura 51. Foto motor Hino E13C lado derecho .......................................... 67
Figura 52. Foto motor Hino E13c sección escape....................................... 68
Figura 53. Foto parte frontal del camión ..................................................... 69
xiii
Figura 54. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs ................................................ 72
Figura 55. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs ................................................ 73
Figura 57. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs ................................................. 76
Figura 58. Variación de la revolución del motor en el descenso con
25 ton y en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs ................................................. 77
Figura 59. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs ................................................. 79
Figura 60. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs ................................................. 81
Figura 62. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs ................................................. 83
Figura 63. Variación de la revolución del motor en el descenso con
25 ton y en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs ................................................. 85
Figura 64. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs ................................................. 87
Figura 65. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs ................................................. 88
Figura 66. Variación de la revolución del motor en el descenso con
22 ton y en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs ................................................. 89
Figura 67. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs ................................................ 91
Figura 68. Variación de la revolución del motor en el descenso con
25 ton y en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs ................................................. 92
xiv
Figura 69. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 4 Hi, aplicando el freno Jacobs ................................................. 94
Figura 70. Freno de escape desarmado. .................................................. 100
Figura 71. Freno de escape ensamblado. ................................................. 101
Figura 72. Foto desmontaje de la base del turbo compresor. ................... 102
Figura 73. Foto tubo de escape desinstalado ........................................... 102
Figura 74. Foto freno de escape instalado ................................................ 103
Figura 75. Foto caja de fusibles y relés de actuadores del camión Hino
FS serie 700............................................................................................... 105
Figura 76. Foto computadora del camión Hino ......................................... 106
Figura 77. Contactos de entrada y salida de la computadora camión
Hino FS serie 700 ...................................................................................... 106
Figura 78. Diagrama del circuito eléctrico de activación .......................... 107
Figura 79. Diagraman de circuito de activación neumática ...................... 108
Figura 80. Foto del circuito neumático de activación implementado ......... 109
Figura 81. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 3 Lo, aplicando el freno de escape ......................................... 112
Figura 82. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 3 Lo, aplicando el freno de escape ......................................... 113
Figura 83. Variación de la revolución del motor en el descenso con
22 ton y en 3 Lo, aplicando el freno de escape ......................................... 114
Figura 84. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 3 Lo, aplicando el freno de escape ......................................... 115
Figura 85. Variación de la revolución del motor en el descenso con
25 ton y en 3 Lo, aplicando el freno de escape ......................................... 116
Figura 86. Variación de la revolución del motor en el descenso con
xv
18 ton y en 3 Hi, aplicando el freno de escape .......................................... 117
Figura 87. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 3 Hi, aplicando el freno de escape .......................................... 118
Figura 88. Variación de la revolución del motor en el descenso con
22 ton y en 3 Hi, aplicando el freno de escape .......................................... 119
Figura 89. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 3 Hi, aplicando el freno de escape .......................................... 120
Figura 90. Variación de la revolución del motor en el descenso con
25 ton y en 3 Hi, aplicando el freno de escape .......................................... 121
Figura 91. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 4 Lo, aplicando el freno de escape. ........................................ 123
Figura 92. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 4 Lo, aplicando el freno de escape. ........................................ 124
Figura 93. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 126
Figura 94. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 127
Figura 95. Variación de la revolución del motor en el descenso con
22 ton y en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 128
Figura 96. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 129
Figura 97. Variación de la revolución del motor en el descenso con
25 ton y en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 130
Figura 98. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 132
Figura 99. Variación de la revolución del motor en el descenso con
xvi
20 ton y en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 133
Figura 100. Variación de la revolución del motor en el descenso con
22 ton y en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto .......................... 134
Figura 101. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 135
Figura 102. Variación de la revolución del motor en el descenso con
25 ton y en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 136
Figura 103. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 138
Figura 104. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 139
Figura 105. Variación de la revolución del motor en el descenso con
22 ton y en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 140
Figura 106. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 141
Figura 107. Variación de la revolución del motor en el descenso con
25 ton y en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 142
Figura 108. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 144
Figura 109. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 145
Figura 110. Variación de la revolución del motor en el descenso con
22 ton y en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 146
Figura 111. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 147
Figura 112. Variación de la revolución del motor en el descenso con
xvii
25 ton y en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 148
Figura 113. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 150
Figura 114. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 151
Figura 115. Variación de la revolución del motor en el descenso con
22 ton y en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 152
Figura 116. Variación de la revolución del motor en el descenso con
24 ton y en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 153
Figura 117. Variación de la revolución del motor en el descenso con
25 ton y en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto. ........................ 154
Figura 118. Variación de la revolución del motor en el descenso con
18 ton y en 5 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 156
Figura 119. Variación de la revolución del motor en el descenso con
20 ton y en 5 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 157
Figura 120. Variación de la revolución del motor en el descenso con
22 ton y en 5 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto. ......................... 158
Figura 121. Comparación de velocidad ..................................................... 164
Figura 122. Promedio de pruebas ............................................................. 166
xviii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo I Hoja de rutas ................................................................................ 175
Anexo II Recolección de datos en las pruebas ......................................... 181
Anexo III Imágenes resultantes del escáner ............................................. 183
Anexo IV Especificaciones del aceite. ....................................................... 187
Anexos V Resultados del análisis del aceite ............................................. 189
Anexo VI Planos del freno de escape tipo mariposa ................................. 192
Anexo VII Manual del circuito eléctrico ..................................................... 193
Anexo VIII Tabla condenatoria de residuos en muestras de aceite para
motores diésel. ........................................................................................... 195
xix
RESUMEN
La investigación se basó en el análisis del comportamiento del motor del
camión Hino FS implementando un freno de motor adicional. En el desarrollo
del proyecto se investigó todos los componentes que están involucrados en el
funcionamiento del freno motor y características, los camiones son vehículos
de propulsión generalmente utilizados para el transporte de carga pesada, los
componentes principales son el motor diésel, trasmisión y frenos. Los motores
diésel son máquinas térmicas que trabajan a altas presiones y temperaturas,
tiene un ciclo que empieza con el tiempo de admisión, compresión, y para
cerrar el ciclo el tiempo de escape. Los frenos son los encargados de disminuir
la velocidad del vehículo según lo requiera el conductor, hasta lograr detener
por completo al vehículo, en un camión puede utilizarse frenos de tambor o
disco también puede tener una combinación de los dos tipos de frenos. En los
camiones se ha implementado sistemas auxiliares para ayudar a disminuir la
velocidad conocidos como frenos de motor, retardadores electromagnéticos o
retardadores hidráulicos. En la variedad de camiones que provee Hino en el
país se encuentran las series 300, 500 y 700 con múltiples características de
trabajo. El camión Hino FS pertenece a la serie 700 tiene un motor de 410 Hp
y consta con un freno de motor tipo jacos. Para el desarrollo del proyecto fue
necesario establecer las características reales que tiene el camión con el
funcionamiento del freno auxiliar en descenso por lo cual se identificó las
cargas con las que frecuentemente trabaja y se estableció la ruta de prueba.
Se implementó un freno de escape tipo mariposa en el motor del camión y se
procedió a realizar las pruebas necesarias para su posterior comparación y
análisis en el comportamiento del motor.
xx
ABSTRACT
The research is based on analyzing the behavior of truck engine Hino FS
implementing an additional engine brake. In the project all the components that
are involved in the operation of the engine brake and characteristic
investigated, trucks are mind-powered vehicles generally used for transporting
heavy loads, the main components are the diésel engine transmission and
brakes. Diesel engines are heat engines operating at high pressures and
temperatures, it has a cycle that begins with the time of intake, compression,
and to close the exhaust cycle time. The brakes are responsible for slowing
the vehicle as required by the driver until completely stop the vehicle, on a
truck brake drum or disc may also be used a combination of the two types of
brakes. In the truck auxiliary systems it has been implemented to help reduce
the rate known as engine brakes, electromagnetic retarders or hydraulic
retarders. Variety of providing Hino trucks in the country are the 300, 500 and
700 series work with multiple features. The truck belongs to Hino FS 700 series
has a 410 Hp engine and comprises an engine brake jacos type. For the
project it was necessary to establish the actual features that the truck with the
operation of auxiliary brake downhill so the loads which often works was
identified and established test route. One exhaust brake butterfly was
implemented in the truck engine and proceeded to make the necessary
evidence for later comparison and analysis on the behavior of the engine
1
1. INTRODUCCIÓN
La marca HINO es reconocida en el país por la gran gama de camiones de
alta calidad y resistencia en el trabajo que ofrece en el mercado de trasporte
pesado, en el país existen diversos tipos de camiones que ofrece HINO pero
para cargas superiores a las 18 toneladas la empresa ha puesto en el mercado
el camión tipo mula Hino FS serie 700.
El camión consta de un conjunto de trasmisión que está conformado por una
caja de velocidades, un árbol de trasmisión y un conjunto de cono corona. La
caja de velocidades se encarga de aumentar o disminuir la velocidad de giro
recibida del motor acorde a las necesidades del conductor, la velocidad
resultante es transferida por medio del árbol de trasmisión hasta el conjunto
cono corona el cual en vía por último el movimiento a las ruedas motrices
dando como resultado la movilidad del camión.
El camión tiene como frenos de servicio un sistema de freno neumático
adicionalmente para el descenso de pendientes tiene un sistema auxiliar de
freno motor tipo jacobs de tres tiempos que actúa como un retardador, quiere
decir que ayuda a reducir la velocidad del camión controlando las revoluciones
del motor durante el descenso por medio de la misma fuerza del motor.
El sistema de freno motor del camión Hino FS serie 700 actúa directo a las
válvulas de escape del motor, pese a tener este tipo de sistema en el motor
se ha evidenciado la deficiencia del sistema durante el descenso de
pendientes con el camión cargado, permitiendo que el motor se sobre
revolucione y esto provoque un aumento excesivo en el uso del sistema
de frenos, sobrepasando sus límites de uso, esto implica que exista una
pérdida parcial de la eficacia del frenado y provoca un mayor desgaste
2
del sistema de frenos convencional. Para evitar que exista el uso excesivo
del freno de servicio, el conductor opta en descender con marchas fuertes las
que producen velocidades menores a los 30 km/h generando tiempos de
descenso excesivos y un mayor consumo de combustible.
El presente proyecto tiene como objetivo general analizar el comportamiento
del motor implementando un sistema auxiliar de freno motor al escape de un
camión Hino FS serie 700 y observar la mejora en la eficiencia del sistema
realizando pruebas reales en carretera.
Dentro de este aspecto, se puede enmarcar los siguientes objetivos
específicos:
1. Describir el funcionamiento de los sistemas auxiliares de freno motor
y los sistemas complementarios que están involucrados cuando el
camión se encuentra descendiendo una pendiente.
2. Aplicar el freno de escape tipo mariposa en el motor del camión Hino
FS serie 700.
3. Determinar si existe una mejora en la eficiencia de frenado por motor
del camión cargado durante el descenso de pendientes.
Se complementa el desarrollo del proyecto con un análisis del aceite para
poder deducir si existe un desgaste anormal del motor en su interior al
implementar el freno de escape en el camión.
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1. CAMIONES
Los camiones son vehículos de propulsión que son utilizados para el
transporte de carga mediana o pesada, un camión está conformado por un
conjunto de sistemas entre los principales se encuentran el motor diésel,
trasmisión y frenos. (Dario, 2003)
Los camiones se pueden clasificar de diferentes maneras como puede ser por
su peso de carga, por el número de ejes, por el tipo de motor o por el tipo de
chasis. (Aneto Etai , 2003) La forma más simple de clasificar a los camiones
es por su tipo de chasis ya que este le brinda características especiales al
camión por lo que su clasificación es la siguiente: (Valcárcel, 2013)
Camiones rígidos cuya cabina, motor y carga están montadas sobre el
mismo chasis pueden ser pequeños, medianos y grandes con dos o
más ejes para el transporte de carga como se indica en la figura 1.
(Cosas de camiones , 2010)
Figura1. Camión de dos ejes
(Blog Transporte De Camiones, 2013)
4
El tracto camión consta de un chasis en el que está montado la cabina
y el motor destinado a arrastrar semirremolques como se muestra en
la figura 2. (Aneto Etai , 2003)
Figura 2. Tracto camión
(Internationaltrucks, 2014)
Camiones unitarios constan de la cabina, el motor y la carga situado en
el chasis con la diferencia que tienen características especiales en su
chasis y trasmisión como se muestra en la figura 3 y son volquetas,
camiones basureros, camiones concreteros, etc. (Valcárcel, 2013)
Figura 3. Camión volqueta
(Internationaltrucks, 2014)
Los camiones al igual que los vehículos livianos han ido evolucionando acorde
a la tecnología y de las necesidades de trabajo, al que estén expuestos por
este sentido se han diseñado motores de mayor potencia y velocidad con el
5
fin de optimizar el trabajo. (Cosas de camiones , 2010) Al tener mayores
cargas y velocidad de traslación es necesario que existan mejoras en el resto
de sistemas como es en trasmisión y frenos para obtener un mejor rendimiento
del camión. (Cosas de camiones , 2010)
2.2. MOTOR DIÉSEL
El motor diésel es una máquina térmica que transforma energía térmica en
energía mecánica gracias al sistema de movimiento biela manivela, luego la
energía es trasmitida hacia otros sistemas para que cumplan un trabajo
específico, el motor diésel lleva su nombre gracias a su creador quien fue
Rudolf Diésel en el año de 1892. (Aneto Etai , 2003)
La característica de funcionamiento del motor diésel es casi similar al motor
Otto con la existencia de una gran variante que se encuentra en la ignición del
combustible, debido a que en los motores Otto el combustible es la gasolina
y se tiende a inducir una chispa eléctrica para que el combustible explote
(Vicente, 2009), mientras tanto en los motores diésel se busca elevar la
temperatura del aire con la compresión para que luego el combustible (diésel)
se inflame, por esta razón los motores diésel son más robustos debido a que
soportan mayores presiones de compresión y mayor temperatura como se
muestra en la figura 4. (Dario, 2003)
Características:
Construcción más robusta
El motor tiene mayor peso
Genera mayor presión en el interior de los cilindros
6
Genera mayor temperatura de trabajo
La economía de los motores diésel es mayor que los motores Otto
Aprovecha un 20% más de energía producida por el motor a
diferencia de los motores Otto.
Figura 4. Motor diésel
(Overview, 2007)
2.2.1. PARTES PRINCIPALES DEL MOTOR
Partes fijas
Carter de aceite
Bloque de cilindros
Tapa válvulas
Cabezote
Múltiple de admisión
Múltiple de escape
Partes móviles
Cigüeñal
7
Pistones
Bielas
Árbol de levas
Bomba de agua
Bomba de aceite
Volante de inercia
Válvulas
Balancines
Turbo compresor
Bomba de inyección
Filtros
En la figura 5 se muestra la ubicación de las partes principales del motor.
Figura 5. Partes del motor diésel
(joseclaudio, 2010)
2.2.2. CICLO DEL MOTOR DIÉSEL
8
El motor diésel se construye de preferencia con el ciclo de funcionamiento de
cuatro tiempos ya que es el idóneo para la utilización en camiones. (Dario,
2003)
2.2.2.1. Tiempo Admisión (aspiración)
Como se muestra en la figura 6 el pistón se encuentra en el interior del cilindro
en el P.M.S el pistón empieza su descenso al P.M.I en este preciso momento
la válvula de admisión se encuentra abierta mientras la válvula de escape
se encuentra cerrada y por efecto de succión provocado por el pistón en su
descenso ingresa solo aire cuando el pistón llega al P.M.I (punto muerto
inferior) el cilindro se encuentra lleno de aire y la válvula de admisión se
cierra. (Dario, 2003)
P.M.S= Punto muerto superior.
P.M.I= Punto muero inferior
Figura 6. Tiempo de admisión
(Celis, 2014)
2.2.2.2. Tiempo de compresión
9
Como se muestra en la figura 7 el pistón se encuentra en el PMI con las
válvulas de admisión y escape totalmente cerradas, el pistón realiza un
recorrido ascendente del pistón del punto PMI al PMS comprimiendo el aire
en el interior del cilindro. (Dario, 2003)
Figura 7. Tiempo de compresión
(Celis, 2014)
2.2.2.3 Tiempo expansión
Como se observa en la figura 8 el pistón se encuentra en el PMS con
las válvulas de admisión y escape totalmente cerradas en este instante
se inyecta el combustible finamente pulverizado, por la alta presión y
temperatura generado en el interior del cilindro, el combustible se
combustiona aumentando la presión y temperatura provocando que el
pistón descienda del PMS al PMI. (Dario, 2003)
10
Figura 8. Tiempo de expansión
(Celis, 2014)
2.2.2.4. Tiempo escape
Como se observa en la figura 9 el pistón se encuentra en PMI y se abre
la válvula de escape, el pistón asciende al PMS arrastrando los gases
combustionados del interior del cilindro al exterior. (Dario, 2003)
Figura 9. Tiempo de escape
(Celis, 2014)
2.3. TRASMISIÓN
11
La trasmisión es el conjunto de elementos el cual se encarga de trasmitir el
movimiento que es generado por el motor hacia las ruedas motrices, está
constituida por los siguientes elementos: (Aneto Etai , 2003)
Embrague
Caja de velocidades
Árbol de trasmisión
Conjunto de cono corona
Como se muestra en la figura 10 el movimiento es generado en el motor y
posteriormente es trasmitida hasta lo ejes de rueda por el conjunto de
trasmisión.
Figura 10. Elementos de trasmisión
(Camiones y Buses, 2014)
2.3.1. EMBRAGUE
12
Es el conjunto de elementos encargados de acoplar y desacoplar el
movimiento proveniente del motor a la caja de velocidades en el momento que
se requiera realizar un cambio de velocidad. (Desguacesvehiculos, 2012)
Está ubicado en el volante de inercia del motor y consta de los siguientes
elementos: volante motor, disco embrague, maza embrague y collarín, los que
detallamos a continuación en la figura 11: (Desguacesvehiculos, 2012)
Figura 11. Conjunto de embrague
(Grupo Mavesa, 2015)
2.3.2. CAJA DE VELOCIDADES
La caja de velocidades es el conjunto de engranajes que permite aumentar o
disminuir la velocidad del movimiento que recibe del motor a las diferentes
necesidades que requiera el vehículo, este conjunto está situado entre el
motor y el resto del vehículo, la función principal es modificar las revoluciones
y además tiene que invertir el giro recibido para que el vehículo pueda dar
marcha atrás. (Aneto Etai , 2003)
13
La velocidad de régimen es el régimen de giro del motor comprendido entre
el máximo par y la máxima potencia franja en la cual el rendimiento del motor
se aprovecha al máximo. (Dario, 2003)
Como el par motor y las revoluciones de este se trasmite así las ruedas
motrices para que se genere una fuerza de impulsión capaz de romper la
resistencia del vehículo al movimiento la potencia trasmitida debe ser igual al
par resistente en la ruedas motrices para conseguir esto la caja se convierte
en un desmultiplicado. (Ferrer, 2000)
En la figura 12 se puede observar una caja de velocidades en corte.
Figura 12. Caja de velocidad
(Cosas de camiones , 2010)
2.3.3. ÁRBOL DE TRASMISIÓN
Es el elemento encargado de trasmitir el movimiento desde el eje de salida de
la caja de velocidades al conjunto de cono y corona. (Dario, 2003)
14
Estos tubos están unidos por medio de juntas elásticas tipo cardan, con el
objeto de absorber las oscilaciones de las ruedas durante la marcha del
vehículo (Dario, 2003).
En la figura 13 se puede observar un ejemplo de árbol de trasmisión.
Figura 13. Árbol de trasmisión
(Dadillon, 2010)
2.3.4. CONJUNTO DE CONO CORONA
Es el conjunto encargado de transformar el movimiento giratorio longitudinal
que llega desde la caja de velocidades en un movimiento giratorio transversal
que será trasmitido hacia las ruedas de tracción. (Aneto Etai , 2003)
En la figura 14 se puede observar un conjunto cono corona y los elemetos
que lo constituyen.
15
Figura 14. Conjunto cono y corona
(Dadillon, 2010)
2.4. SISTEMA DE FRENOS
“El freno es un elemento o conjunto de elementos cuya función es la de
disminuir la velocidad de un vehículo progresivamente hasta conseguir que se
detenga por completo la marcha según el requerimiento del conductor”.
(Ferrer, 2000)
“Para ello se equipa al vehículo con una serie de mecanismos y sistemas que
se encargan de disminuir la velocidad de avance del vehículo permitiendo
realizar de la mejor manera y condiciones de seguridad, tiempo y distancias
mínimas conservando la trayectoria del vehículo en diversas condiciones de
carga”. (Ferrer, 2000)
2.4.1. CLASIFICACIÓN DE LOS FRENOS EN LOS VEHÍCULOS PESADOS
En el mercado de vehículos pesados existen diversos tipos de frenos por su
forma de accionamiento y su funcionamiento que pueden clasificarse de la
siguiente manera: (Cascaosa, 2005)
16
Por su accionamiento:
a) Frenos hidráulicos
b) Frenos neumáticos
Por su funcionamiento:
c) Frenos de servicio
Freno de tambor
Freno de disco
d) Freno motor
Freno Jacobs
Freno de escape
e) Otros tipos de freno
Frenos magnéticos
Frenos hidrodinámicos
2.4.2. SISTEMA DE FRENOS HIDRÁULICOS
El sistema de frenos hidráulicos como se observa en la figura 15 es aquel en
el cual la fuerza se transmite desde el conductor hasta las ruedas por medio
del fluido hidráulico (líquido de frenos), hasta los actuadores de frenos de las
ruedas, esta fuerza es trasmitida por igual a todas las ruedas que tenga el
vehículo. (Aneto Etai , 2003)
17
Para conseguir que la energía se traslade desde el conducto, se implementa
en el vehículo una serie de mecanismos que se encargan de conseguir
trasmitir esa fuerza, permitiendo realizarlo en las mejores condiciones de
seguridad, tiempo y distancia mínimos sin provocar que el vehículo pierda
estabilidad y mantenga su dirección en el momento de frenado, con un
esfuerzo proporcional para el conductor en diversas condiciones de carga,
velocidad, peso del vehículo, suspensión y calidad del camino. (Aneto Etai ,
2003)
Figura 15. Frenos hidráulicos
(memocars, 2013)
2.4.3. SISTEMA DE FRENOS NEUMÁTICOS
Los sistemas neumáticos son los empleados exclusivamente en camiones
pesados y de gran tonelaje. Utilizan el aire comprimido como medio de
transmisión de fuerza. (Dario, 2003)
Los componentes principales de un circuito básico de aire comprimido son:
18
Un compresor de aire, accionado por el motor del vehículo, el cual suministra
aire a presión que se acumula en un depósito a una determinada presión
comprendida entre 113 a 170 lb/plg2, dependiendo del camión y del sistema
que se regula por medio de una válvula de descarga. (Dario, 2003)
“Una válvula de regulación de la presión en el circuito.” (Aneto Etai , 2003)
“Varios depósitos con capacidad suficiente para suministrar aire a presión al
circuito de frenos y a otros sistemas servo asistido que puedan instalarse en
el vehículo. La presión del depósito es controlada por un manómetro situado
en el panel de instrumentos.” (Aneto Etai , 2003)
“Una válvula principal de frenado, accionada por el pedal de freno, que deja
pasar el aire a presión hasta los cilindros de las ruedas. (Aneto Etai , 2003)
Una válvula de descarga rápida para eliminar automáticamente el aire contenido
en los cilindros cuando cesa la acción de frenado”. (Aneto Etai , 2003)
La conexión de todos estos elementos se realiza a través de cañerías con tramos
flexibles con objeto de canalizar el aire a los distintos puntos del circuito. (Aneto
Etai , 2003)
El la figura 16 se observa el esquema de un sistema neumático y sus
componentes.
19
Figura 16. Frenos neumáticos
(Mahle, 2014)
1. compresor
2. regulador de presión
3. secador de aire
4. depósito de regeneración
5. depósito de aire comprimido
6. cámara de aire de freno
2.5. FRENO SE SERVICIO
Se le conoce como freno de servicio al conjunto primario de frenos que se
encuentran implementados en el vehículo, puede ser solo freno de disco, solo
freno de tambor o combinados. (Cascaosa, 2005)
2.5.1. FRENO DE DISCO
20
Es un sistema de frenado normalmente para vehículos livianos, en camiones
este tipo de frenos generalmente se lo utiliza en los ejes delanteros aunque
actualmente en algunas marcas se ha introducido los frenos de disco de forma
integral en todos los ejes. (Ferrer, 2000)
“El freno está compuesto por una parte móvil (el disco) que ofrece dos caras
de rozamiento por su exterior es sometida al rozamiento de unas superficies
de alto coeficiente de fricción (pastillas) se ejerce una fuerza suficiente como
para poder detener el movimiento del vehículo. La recuperación de las
pastillas se hace fundamentalmente por la elasticidad de la misma”. (Ferrer,
2000)
“Existen diferentes tipos de discos de freno, algunos son de acero macizo
mientras que otros están rayados en la superficie o tienen agujeros que los
atraviesan. Estos últimos, denominados discos ventilados, ayudan a disipar el
calor.” (Mecatronica, 2011)
En la figura 17 se puede observar un tipo de freno de disco
Figura 17. Freno de disco
(Mecatronica, 2011)
21
2.5.2. FRENO DE TAMBOR
El freno de tambor es todavía el más utilizado en vehículos pesados, está
formado por las siguientes partes: (Ferrer, 2000)
El tambor
Las mordazas
El actuador
Los muelles de retorno
El tambor mecánico gira con las ruedas y contiene una pista de rozamiento
en su interior, en el eje se encuentra anclado un plato fijo, se encuentran dos
mordazas que constituyen el elemento fijo, las mordazas están recubiertas en
la zona de contacto con el tambor. (Aneto Etai , 2003)
Una actuador que puede ser de diferentes tipos provoca esfuerzo que separa
las mordazas en función del requerimiento del conductor. (Dario, 2003)
El desplazamiento de las mordazas provoca que los forros entren en contacto
con el tambor produciendo el frenado del vehículo y la recuperación de las
mordazas se efectúan por medio de los muelles. (Aneto Etai , 2003)
En la figura 18 se puede observar un tipo de freno de tambor con los
elementos que lo conforman.
22
Figura 18. Freno de tambor
(Mecatronica, 2011)
2.6. FRENO MOTOR
El freno motor es generalmente complementario o auxiliar también conocido
como retardador es el encargado de moderar la velocidad del vehículo sin la
intervención de los frenos de servicio. (Cascaosa, 2005)
El diseño e implementación del freno motor cumple con la función de evitar
que el sistema de freno principal de un vehículo pesado se fatigue demasiado
en una pendiente pronunciada y que no pierda la eficiencia o se incapacite el
frenado. (Inacap, 2015)
El freno motor se refiere al acto de usar el movimiento necesitado de energía
de un motor de combustión interna para disipar energía y detener un vehículo.
23
El freno motor se utiliza para reducir la velocidad en largos tramos en
pendiente descendente, disminuyendo la necesidad de utilizar los frenos de
servicio manteniendo así la eficiencia de detención en situaciones de
emergencia. (Cascaosa, 2005)
Características
Los sistemas de freno motor se emplean para aliviar y complementar
los frenos de servicio (discos y tambores) para evitar que se calienten
si se utilizan en exceso. (Inacap, 2015)
Mejora la vida útil de los frenos de servicio y mayor seguridad vial.
En los vehículos pesados, con un peso superior a 12 toneladas y en
autobuses con un peso superior a 5 toneladas es obligatorio disponer
de freno motor. (Inacap, 2015)
El dispositivo de freno motor debe estabilizar por si solo la velocidad
del vehículo, circulando con plena carga en un tramo, sin emplear el
freno de rueda. (Inacap, 2015)
En la figura 19 se observa un camión en descenso de un pendiente aplicando
el freno motor.
Figura 19. Camión
(Wsiworld, 2014)
24
2.6.1. FRENO JACOBS
“Clessie Cummins (1888 – 1968) Inventor del motor diésel Cummins, también
inventó el freno de motor Jacobs (Jacobs Engine Brake), conocido
comúnmente como retardador o “Jake Brake”.” (The American Society of
Mechanical Engineers, 2011)
El freno Jacobs Engine Brake es un retardador de motor diésel que emplea el
motor para ayudar a desacelerar la marcha y controlar el vehículo. Al
activarse, el freno de motor altera la operación de las válvulas de escape del
motor, de modo que el motor funciona como compresor de aire absorbedor de
potencia. (Jacobs vehicle systems, 2014) De esta manera, se produce una
acción de retardo o desaceleración en las ruedas propulsoras del vehículo,
que le permite controlar mejor su vehículo sin emplear los frenos de servicio.
(Jacobs vehicle systems, 2014) Esto conduce a una reducción en el
mantenimiento del freno de servicio del vehículo, tiempos de recorrido más
cortos y costos de operación generales más bajos. (Jacobs vehicle systems,
2014)
“Consta de unas electroválvulas adicionales a la de escape, montada
asimismo sobre la culata de cada cilindro como se observa en la figura 20,
con el que se consigue que en el tiempo de combustión del motor el aire
comprimido se pierda por el colector de escape y no produzca empuje alguno,
tiene efecto de frenado en la fase de compresión del motor”. (Ulloa, 2012) “El
freno Jacobs consta de una carcasa de hierro fundido que contiene las
válvulas solenoides y se fija en el motor por encima de los balancines. Al
momento de ponerse en marcha el sistema, se envía un flujo de aceite que
mantiene abiertas las válvulas de escape durante el tiempo de expansión”
(fase en la que normalmente se cierran para proporcionar mayor energía).
(Ulloa, 2012)
25
Figura 20. Cuerpo de válvulas frenos jacobs
(Jacobs vehicle systems, 2014)
“Este es un mecanismo que cambia el tiempo de las válvulas en el motor del
vehículo. Normalmente cuando el pistón está cerca de la parte superior del
cilindro, se inyecta el combustible, este se enciende y el pistón es empujado
hacia abajo en el tiempo de potencia como se observa en la figura 21”. (Ulloa,
2012) Pero cuando el freno de motor se activa, justo antes de que el pistón
llegue al punto superior la válvula de escape se abre y deja salir el aire
comprimido, antes que llegue al punto donde se inyecta combustible. (Inacap,
2015) La energía utilizada para comprimir el aire sale por el tubo de escape al
exterior como se observa en la figura 22. (Inacap, 2015) De este modo, el
motor funciona como compresor de aire absorbente de potencia, de esta
manera, se produce una acción de retardo o desaceleración en las ruedas
propulsoras del vehículo, esto conduce a una disminución en la utilización del
freno de servicio y así en su mantenimiento. (Victor Ahumada, 2014)
26
Figura 21. Jacobs desactivado
(Pierson, 2012)
Figura 22. Jacobs activado
(Pierson, 2012)
Cabe mencionar que el freno de motor solo sirve para desacelerar el vehículo
o para disminuir su velocidad pero no para detener por completo el vehículo
el freno de motor se activa por medio de controles localizados en la cabina,
una vez que se enciende el sistema, generalmente la operación es
automática. (Pierson, 2012)
Conmutador de alto/bajo:
27
“El ajuste “bajo” activa tres cilindros, y da un caballaje de frenado de
aproximadamente el 50%. El ajuste “alto” activará los seis cilindros, y dará un
caballaje de frenado completo.” (Ulloa, 2012)
Conmutador de alto/mediano/bajo:
“El ajuste “bajo” activa dos cilindros, y da aproximadamente un tercio del
caballaje de frenado total. El ajuste “mediano” activa cuatro cilindros, y da
aproximadamente dos tercios del caballaje de frenado total. El ajuste “alto”
activará los seis cilindros, y da el caballaje de frenado completo.” (Ulloa, 2012)
El freno motor entra a funcionar siempre que se deja de presionar el pedal del
acelerador. (Ulloa, 2012)
2.6.2. FRENO DE ESCAPE
Es el sistema que con mayor frecuencia se encuentra en buses y camiones
de carga mediana este sistema consiste simplemente en la utilización de una
válvula tipo mariposa o guillotina instalada en el tubo de escape este
estrangula o restringe el flujo de los gases de escape acumulando la presión
en el sistema generando una contra presión convirtiendo al motor en un
compreso de baja presión. (D&W Diesel, Inc., 2010) (Inacap, 2015)
El freno se instala en el tubo de escape detrás del turbo cargador y antes del
silenciador como se muestra en la figura 23, la válvula del freno escape puede
accionarse por medio de un cilindro neumático el tiempo de liberación es de 2
a 10 segundos aproximadamente. (Jacobs vehicle systems, 2014)
28
Figura 23. Funcionamiento freno de escape
(D&W Diesel, Inc., 2010)
Este sistema es accionado ya sea por el pedal o mediante un interruptor;
cuando el conductor del vehículo lo acciona este impide la salida de los gases
del motor acumulando presión que finalmente dificulta el desplazamiento de
los pistones en el interior del cilindro del motor reduciendo la velocidad del
motor y así la velocidad del vehículo. (Ulloa, 2012)
En la figura 24 se observa un freno de escape tipo mariposa para motores
diésel de accionamiento neumático.
Figura 24. Freno de escape tipo mariposa
(Jacobs vehicle systems, 2014)
29
2.7. OTROS SISTEMAS DE FRENOS CONOCIDOS COMO
RETARDADORES
Existen otros sistemas auxiliares de freno que ayudan al sistema de frenos a
disminuir la velocidad del vehículo, estos sistemas no utilizan la fuerza del
motor para realizarlo, utilizan la fuerza electromagnética o fuerza hidráulica
generalmente se encuentran instalados entre la caja de velocidades y el árbol
de trasmisión.
2.7.1. FRENOS MAGNÉTICOS
“El principio de funcionamiento se basa en la generación de un campo
magnético entre el núcleo de bobinas y los rotores. El campo se opone al
movimiento de los rotores que giran con el eje cardan, con relación al núcleo
de bobinas que se encuentran fijas al chasis del vehículo. Es precisamente
esta oposición al movimiento, lo que permite retardar la velocidad del vehículo
sin fricción entre sus componentes.” (Inacap, 2015)
En la figura 25 se observa el esquema de un freno electromagnético
Figura 25. Freno electromagnético
(Victor Ahumada, 2014)
30
Los rotores de los frenos electromagnéticos están diseñados para absorber el
calor generado, y conforme al giro de este, se enfríe por el paso de aire a
través de sus aletas de respiración. De tal suerte, que siempre que la unidad
circule sin el freno activado, este irá enfriándose. (Victor Ahumada, 2014)
2.7.2. FRENO HIDRODINÁMICO
“El freno hidrodinámico es un dispositivo que ayuda a frenar un objeto en
movimiento con ayuda de un fluido hidráulico el cual puede ser aceite de motor
en muchos casos. El freno hidrodinámico funciona mediante el principio
hidrodinámico desarrollado por el ingeniero alemán Herman Föttinger a
principios del siglo XIX.” (Victor Ahumada, 2014)
Este tipo de freno ayuda considerablemente al frenado del vehículo sin utilizar
los frenos de servicio ni el freno de motor del vehículo; ahora bien al combinar
ambos se produce una mayor frenada al vehículo aumentando la potencia de
frenado. Utilizando el freno hidrodinámico se ahorrará en la prolongación de
los servicios de mantenimiento de los frenos de servicio debido a la
disminución en el uso, también aumenta la seguridad del vehículo así como
la velocidad promedio del mismo. El freno hidrodinámico se monta entre la
caja de velocidades o transmisión y el diferencial del vehículo, el eje cardan
se acopla al freno hidrodinámico mediante juntas especiales y cambio del
primer eje cardan del vehículo. (Vicente, 2009)
“El rotor del freno hidrodinámico es directamente accionado por el árbol de la
transmisión. Frente al rotor se encuentra el estator, que está unido
directamente a la carcasa del freno hidrodinámico como se observa en la
figura26. El medio de trabajo utilizado usualmente es aceite sintético 10W30
o bien aceite SAE 30, este sufre una aceleración por el rotor en su movimiento
31
que lo lanza contra el estator, experimentando con ello una desaceleración.
La energía cinética se transforma en energía térmica, sufriendo el vehículo
una reducción de su velocidad. El calor producido se disipa por medio del
intercambiador de calor en el sistema de refrigeración del motor.” (Victor
Ahumada, 2014)
Figura 26. Sección transversal del freno hidráulico
(Victor Ahumada, 2014)
2.8. CAMIÓN HINO
Hino es uno de los mayores proveedores de camiones de carga pesada y
mediana en Japón, Hino pertenece al grupo Toyota por lo que tiene una gran
participación en el mercado mundial, sus operaciones globales atienden
también a una creciente gama de clientes en Norte América, y en otras
regiones. (Hino Ecuador , 2015)
“Las ventas globales de camiones y autobuses de la marca HINO totalizan
aproximadamente 100.000 vehículos al año.” (Hino Ecuador , 2015)
“Hino mantiene una visión de camiones y autobuses para el transporte de
artículos y personas hacia el futuro, un futuro de logística segura y eficiente, y
un transporte en armonía con el medio ambiente natural y conservando su
32
visión en la carretera a través de tecnologías para el medio ambiente líderes
en la industria”. (Hino Ecuador , 2015)
Los camiones Hino en ecuador son comercializados en el trasporte de
pasajeros, trasporte de carga mediana y pesada, son atractivos para este tipo
de trabajos debido a su calidad y resistencia para trabajos forzados. Los
principales distribuidores de Hino en Ecuador son Teojama Comercial y
Corporación Mavesa S.A. (Hino Ecuador , 2015)
Hino tiene en el mercado ecuatoriano diferentes tipos de camiones
clasificados por su utilización y capacidad de carga los cuales son serie 300
para carga liviana desde 3 ton hasta 5.5 ton, serie 500 para carga mediana de
6 ton hasta 17 ton y serie 700 para carga pesada mayores a 15 ton. (Grupo
Mavesa, 2015)
A continuación se realizarán tablas de contenidos con las principales
características de cada camión que distribuye Hino en el Ecuador.
Donde:
mm: milímetros
Kg: kilogramos
Rpm: revoluciones por minuto
cc: centímetros cúbicos
Hp: house power
Nm: Newton metro
Kw: Kilo watts
33
lt: litros
pulg: pulgada
2.9. SERIE 300
La serie 300 se han creado para cargas menores a las 7 toneladas ideales
para circular dentro de la ciudad dentro de la serie 300 tenemos los siguientes
modelos de camiones. (Hino Ecuador , 2015)
2.9.1. HINO DUTRO CITY 512
En la figura 27 se puede observar al camión Hino city tipo furgón de carga
ligera de un solo eje con una capacidad de carga de 2.5 toneladas
Figura 27. Hino city
(Grupo Mavesa, 2015)
En la tabla 1 se encuentra las características principales del camión Hino city
en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor, trasmisión y
sistema de frenos.
34
Tabla 1. Característica camión HINO City
(Grupo Mavesa, 2015)
En la serie 300 se encuentran tres tipos de camiones que tienen el mismo tipo
de motor y su principal variación se encuentra en la capacidad de carga que
poseen y en el largo de su chasis.
2.9.2. HINO DUTRO 616
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 4,550 Kg.
Capacidad de carga 2,570 Kg
Largo total 4970 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 148 HP @ 2,500 RPM
Torque máximo 314 Nm @ 1,600 RPM
Cilindraje 4009 CC
Cilindro 4 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Hidráulico con ajuste automático
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 5 velocidades + reversa
FRENO
De servicio Hidráulico accionamiento por tambor
Control Servo freno
De estacionamiento Mecánico
De escape Freno de escape
35
En la figura 28 se muestra a otro tipo de camión de la serie 300 esta vez de
dos ejes, una de sus características es que la cabina y el tipo de motor se
mantiene para los camiones Hino dutron 716 y 816 (Grupo Mavesa, 2015)
Figura 28. Hino Dutro
(Grupo Mavesa, 2015)
En la tabla 2 se encuentra las características principales del camión Hino
dutron 616 en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor,
trasmisión y sistema de frenos.
Tabla 2. Característica camión HINO Dutro 616
(Grupo Mavesa, 2015)
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 5,500 Kg.
Capacidad de carga 4,705 Kg
Largo total 6115mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 148 HP @ 2,500 RPM
Torque máximo 420 Nm @ 1,400 RPM
36
2.9.3. HINO DUTRO 716
En la tabla 3 se encuentra las características principales del camión Hino
dutron 716 en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor,
trasmisión y sistema de frenos.
Tabla 3. Característica camión HINO Dutro 716
(Grupo Mavesa, 2015)
Cilindraje 4009 CC
Cilindro 4 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Monodisco seco tipo diafragma
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 6 velocidades + reversa
FRENO
De servicio Hidráulico accionamiento por tambor
Control Servo freno
De estacionamiento Mecánico
De escape Freno de escape
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 5,500 Kg.
Capacidad de carga 5,760 Kg
Largo total 6120 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 148 HP @ 2,500 RPM
37
2.9.4. HINO DUTRO 816
En la tabla 4 se encuentra las características principales del camión Hino
dutron 816 en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor,
trasmisión y sistema de frenos.
Tabla 4. Característica camión HINO Dutro 816 FR
(Grupo Mavesa, 2015)
Torque máximo 420 Nm @ 1,400 RPM
Cilindraje 4009 CC
Cilindro 4 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Monodisco seco tipo diafragma
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 6 velocidades + reversa
FRENO
De servicio Hidráulico accionamiento por tambor
Control Servo freno
De estacionamiento Mecánico
De escape Freno de escape
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 5,500 Kg.
Capacidad de carga 6,100 Kg
Largo total 6735 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
38
2.10. SERIE 500
Los camiones de la serie 500 son diseñados para cargas mayores a 7
toneladas y menores a 19 toneladas, existe una variedad de camiones en esta
serie con diferentes característica.
2.10.1. HINO FC 1017
En la figura 29 se observa al camión de dos ejes Hino FC con una capacidad
de carga de 7.5 toneladas, una de las principales diferencia de este camón en
la serie 500 es que su cabina no tiene una litera en donde el conductor pueda
descansar en viajes largos.
Potencia máxima 148 HP @ 2,500 RPM
Torque máximo 420 Nm @ 1,400 RPM
Cilindraje 4009 CC
Cilindro 4 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Monodisco seco tipo diafragma
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 6 velocidades + reversa
FRENO
De servicio Hidráulico accionamiento por tambor
Control Servo freno
De estacionamiento Mecánico
De escape Freno de escape
39
Figura 29. Hino FC
(Teojama Comercial S.A, 2014)
En la tabla 5 se encuentra las características principales del camión Hino FC
en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor, trasmisión y
sistema de frenos.
Tabla 5. Característica camión HINO FC
(Grupo Mavesa, 2015)
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 10,400 Kg.
Capacidad de carga 7,640 Kg
Distancia entre ejes 7640 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 178 HP @ 2,500 RPM
Torque máximo 500 Nm @ 1,500 RPM
Cilindraje 5125 CC
Cilindro 4 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Hidráulico con booster de aire
Transmisión / Tipo Manual
40
2.10.2. HINO GD 1226
En la figura 30 se observa al camión de dos ejes Hino GD con una capacidad
de carga de 10 toneladas.
Figura 30. Hino GD
(Mavesa, 2015)
En la tabla 6 se encuentra las características principales del camión Hino GD
en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor, trasmisión y
sistema de frenos.
Número de Velocidades 6 velocidades + reversa
FRENO
De servicio Hidráulico accionamiento por tambor
Control Aire sobre hidráulico “mixtos”
De estacionamiento Mecánico
De escape Freno de escape
41
Tabla 6. Característica camión HINO GD
(Grupo Mavesa, 2015)
2.10.3 HINO GH 1726
En la figura 31 se observa el camión de dos ejes Hino GH con una capacidad
de carga 12 toneladas.
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 11,900 Kg
Capacidad de carga 9,180 Kg
Distancia entre ejes 11630 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 256 HP @ 2,500 RPM
Torque máximo 739 Nm @ 1,500 RPM
Cilindraje 7684 CC
Cilindro 6 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Hidráulico con booster aire
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 6 velocidades + reversa
FRENO
De servicio Hidráulico accionamiento por tambor
Control Aire sobre hidráulico “mixtos”
De estacionamiento Mecánico
De escape Freno de escape
42
Figura 31. Hino GH
(Grupo Mavesa, 2015)
En la tabla 7 se encuentra las características principales del camión Hino GH
en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor, trasmisión y
sistema de frenos.
Tabla 7. Característica camión HINO GH
(Grupo Mavesa, 2015)
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 17,000 Kg.
Capacidad de carga 11,985 Kg
Largo total 8585 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 256 HP @ 2,500 RPM
Torque máximo 739 Nm @ 1,500 RPM
Cilindraje 7684 CC
Cilindro 6 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Hidráulico con booster aire
43
2.10.4. HINO FM1JRUA 2626
En la figura 32 se observa al camión de tres ejes Hino FM 2626 con un motor
de 260 HP
Figura 32. HINO FM 2626
(Grupo Mavesa, 2015)
En la tabla 8 se encuentra las características principales del camión Hino GH
en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor, trasmisión y
sistema de frenos.
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 9 velocidades + 2 reversa
FRENO
De servicio 100% aire por tambor doble circuito independiente
Control Neumático
De estacionamiento Neumático alas ruedas posteriores
De escape Freno de escape
44
Tabla 8. Característica camión HINO FM1JRUA 2626
(Grupo Mavesa, 2015)
2.10.5. HINO FM2PRSA 2635
En la figura 33 se observa al camión Hino FM2 2635 de 3 ejes con un motor
de 350 HP. (Grupo Mavesa, 2015)
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 26,000 Kg.
Capacidad de carga dinámica 18,810 Kg
Largo total 8950 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Control electrónico tic
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 256 HP @ 2,500 RPM
Torque máximo 730 Nm @ 1,500 RPM
Cilindraje 7961 CC
Cilindro 6 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Hidráulico con booster aire
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 9 velocidades +2 reversa
FRENO
De servicio 100% aire por tambor doble circuito
independiente
Control Neumático
De estacionamiento Neumático alas ruedas posteriores
De escape Freno de escape
45
Figura 33. HINO FM 2635
(Teojama Comercial S.A, 2014)
En la tabla 9 se encuentra las características principales del camión Hino FM2
2635, en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor, trasmisión y
sistema de frenos.
Tabla 9. Característica camión HINO FM2PRSA 2635
(Grupo Mavesa, 2015)
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 26,500 Kg.
Capacidad de carga dinámica 19,415 Kg
Largo total 8950 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 350 HP @ 2,100 RPM
Torque máximo 1275 Nm @ 1,500 RPM
Cilindraje 10520 CC
Cilindro 6 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Hidráulico con booster aire
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 9 velocidades +2 reversa
FRENO
46
2.11. SERIE 700
Los camiones serie 700 son diseñados para transportar cargas superiores a
las 18 toneladas.
2.11.1. HINO 700 FS1E 3341
En la figura 34 se observa al camión de tres ejes Hino FS
Figura 34. HINO FS 700
(Teojama Comercial S.A, 2014)
De servicio 100% aire por tambor doble circuito
independiente
Control Neumático
De estacionamiento Neumático alas ruedas posteriores
De escape Freno de escape
47
En la tabla 10 se encuentra las características principales del camión Hino FS
en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor, trasmisión y
sistema de frenos.
Tabla 10. Característica camión HINO FS 700
(Grupo Mavesa, 2015)
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 28,300 Kg.
Peso chasis total aproximado 7,800 Kg
Capacidad de carga 21,500 Kg
Largo total 9945 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 420 HP @ 1,800 RPM
Torque máximo 420 HP @ 1,800 RPM
Cilindraje 12,913 CC
Cilindro 6 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Mono disco seco
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 12 adelante + 2 reservas
FRENO
De servicio Frenos 100% Aire, doble circuito independiente
Sistema frenos antibloqueo N/A
De estacionamiento Neumático a las ruedas posteriores
De escape Freno de motor a las válvulas Jacobs, con 3 tiempos de frenado
48
Los camiones Hino serie 700 están proporcionados con motores tipo E13C de
la marca Hino para brindar la mejor eficiencia y bajos niveles de contaminación
proporcionando un rendimiento único, tiene un diseño que puede adaptarse a
cualquier circunstancia de trabajo. (Hino Ecuador , 2015)
El camión FS es de tipo rígido de tres ejes (6 x4) que corresponde a la serie
700 de camiones pesados con una capacidad de carga de 22 ton con un motor
Hino tipo E13C-T de seis cilindros con refrigeración mixta agua y aire con una
potencia máxima de 420 hp a 1800 RPM. (Hino Ecuador , 2015)
Tabla 11. Datos específicos
(Hino Motors, Ltd., 2011)
Datos Específicos
Modelo del motor E13C-T
Tipo Diésel, 4 ciclos, vertical, 6 cilindros, árbol de levas alto en línea,
enfriado mediante agua, inyección directa
Aspiración Alimentado a turbina con enfriador "Interculer"
orificio y desplazamiento 137x146mm
Desplazamiento del pistón 12,913L
Relación de compresión 17,5:1
Orden de encendido 1-4-2-6-3-5
Presión de compresión 3,3 Mp a 200 rpm
revoluciones máximas 2100 ó 2400 rpm
revolución ralentí 500 rpm
Angulo de la asiento de las válvulas
Admisión 30°
Escape 45°
Angulo de la cara de las válvulas
Admisión 30°
Escape 45°
Holgura de las válvulas (cuando esta
frio)
Admisión 0,28 (0,0110 pulg)
Escape 0,49 (0,0193 pulg)
Bomba de aceite del motor
Tipo Alimentación totalmente a presión por bomba de engranajes
Impulso por engranaje
49
Bomba enfriadora
Tipo Circulación forzada por bomba centrífuga
Impulso Por banda-V
Enfriador del aceite del motor Tipo placa múltiple, enfriamiento por agua
El motor tiene una capacidad de carga de aceite de 39,5 lt además una
capacidad de líquido refrigerante en el motor de 28,5 lt está constituido con
un depósito de combustible de 300 lt (Hino motors, Ltd., 2011)
En la figura 35 se muestra las curvas de rendimiento de motor del camión Hino
FS en la cual se observa el crecimiento de la potencia y torque en función de
las revoluciones del motor.
Figura 35. Curva de rendimiento motor E13C-T
(Hino Motors, Ltd., 2014)
50
2.11.1.1. Contadores, medidores y luces
En la figura 36 se observa el tablero de accesorios y sus componentes del
camión Hino FS
Figura 36. Foto tablero Hino FS
1. Panel de luces de advertencia
2. Medidor de temperatura del refrigerante
3. Odómetro
4. Medidor de combustible
5. Medidor de presión de aire
6. Tacómetro
7. Velocímetro
En la figura 37 se encuentra el tacómetro que viene en el camión Hino FS con
sus diferentes zonas de trabajo
51
Figura 37. Foto del tacómetro Hino FS
1. Zona verde indica la mejor velocidad del motor para economizar
combustible, esta entre 800 a 1400 rpm. (Hino motors, Ltd., 2011)
2. Zona amarilla indica que la velocidad del motor se acerca a la zona
roja, indica la zona de cambio de velocidad con el vehículo cargado
comprende desde las 1800 hasta las 2200 rpm y el rango de activación
del freno motor. (Hino motors, Ltd., 2011)
3. Zona roja indica la velocidad peligrosa del motor “Sobre revoluciones”
llegar a esta zona puede causar daños graves en el motor. (Hino
motors, Ltd., 2011)
2.11.1.2. Luces de advertencia e indicadores
El camión Hino serie 700 tiene un conjunto de luces indicadores ubicadas en
el tablero como se indica en la tabla 12
Tabla 12. Luces de advertencia de la serie 700
Freno de estacionamiento
Sobrecalentamiento
52
El camión Hino FS serie 700 está constituido con una caja de 12 velocidades
tipo MZ 12 fabricación Hino. (Hino motors, Ltd., 2011)
En la figura 38 se puede observar el esquema del patrón de cambios:
Nivel de refrigerante
Presión de aire
Descarga
Presión de aceite
Impulsión del turbo
Motor de chequeo
luces altas
Direccionales
Retardador de motor Hino
Intarder
Dispositivo limitador de velocidad (SLD)
Baja
Alta
Baja
Alta
53
Figura 38. Patrón de cambios
(Hino Motors, Ltd., 2011)
Como muestra la figura la zona rayada corresponde a la gama baja: 1,2,3
y marcha atrás mientras que las zona blanca corresponde a la gama alta:
4,5,6. (Hino motors, Ltd., 2011)
2.11.1.3. Interruptor de cambio de gama
El grupo de gamas se activa de forma eléctrica neumática mediante un
interruptor ubicado en la parte frontal de la palanca de cambios como se
observa en la figura 39. (Hino motors, Ltd., 2011)
Preseleccione siempre el cambio de gama después de la preselección la
transmisión efectuará automáticamente, se realiza el cambio de gama cuando
se cambia de tercera a cuarta o se reduce de cuarta a tercera. (Hino motors,
Ltd., 2011)
54
Figura 39. Interruptor de cambio de gama
(Hino motors, Ltd., 2011)
Precaución
No se puede realizar el cambio de gama de alta “Hi” a baja “Lo” con
velocidades mayores a 30 km/h (Hino motors, Ltd., 2011)
2.11.1.4. Interruptor de cambios del divisor
El grupo del divisor se opera de forma eléctrica neumática mediante un
interruptor ubicado en el costado de la palanca de cambios como se observa
en la figura 40. (Hino motors, Ltd., 2011)
El grupo divisor bajo o alto lo selecciona el conductor empleando este
interruptor y se cambia de acuerdo con la preselección al pisar el embrague.
Es posible dividir cualquier marcha dependiente de la aplicación y de las
condiciones de carga del vehículo. (Hino motors, Ltd., 2011)
55
Figura 40. Cambio del divisor
(Hino motors, Ltd., 2011)
2.11.1.5. Retardador del motor Hino
Se utiliza como freno auxiliar o como freno de motor cuando se conduce por
pendientes o altas velocidades (Hino motors, Ltd., 2011), la palanca de control
(Interruptor del freno auxiliar) puede cambiar la fuerza del frenado en tres
tiempos como se observa en la figura 41, la activación del freno auxiliar se lo
realiza dependiendo del requerimiento del conductor. (Hino motors, Ltd.,
2011)
Posición de la palanca
Primera posición, el freno auxiliar del motor se activa en fuerza 1 solo
cuando se presiona el pedal de freno auxiliar. (Hino motors, Ltd.,
2011)
Segunda posición, el freno auxiliar del motor se activa en fuerza 1 al
soltar el pedal del acelerador. (Hino motors, Ltd., 2011)
Tercera posición, el freno auxiliar del motor se activa en fuerza 2 al
soltar el pedal del acelerador. (Hino motors, Ltd., 2011)
56
Figura 41. Palanca de activación del retardador de motor
(Hino motors, Ltd., 2011)
Las operaciones siguientes desactivan temporalmente al freno auxiliar. (Hino
motors, Ltd., 2011)
Al pisar el pedal del acelerador (Hino motors, Ltd., 2011)
Al pisar el pedal del embrague (Hino motors, Ltd., 2011)
Al colocar la palanca de cambios en posición neutral (Hino motors, Ltd.,
2011)
Al disminuir la velocidad del motor a menos de 1.000 Rpm (Hino
motors, Ltd., 2011)
Precaución
No utilizar el retardador de motor en tercera posición en lluvia o
carreteras resbalosas ya que puede reducir bruscamente la velocidad
del motor asta apagarlo. (Hino motors, Ltd., 2011)
No utilizar el retardador del motor en tercera posición si el vehículo no
está cargado ya que puede producir resbalamiento del vehículo. (Hino
motors, Ltd., 2011)
2.11.2. HINO 700 SS1EK 2841
57
En la figura 42 se observa el tracto camión de 3 ejes Hino SS
Figura 42. HINO SS
(Grupo Mavesa, 2015)
En la tabla 13 se encuentra las características principales del tracto camión
Hino SS en la que se muestra la capacidad de carga, tipo de motor, trasmisión
y sistema de frenos.
Tabla 13. Característica camión HINO SS
CARACTERISTICAS
CARGA
Peso bruto vehicular 27,000 Kg.
Peso chasis total aproximado 7,800 Kg
Capacidad de carga dinámica 19,130 Kg
Largo total 6885 mm
MOTOR
Tipo Diésel
Sistema de Inyección Inyección electrónica de riel común
Norma anticontaminación Euro III
Potencia máxima 420 HP @ 1,800 RPM
Torque máximo 2157 Nm @ 1,100 RPM
58
Cilindraje 12,913 CC
Cilindro 6 en línea
TRASMISIÓN
Embrague tipo Mono disco seco
Transmisión / Tipo Manual
Número de Velocidades 16 adelante + 2 reservas
FRENO
De servicio Frenos 100% Aire, doble circuito independiente
Sistema frenos antibloqueo N/A
De estacionamiento Neumático a las ruedas posteriores
Freno auxiliar Intarder
De escape Freno de motor a las válvulas Jacobs, con 3 tiempos de frenado
59
3. METODOLOGÍA
La metodología a utilizar es experimental por lo que mediante el desarrollo del
experimento y pruebas reales en el motor Hino antes y posterior a la
implementación del freno de escape, se establecieron variables de presión,
de admisión de aire, presión en el riel de inyección, temperatura del motor,
niveles de consumo de aceite, líquido refrigerante y combustible.
3.1. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
La investigación es experimental, se utilizó instrumentos de medición y
diagnóstico automotriz adecuados para la obtención de datos y parámetros
del motor Hino tipo E13C-T en su estado original, para realizar la
implementación del freno de escape tipo mariposa.
La investigación experimental tiene la misión de buscar la causa y efecto en
la vida real donde se manipula el objeto a investigar y los valores resultantes
se los compara con los que no han sido manipulados.
En el proceso de investigación se utiliza diversos métodos y técnicas de la
investigación científica, según las características del objeto de estudio como
son el análisis y la síntesis, la inducción y la deducción.
El análisis ya que se ha realizado pruebas ordenadas para la obtención de
valores de presión, temperatura, rpm, mediación de fluidos como son: aceite,
combustible, y líquido refrigerante.
60
La síntesis se aplicó en el desarrollo de pruebas en toda la investigación sin
omitir y descartar a ninguna prueba.
La aplicación del método inductivo, debido a que se partió de hechos
particulares como el tipo de freno motor para la comparación de la eficacia del
frenado con la fuerza del motor.
La observación y experimentación en el uso del freno de escape tipo mariposa
fue de gran utilidad para poder establecer conclusiones y resultados que
aporten a la investigación.
El comparativo se utilizó al analizar los valores obtenidos en la investigación
experimental y hacer una comparación con los valores obtenidos en la
investigación de campo.
3.2. INVESTIGACIÓN DE CAMPO
Mediante la investigación de campo se consideró definir la situación actual del
camión en su estado original sin ningún cambio o modificación en el sistema
de frenado por motor, observando los valores y parámetros que se presentan
en las pruebas de ruta por medio del uso de equipos de diagnóstico y
herramientas adecuadas para la obtención de datos.
La ruta establecida para las pruebas del camión en descenso se la seleccionó
por la concurrencia del camión en transitar por esta vía, por ella basándonos
en las rutas de transporte de la empresa que se encuentra en el anexo I, a la
cual el camión presta sus servicios de transporte de carga seca, se estableció
61
la ruta siguiente Quito- Guayllabamba, en la provincia de Pichincha, Ecuador,
iniciando la prueba en el sector de la Unión en Calderón y finalizando en el
puente de Guayllabamba.
Figura 43. Ruta de desenso
(Google, 2015)
Se realizó las pruebas con el camión con el peso que generalmente transporta
por esta ruta, generando una serie de tonelajes en la que se eligió los pesos
de mayor frecuencia de transporte.
3.3. INVESTIGACIÓN DE PARAMETROS DEL MOTOR
En la investigación se observó cómo es el comportamiento del motor cuando
es accionado el freno de motor tipo jacobs que tiene integrado en el motor del
camión Hino FS para realizar una base de datos reales, para lo cual el camión
desciende una pendiente observando cuan efectivo es el frenado por este
sistema, se observó el comportamiento del camión, a qué velocidad
desciende y los parámetros del motor en el control de las RPM del motor en
62
su estado original sin ninguna modificación y en la tercera posición del freno
de motor ya que esta es la regulación más fuerte que tiene el freno motor.
Para el inicio de las pruebas se recomienda empezar en una marcha de gama
baja, se eligió empezar en tercer marcha de velocidad gama baja y rango bajo
recomendado por el propietario y conductor del camión además se empieza
con la carga mínima para posteriormente aumentar el peso, se tomó datos
con las variaciones de peso restante, paulatinamente se realizaron pruebas
con las diferentes cambios de marchas de velocidad en sentido ascendente
y con las diferentes variaciones de peso buscando llegar al límite de los
sistemas de freno.
Para complementar la prueba se tomó una muestra del aceite del motor para
el análisis del desgaste que tiene en su interior y posteriormente realizar una
comparación antes y después de la aplicación del freno de escape.
Para finalizar se implementa el freno de escape y se repiten las pruebas con
el freno de escape y con los dos sistemas en conjunto para así analizar los
resultados obtenidos
63
4. ANÁLISIS Y RESULTADOS
Los equipos utilizados para el desarrollo de la práctica son un escáner marca
Gscan 2, multímetro automotriz, densímetro, vaso de precipitado, probeta.
Previo al inicio del recorrido se tomaron datos del nivel combustible, nivel de
aceite, nivel de líquido refrigerante, números de revoluciones en ralentí,
temperatura del motor, presión de admisión.
Durante el transcurso del descenso con ayuda del escáner G-scan 2 que se
muestra en la figura 44, se pudo observar valores reales del camión como
son: revoluciones por minuto del motor, presión de admisión, temperatura del
motor, velocidad de descenso del camión, presión de inyección, todos estos
valores se observaron en el transcurso del descenso mientras se utiliza el
freno motor adicionalmente se observó la utilización del freno de servicio
contabilizando la frecuencia en la que se utiliza y el tiempo que permanece
activado.
Figura 44. Foto Gscan 2
4.1. INFORMACIÓN GENERAL DEL CAMIÓN
El camión es un Hino FS de la serie 700 tipo rígido de tres ejes (6 x4) como
se muestra en la figura 45, con una caja de 12 velocidades tipo MZ12 de
64
fabricación Hino, con dos diferenciales tipo eaton de 45.000 lb cada uno,
además el camión está equipado con un motor Hino de 410 hp incorporado
con un freno motor tipo jacos a las válvulas de escape de tres posiciones y un
sistema de frenos 100% aire, proporcionado con un tanque de combustible
con capacidad de 300 lt, el camión como extra tiene un cajo mixto de madera
y tol de 9m x 4m, generando un peso total del camión en vacío de 11.540 kg.
Figura 45. Foto camión Hino FS serie 700
Mediante una inspección visual en su estado original el camión Hino FS consta
en su motor de las siguientes partes principales como se observa en las
figuras 46 y 47:
Figura 46. Motor E13C
(Hino Motors, Ltd., 2014)
65
1. Carter
2. Block
3. Tapa válvulas
4. Ventilador
Por la parte izquierda se puede visualizar sistema de inyección y sistema de
admisión (véase la figura 47).
Figura 47. Foto motor Hino E13C lado izquierdo
En la cual se encuentran los siguientes componentes
1. Múltiple de admisión
2. Filtros de combustible principal
3. Filtro de aceite primario
4. Filtro de aceite secundario
5. Bomba de inyección de combustible
6. Cañerías de ingreso de alta presión de combustible
66
7. Cañerías de retorno de combustible
8. Sensor de presión de combustible
9. Válvulas de control PCV
10. Sub sensor de revoluciones del motor
11. Cañerías escape de aire del radiador
12. Cañería escape de aire del motor
13. Cañería de líquido refrigerante
14. Calentador de la toma de aire
15. Sensor principal de la velocidad del motor
16. Sensor de presión de aire de admisión
17. Conector de los cables de los inyectores
18. Radiador
19. Sensor de temperatura
Además también se observa por la parte exterior del área del motor, el
depósito del radiador de refrigerante y tapa del radiador como se observa la
figura 48, depósito del líquido hidráulico en la figura 49 y el tanque de
combustible en la figuras 50.
Figura 48. Foto depósito del radiador
67
Figura 49. Foto depósito del líquido hidráulico
Figura 50. Foto tanque de combustible
Mientras por la parte derecha se puede visualizar el sistema de escape y el
turbo compresor y los conductos de admisión (véase las figuras 51 y 52).
Figura 51. Foto motor Hino E13C lado derecho
68
1. Alternador
2. Conductos de ingreso de aire
3. Conducto de aire de admisión
4. Tapa válvulas
5. Tapón de aceite
6. Manguera de refrigeración
7. Caja de velocidades MZ 12
Figura 52. Foto motor Hino E13c sección escape
1. Turbo compresor
2. Sensor de rpm del turbo compresor
3. Múltiple de escape
4. Compresor de aire
5. Tubo de escape
6. Acoples del turbo de salida de gases de escape
7. Cañería de aceite del turbo compresor
En la parte delantera del camión se puede observar el depósito de líquido
refrigerante, la bayoneta y conducto para completar el aceite en caso de
requerirlo como muestra la figura 53.
69
Figura 53. Foto parte frontal del camión
1. Reservorio del líquido refrigerante.
2. Bayoneta
3. Conducto de aceite
4.2. DESCRIPCIÓN DEL USO DEL FRENO DE MOTOR
El freno motor del camión Hino FS es de tipo jacobs de tres tiempos
usualmente el propietario del camión utiliza el freno motor de la siguiente
manera; el primer tiempo se lo utiliza en lluvia o en plano solo con el camión
vacío, el segundo tiempo se lo utiliza para descenso de pendientes o en
plano en altas velocidades para que ayude a controlar o disminuir la velocidad
del camión solo con el camión vacío en un rango de revoluciones del motor
comprendidas entre 1.200 a 1.800 rpm, el tercer y último tiempo del freno
motor es utilizado en el plano o descenso con el camión cargado en un rango
de revoluciones del motor comprendido entre 1.600 a 2.000 rpm.
La activación del freno motor es continua puede estar activado entre uno y
dos minutos sin la necesidad de desactivarlo, la potencia generada por el
motor al ser activado el freno motor se convierte en una contra potencia o
potencia negativa, debido a que la relación de compresión que existe en el
70
interior del cilindro en tiempo de compresión es liberada al adelantar la
apertura de la válvula por medio del sistema hidráulico esta energía liberada
es la que controla la velocidad del camión, por medio de la caja de velocidades
se trasmite el declive de la potencia o potencia negativa así el conjunto
diferencial para controlar o disminuir la velocidad del camión es por esto que
también la fuerza de frenado además depende de la marcha o cambio de
velocidad que se utilice.
4.3. INICIO RECOLECCIÓN DE DATOS
Se realizó las pruebas en la ruta establecida, con un peso inicial de 18
toneladas y la marcha de velocidad establecida para posteriormente ir
aumentado el peso y el cambio de velocidad en sentido ascendente hasta
llegar al límite de control sobre las revoluciones del motor aplicando el freno
motor del camión tipo jacobs, la recolección de los datos de las pruebas de
ruta en tiempo se lo realizo como se muestra en el anexo II para cada cambio
de tonelaje y cambio de marcha de velocidad.
Se realizó gráficas de las revoluciones del motor en función del tipo de
descenso del camión y tablas de contenido para un posterior análisis tomando
los valores reales del motor mediante las imágenes del escáner como se
muestra en el anexo III, el proceso es similar con todos los pesos y marcha
de velocidad de prueba.
Donde:
Ton: tonelada
Gal: galones
Rpm: revoluciones por minuto
Km/h: velocidad en kilómetros por hora
T: tiempo
Lo: rango bajo
71
Hi: rango alto
4.3.1. TERCERA MARCHA GAMA BAJA Y RANGO BAJO CON JACOBS
La tabla 14 muestra los parámetros de motor al utilizar el freno motor en el
descenso de la pendiente en la marcha de velocidad “3 Lo”, tan solo con el
uso del freno motor original del camión tipo jacobs en la tercera posición.
Tabla 14. Parámetros del motor 3Lo con jacobs
TERCERA MARCHA LO Baja
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
velocidad (Km/h) 16 17 18 19 20 21
TEMPERATURA (C°) 85 87 87 88 88 89
Presión del riel (MPa) 73 75 78 90 96 99
En esta marcha de velocidad se tiene como velocidad mínima de 16 km/h y
una velocidad máxima de 20 km/h la temperatura de traba 87 y 88 C° además
se tiene un promedio de consumo de combustible 1,35 gal con un precio de
$1,33.
Peso de carga 18 ton
En la figura 54 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 18 toneladas.
72
Figura 54. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs
Al descender con un peso de 18 ton en la figura 54 se puede observar que
el tiempo total de descenso es de 39 minutos y 46 segundo, en el transcurso
del descenso se pudo observar que el freno de motor con este peso si tiene
un porcentaje de frenado alto y es una gran ayuda para el descenso ya que
el conductor utilizo el freno convencional tan solo 15 veces, manteniendo
pisando el pedal del freno tan solo por 1 segundo con un máximo de 3
segundo siendo un descenso normal sin sobre revolucionar el motor ya que
el freno de motor puede controlar las revoluciones del motor por sí mismo
teniendo una variación desde 1.600 RPM hasta 2.000 RPM .
La tabla 15 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Lo.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
RP
M
Tiempo (min)
RPM
73
Tabla 15. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con 18 ton.
Tiempo de descenso (min) 39,46
Frecuencia de uso del freno convencional
15
Tiempo de uso (s) 1-3
Peso de carga 20 ton
En la figura 55 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 20 toneladas.
Figura 55. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 20 toneladas el tiempo es de 38 minutos y 37 segundos,
durante el descenso se observó que el freno de motor todavía tiene un control
sobre las revoluciones del motor mediante la figura 55 se observó que el
freno motor ya no reduce las revoluciones del motor por sí mismo hasta 1.600
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RP
M
Tiempo (min)
RPM
74
RPM con tanta frecuencia si no ya toma un nuevo valor de referencia que son
entre 1.750 RPM hasta 2.000 RPM, el uso del pedal de freno para la activación
del sistema de frenos convencional es de 16 veces con un tiempo de
activación entre 1 segundo y 3 segundos.
La tabla 16 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Lo.
Tabla 16. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con 20 ton.
Tiempo de descenso (min) 38,37
Frecuencia de uso del freno convencional
16
Tiempo de uso (s) 1-3
Peso de carga 22 ton
En la figura 56 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 22 toneladas.
75
Figura 56. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 22 ton el tiempo de recorrido es 38 minutos y 15
segundos, como se observa en la figura 56 utilizando el freno de máquina las
revoluciones ya no regresan hasta 1.600 RPM a hora solo llegan hasta 1.784
RPM y es más frecuente que sobrepasen las 2.000 RPM, el uso del pedal de
freno en este caso fue de 16 veces en el transcurso del descenso además el
tiempo que permanece pisado el pedal de frenos es de 1 segundo a 3
segundos.
La tabla 17 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Lo.
Tabla 17. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con 22 ton.
Tiempo de descenso (min) 38,15
Frecuencia de uso del freno convencional
16
Tiempo de uso (s) 1-3
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RP
M
tiempo (min)
RPM
76
Peso de carga 24 ton
En la figura 57 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 24 toneladas.
Figura 57. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 24 ton se obtuvo un tiempo de 38 minutos y 11 segundos,
el freno de motor sigue siendo eficaz aunque como muestra en la figura 57 las
revoluciones ya tiene un nuevo rango que es de 1.786 RPM hasta 2.065 RPM,
la frecuencia de uso del pedal de freno es de 20 veces con un tiempo de
duración entre 1 segundo y 3 segundos.
La tabla 18 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Lo.
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RP
M
Tiempo (min)
RPM
77
Tabla 18. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con 24 ton.
Tiempo de descenso (min) 38,11
Frecuencia de uso del freno convencional
20
Tiempo de uso (s) 1-3
Peso de carga 25 ton
En la figura 58 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 25 toneladas.
Figura 58. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 25 ton se obtuvo un tiempo de 38 minutos y 12 segundos,
como se observa en la figura 58 el freno motor sigue controlando las
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RP
M
Tiempo (min)
RPM
78
revoluciones del motor sin dejar que se sobre revolucione, permitiendo que
sobrepase las 2.100 revoluciones. El régimen de revoluciones es entre 1.786
RPM y 2.070 RPM, la frecuencia con la que se utiliza el pedal de freno es de
20 veces en periodos de uso de 1 segundo hasta 3 segundos.
La tabla 19 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Lo.
Tabla 19. Valores resultante en 3 Lo, aplicando el freno Jacobs con 25 ton.
Tiempo de descenso (min) 38,12
Frecuencia de uso del freno convencional
20
Tiempo de uso (s) 1-3
4.3.2. TERCERA GAMA BAJA Y RANGO ALTO CON JACOBS
La tabla 20 muestra los parámetros de motor al utilizar el freno motor en el
descenso de la pendiente en la marcha de velocidad “3 Hi”, tan solo con el
uso del freno motor original del camión tipo jacobs en la tercera posición.
Tabla 20. Parámetros del motor 3Hi con jacobs
TERCERA MARCHA LO Alta
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
velocidad (Km/h) 19 21 23 24 25 26
TEMPERATURA (C°) 85 87 87 88 88 89
Presión del riel (MPa) 73 75 78 90 96 99
79
En esta opción se mantiene la gama y nos permite ganar velocidad tan solo
al cambiar de rango obteniendo una velocidad mínima de 19km/h y una
máxima entre 25 y 26 Km/h la temperatura de trabajo es de 88 c°.
Se tiene un promedio de consumo de combustible 1,28 gal con un precio de
$1,26.
Peso de carga 18 ton.
En la figura 59 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 18 toneladas.
Figura 59. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
RP
M
Tiempo (min)
RPM
80
En el descenso con 18 ton se observó una reducción del tiempo de descenso
a 33 minutos y 14 segundos durante este tiempo el freno de motor se
comporta correctamente, observando la figura 59 se identificó que el freno de
motor tiene un control sobre las revoluciones del motor, reduce las
revoluciones por sí mismo hasta 1.756 rpm además no permite que las
revoluciones se sobrepasen de 2.035 rpm.
La frecuencia con que se usas el pedal de freno para la activación del sistema
es de 17 veces con periodo de tiempo de 1 segundo hasta un máximo de 3
segundos.
La tabla 21 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3 Hi.
Tabla 21. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con 18 ton.
Tiempo de descenso (min) 33,14
Frecuencia de uso del freno convencional
17
Tiempo de uso (s) 1-3
Peso de carga 20 ton.
En la figura 60 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 20 toneladas
81
Figura 60. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 20 ton se obtuvo un tiempo de descenso de 32 minutos y
18 segundos como se observa en la figura 60 el freno de motor logra disminuir
las revoluciones del motor 1.723 RPM por sí mismo, el freno de motor controla
las revoluciones hasta un máximo de 2.028 RPM impidiendo que el motor se
sobre revolucione. La frecuencia en la cual se utiliza el pedal de freno es de
19 veces, presionando el pedal de freno durante tiempos entre 1 segundo y 4
segundos.
La tabla 22 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Lo.
Tabla 22. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con 20 ton.
Tiempo de descenso (min) 32,18
Frecuencia de uso del freno convencional
19
Tiempo de uso (s) 1-4
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
RP
M
Tiempo (min)
RPM
82
Peso de carga 22 ton
En la figura 61 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 22 toneladas
Figura 61. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 22 toneladas se obtuvo un tiempo de 32 minutos y 7
segundos, como muestra la figura 61 el freno de motor logra reducir las
revoluciones hasta 1.703 RPM, y controla las revoluciones hasta 2.032 RPM
además se observa que el motor tiende a querer sobre revolucionarse, es por
eso que la frecuencia en la utilización del pedal de freno aumenta a 28 veces
presionando el pedal de frenos en tiempos entre 2 y 4 segundos.
0200400600800
1000120014001600180020002200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
RP
M
Tiempo (min)
RPM
83
La tabla 23 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Lo.
Tabla 23. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con 22 ton.
Tiempo de descenso (min) 32,07
Frecuencia de uso del freno convencional
28
Tiempo de uso (s) 2-4
Peso de carga 24 ton
En la figura 62 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 24 toneladas
Figura 62. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs
0
200
400600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
RP
M
Tiempo (min)
RPM
84
En el descenso con 24 toneladas se obtuvo un tiempo de 32 minutos y 3
segundos el freno de motor empieza a trabajar ya en revoluciones altas
pasadas las 1.800 RPM como se observa en la figura 62 además ya se puede
observar que en ciertas oportunidades en que las revoluciones pasa de las
2.100 RPM, mientras tanto el uso del pedal de freno aumenta en 28 ocasiones
y el rango de tiempo que se acciona el pedal también sufre un aumento y está
entre 2 segundos a 4 segundos.
La tabla 24 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Hi.
Tabla 24. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con 24 ton.
Tiempo de descenso (min) 32,03
Frecuencia de uso del freno convencional
28
Tiempo de uso (s) 2-4
Peso de carga 25 ton
En la figura 62 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 25 toneladas.
85
Figura 63. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 25 toneladas se obtuvo un tiempo de 32 minutos y 1
segundos como se observa en la figura 63 el freno de motor actúa sobre las
1.800 RPM y en ocasiones deja que el motor se sobre revolucione pasando
de las 2.100 RPM la frecuencia con la que se utiliza el pedal de freno es 28
veces en lapsos de tiempo comprendidos de 2 a 4 segundos.
La tabla 25 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Lo.
Tabla 25. Valores resultante en 3 Hi, aplicando el freno Jacobs con 25 ton.
Tiempo de descenso (min) 32,01
Frecuencia de uso del freno convencional
28
Tiempo de uso (s) 2-4
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
RP
M
Tiempo (min)
RPM
86
4.3.3. CUARTA MARCHA GAMA ALTA Y RANGO BAJO CON JACOBS
La tabla 26 muestra los parámetros de motor al utilizar el freno motor en el
descenso de la pendiente en la marcha de velocidad “4 Lo”, tan solo con el
uso del freno motor original del camión tipo jacobs en la tercera posición.
Tabla 26. Parámetros del motor 4Lo con jacobs
CUARTA MARCHA Lo baja
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
velocidad (Km/h) 26 28 29 31 32 34
TEMPERATURA (C°) 85 87 87 88 88 89
Presión del riel (MPa) 73 75 78 90 96 99
En esta marcha de velocidad tenemos como velocidad mínima 26 km/h y un
velocidad máxima de 32 km/h la temperatura de trabajo del motor esta entre
88 °C y 89 °C.
Se tiene un promedio de consumo de combustible 0,95 gal con un precio de
$0,93.
Peso de carga 18 ton
En la figura 64 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en cuarta marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 18 toneladas.
87
Figura 64. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 18 ton se obtuvo un tiempo de 24 minutos y 39 segundos
observando la figura 64 el freno motor trabaja a partir de las 1.700 RPM en
ocasiones el freno de motor puede controlar las revoluciones del motor pero
además también en ocasiones se pierda ese control permitiendo que el motor
tienda a sobre revolucionarse, la frecuencia en que se presiona el pedal de
freno es 29 veces en periodos de tiempo desde 1 segundo y entre 4 segundos.
La tabla 27 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 4Lo.
Tabla 27. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con 18 ton.
Tiempo de descenso (min) 24,39
Frecuencia de uso del freno convencional
29
Tiempo de uso (s) 2-4
0200400600800
1000120014001600180020002200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RP
M
Tiempo (min)
RPM
88
Peso de carga 20 ton
En la figura 65 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en cuarta marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 20 toneladas.
Figura 65. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 20 toneladas se obtuvo un tiempo de 23 minutos y 41
segundos como se observa en la figura 65 el freno de motor empieza a dejar
que el motor se sobre revolucione el rango en que trabaja es pasado las 1.800
RPM y pasando las 2.000 RPM la frecuencia en que se presiona el pedal de
freno es de 33 ocasiones en un periodo 2 segundos y entre 5 segundos.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RP
M
Tiempo (min)
RPM
89
La tabla 28 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 4Lo.
Tabla 28. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con 20 ton.
Tiempo de descenso (min) 23,41
Frecuencia de uso del freno convencional
33
Tiempo de uso (s) 2-5
Peso de carga 22 ton
En la figura 66 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en cuarta marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 22 toneladas.
Figura 66. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RP
M
Tiempo (min)
RPM
90
En el descenso con 22 ton se obtuvo un tiempo de 23 minutos y 27 segundos
como se observa en la figura 66, las revoluciones del motor ya baja de las
1.800 rpm el freno de motor a perdido soporte de frenado y sede más a que
el motor tienda sobre revolucionarse sobre pasando las 2.100 rpm.
La utilización del pedal de freno se lo realizo en 37 ocasiones en periodos de
tiempo comprendido desde los 2 segundos y entre 6 segundo.
La tabla 29 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 4 Lo.
Tabla 29. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con 22 ton.
Tiempo de descenso (min) 23,27
Frecuencia de uso del freno convencional
37
Tiempo de uso (s) 2-6
Peso de carga 24 ton
En la figura 67 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en cuarta marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 24 toneladas.
91
Figura 67. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 24 ton se obtuvo un tiempo de 23 minutos y 12 segundos
como de observa en la figura 67 el freno de motor trabaja desde las 1.713
RPM el motor tiende a sobre revolucionarse con más frecuencia
sobrepasando las 2.100 RPM, la frecuencia que se utiliza el pedal de freno es
45 veces en periodos comprendidos desde los 1 segundos hasta 7 segundos.
El sistema de frenos de servicio muestra perdida de su eficiencia con el parcial
endurecimiento del pedal de freno y por la presencia del olor a zapatas
quemadas.
La tabla 30 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 3Lo.
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RP
M
Tiempo (min)
Título del RPM
92
Tabla 30. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con 24 ton.
Tiempo de descenso (min) 23,12
Frecuencia de uso del freno convencional
45
Tiempo de uso (s) 1-7
Peso de carga 25 ton
En la figura 68 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en cuarta marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 25 toneladas.
Figura 68. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs
En el descenso con 25 ton se obtuvo un tiempo de 23 minutos y 10 segundos
como se observa en la figura 68 ya no desciende por sí mismo hasta 1.800
rpm ya trabaja desde 1.856 RPM y llega a sobre pasar la 2.100 RPM por lo
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RPM
93
que el motor tiende a sobre revolucionarse, el freno de motor ya no controla
las revoluciones del motor, la frecuencia en la que se utiliza el pedal de freno
fue de 46 ocasiones en frecuencias de 1 segundos y entre 7 segundo.
El freno ha perdido gran parte de su eficiencia de frenado ya que presenta un
parcial endurecimiento del pedal de freno y las ruedas emiten un olor
característico a zapatas de freno quemadas.
La tabla 31 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 4Lo.
Tabla 31. Valores resultante en 4 Lo, aplicando el freno Jacobs con 25 ton.
Tiempo de descenso (min) 23,10
Frecuencia de uso del freno convencional
46
Tiempo de uso (s) 1-7
4.3.4. CUARTA MARCHA GAMA ALTA Y RANGO ALTO CON JACOBS
La tabla 32 muestra los parámetros de motor al utilizar el freno motor en el
descenso de la pendiente en la marcha de velocidad “4 Hi”, tan solo con el
uso del freno motor original del camión tipo jacobs en la tercera posición.
Tabla 32. Parámetros del motor 4Hi con jacobs
CUARTA MARCHA Hi Alta
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
velocidad (Km/h) 32 35 37 40 41 43
TEMPERATURA (C°) 85 87 87 88 88 89
94
Presión del riel (MPa) 73 75 78 90 96 99
En este régimen tenemos como velocidad mínima 32 km/h y un máximo de
43 km/h el motor tiene una temperatura de trabajo entre 88 °C y 89°C debido
a que el motor trabaja en revoluciones altas, Se tiene un promedio de
consumo de combustible 0,86 gal con un precio de $0,84.
Peso de carga 18 ton
En la figura 69 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los frenos jacobs en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en cuarta marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 18 toneladas.
Figura 69. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 4 Hi, aplicando el freno Jacobs
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
RP
M
Tiempo(min)
RPM
95
En el descenso con 18 ton se obtuvo un tiempo de 20 minutos y 47 segundos
como se observa en la figura 69 el freno de motor trabaja en sobre
revoluciones pasado las 1.868 RPM y además el freno de motor ya no controla
las revoluciones permitiendo que el motor sobrepase las 2.100 RPM sobre
revolucionando el motor.
La frecuencia en que se utiliza el pedal de freno es de 47 veces en periodos
de tiempo comprendidos entre 1 segundos y 6 segundos en el cual se observó
que el sistema de freno ya no era tan eficiente en su frenado y se percibe un
olor a zapatas quemadas siendo uno de los primeros síntomas antes de que
las zapatas se cristalicen y se pierda la eficiencia de frenado.
La tabla 33 muestra los valores resultantes del tiempo de descenso, la
frecuencia y el tiempo de uso del freno de servicio aplicando solo el freno
Jacobs durante el descenso de la ruta elegida en 4Hi.
Tabla 33. Valores resultante en 4 Hi, aplicando el freno Jacobs con 18 ton.
Tiempo de descenso (min) 20,47
Frecuencia de uso del freno convencional
47
Tiempo de uso (s) 1-6
Con las cargas de 20, 22, 24 y 25 ton se suspende las pruebas en cuarta
marcha gama alta y rango alto por seguridad debido a que con estas cargas
como se observó la macha de velocidad anterior, el freno de motor ya no
reduce las revoluciones ni controla las revoluciones del motor dejando que
este se sobre revolucione pasando de las 2.100 RPM provocando el uso
excesivo del sistema de frenos aumente en un tiempo de uso desde los 4
segundos y entre 7 segundos por lo cual el sistema tiende a elevar su
96
temperatura por la constante fricción entre las zapatas y la pared del tambor,
empieza a perder eficiencia en el frenado y se corre el riesgo de que se
cristalicen las zapatas de freno provocando una pérdida total del sistema de
freno.
4.3.5. NIVELES DE FLUIDOS DEL MOTOR
Durante el tiempo de investigación y toma de datos el nivel de líquido
refrigerante se mantiene en su nivel estándar, para la inspección de nivel de
aceite se ha considerado el cambio que se lo realiza a los 15.000 Km de
recorrido con un cambio de filtro de aceite a los 7.500 Km en el primer cambio
de filtro de aceite se observa un consumo de 400 cc de aceite motor y al
cambio de aceite se observa un consumo de 450 cc teniendo un total de
consumo de 850 cc.
4.3.6. VALORES DE LA PRESIÓN DE ADMISIÓN
La presión de admisión es variable y oscila desde 96 Kpa hasta una presión
121 Kpa, esto se debe a la utilización del freno motor, los valores más
constantes que se puede observar esta entre 115 kpa en revoluciones altas
pasadas las 1.800 rpm, a los 2.000 y 2.100 rpm en ocasiones la presión
permanece 110 Kpa y aumenta al desactivar y activar el freno de motor hasta
121 Kpa.
Donde:
Kpa: kilo pascales
4.3.7. ANÁLISIS DE ACEITE
97
Para considerar el muestreo se tomó en cuenta el período de cambio de aceite
de motor luego se identificó que tipo de aceite es el que se utiliza,
posteriormente la muestra se obtiene cuando el vehículo realiza el
mantenimiento preventivo y su respectivo cambio de aceite.
Tipo: Aceite para motores Diésel
Nombre: Aral Turboral 15W-40
Es un aceite mineral de excelente prestación elaborado para vehículos
comerciales como camiones, autobuses, tractores y equipo agrícola como
muestra la tabla de características del aceite en el anexo IV además tiene un
TBN 9,3 mgKOH/g con un período de vida útil en Ecuador 20.000 km de uso.
(Macoi S.A)
Cabe mencionar que el propietario del camión realiza el cambio de aceite a
los 15.000 km de uso con un previo cambio de filtros de aceite a los 7.500 km
de uso del aceite.
Kilometraje del camión
Inicio 119.125 km
Final 134.178 km
Total recorrido: 15.053 km recorridos
Mediante el resultado que se encuentra en el anexo V se realiza un resumen
del análisis del aceite como se observa en la tabla 34 las partículas de
residuos de aceros, en la tabla 35 los elementos contaminantes y en la tabla
36 los elementos no metales.
98
Tabla 34. Análisis de aceite elementos
elementos base Símbolo Unidades
Hierro Fe Ppm 8
Cromo Cr Ppm 1
Molibdeno Mo Ppm 1
Aluminio Al Ppm 1
Cobre Cu Ppm 4
Plomo Pb Ppm 3
Zin Sn Ppm 1
Plata Ag Ppm 0
Níquel Ni Ppm 0
Vanadio V Ppm 0
Titanio Ti Ppm 0
Magnesio Mn Ppm 1
Cadmio Cd Ppm 0
Tabla 35. Elementos contaminantes
Elemento base Símbolo Unidades
Silicio Si Ppm 2
Sodio Na Ppm 0
Boro B Ppm 1
Tabla 36. Elementos no metálicos
Elementos base Unidades
agua %Vol 0
Solidos %Vol 1,5
Combustible %Vol < 2,0
Donde:
Ppm: partículas por millo
%Vol: porcentaje de cantidad en volumen
4.4. EVALUACIÓN INICIAL
99
Mediante la investigación de campo y la observación de las gráficas de
revoluciones y las tablas de datos se pudo observar que el camión en la
marcha de velocidad fuerte designada (3 Lo) para el inicio de las pruebas y
utilizando los frenos Jacobs, muestra un control sobre las revoluciones del
motor, esto genera que la utilización de los frenos de servicio sean en un
porcentaje mínimo y en periodo de tiempos cortos, a medida que el peso
aumenta en esta marcha de velocidad el uso del freno de servicio tiende en
aumentó, la velocidades de descenso es de 21 Km/h, al incrementar la
velocidad de descenso por medio del cambio de marcha de velocidad hasta
un límite de marcha de velocidad (4Hi) el freno de motor va perdiendo el
control de las revoluciones permitiendo que el motor se sobre revolucione y
aumenté la frecuencia de utilización de los frenos de servicio en ocasiones
llevándolas hasta el límite, generando un exceso de uso del sistema de frenos
convencional y produciendo temperatura altas en las ruedas y esto genera
una pérdida parcial en la eficiencia de frenado a este fenómeno se le conoce
como recalentamiento de frenos.
Se analiza que en el motor del camión Hino FS serie 700 no se cumple la
teoría que menciona, a que la fuerza de frenado del freno de motor es igual a
la fuerza que genera el motor en valor negativo, por lo que en el caso del
descenso debería ser la misma fuerza con la que sube una pendiente, el
camión cargado con la marcha de velocidad adecuada.
El camión sube una pendiente con un peso de 18 ton a 21 ton en cuarta
marcha gama alta y rango alto y para pesos mayores a 22 ton hasta 25 ton en
cuarta marcha gama alta y rango bajo son la marchas en las culés se genera
la mayor fuerza de ascenso, por teoría estas marchas de velocidad deberían
ser las ideales para el descenso de pendientes del camión con el uso del freno
de motor jacobs en pleno control de las revoluciones del motor.
100
4.5. IMPLEMENTACIÓN DEL FRENO DE ESCAPE TIPO
MARIPOSA
Se realizó el ensamblando observando los planos que se encuentra en el
anexo VI, el freno de escape tiene como base un cuerpo cilíndrico con un
diámetro de 4 pulg y una longitud de 8 cm de diámetro de acuerdo al tubo de
escape del camión como se observa en la figura 70.
El freno de escape está constituido por dos rectángulos que se encuentra
unido al cilindro por un proceso de soldadura para que sean las bases que
unirán el freno de escape con el tubo de escape.
Se realizó una perforación en el centro del cilindro para colocar un eje de
acero en el cual se va a sujetar la lengüeta ovalada en el interior del cilindro
que es la encargada de la obstrucción del flujo de gases de escape.
Figura 70. Freno de escape desarmado.
Posteriormente el eje también es acoplado a un cilindro neumático de simple
efecto que es el encargado de dar un movimiento de apertura o cierre a la
lengüeta dentro del cilindro como se observa en la figura 71.
101
Una vez listo el freno de escape lo comprobamos visual y manualmente que
esté bien sujeto la lengüeta y el cilindro de accionamiento.
Figura 71. Freno de escape ensamblado.
Posterior mente se procedió a instalar el freno de escape tipo mariposa en el
camión Hino FS de la serie 700, el cual es ubicado por teoría entre el turbo
compresor y el silenciador en el tubo de escape del camión para no realizar
cortes ni modificaciones en el sistema de escape se optó en remover una de
las bases de unión del escape que se encuentran de tras del turbo.
Para lo cual nos dirigimos al camión retiramos la protección lateral del motor
del lado derecho para poder trabajar con mayor comodidad posteriormente se
afloja y se retira todos los tuercas que unen a la base con el tubo de escape
y con la otra base del turbo compresor como se observa en la figura 72.
Para poder retirar la base se recorre el tubo de escape así a la parte trasera
con dirección al conjunto diferencial, una distancia de 150 mm al conjunto de
tubo de escape y silenciador.
102
Figura 72. Foto desmontaje de la base del turbo compresor.
Una vez recorrido el tubo de escape se procedió a retirar una base de acero
forjado que tiene el camión detrás del turbo para poder colocar en este lugar
al freno de escape.
En la figura 73 se puede observar el espacio que queda para poder instalar el
freno de escape.
Figura 73. Foto tubo de escape desinstalado
103
Se instala el freno de escape con las debidas juntas mecánicas resistentes a
elevadas temperaturas para evitar fugas de gases, una vez centrado todo el
conjunto se sujetó con pernos y tuercas de presión M 10.
En la figura 74 se muestra el freno de escape ya instalado de tras del turbo
compresor y correctamente sujeto.
Figura 74. Foto freno de escape instalado
4.5.1. INSTALACIÓN ELÉCTRICA
El circuito eléctrico del freno de motor original es activado por medio de la
palanca de accionamiento y puede ser desactivado por medio de los sensores
de presión que se encuentran en el acelerador y el embrague, también puede
desactivarse automáticamente por el sensor de revoluciones del motor
cuando las revoluciones del motor sean muy bajas.
Tanto la señal de activación y desactivación del freno motor son enviadas a la
computadora del motor para que la procese y luego desactive el sistema de
freno motor.
104
Por tanto para conservar el circuito original del camión y no involucrar a la
computador o causar daño en ella, se optó realizar un empalme eléctrico con
el circuito eléctrico del freno motor y freno de escape en el cable que activa y
desactiva el freno motor en tercera posición que se encuentra a la salida de
la computador y entre el módulo de control hidráulico del freno motor y así
poder activar en conjunto el freno motor y freno de escape.
En el circuito eléctrico del freno de escape se implementó un interruptor para
que energice el circuito y lo active en conjunto con el freno motor, se instaló
un segundo interruptor por seguridad para que se pueda activar y desactivar
el freno de escape independientemente al freno original.
Para la elaboración del circuito eléctrico se utilizó los siguientes materiales:
1 relé conmutador de 24 v
2 interruptores de 24 v y 10 A
3 m de cable flexible N° 14 de color amarillo de uso automotriz
3 m de cable flexible N° 14 de color blanco de uso automotriz
6 m de cable flexible N° 14 de color negro de uso automotriz
3 m de cable flexible N° 14 de color verde de uso automotriz
Taype negro
Se empezó ubicando la elaboración del circuito buscando la alimentación de
energía constante de 24 v y que se pueda controlar con switch de encendido,
esta fuente de energía se la encontró en el ingreso a la caja de relés del control
de actuadores como se observa en la figura 75.
105
Figura 75. Foto caja de fusibles y relés de actuadores del camión Hino FS
serie 700
Posteriormente se identificó la computadora principal mediante el circuito
eléctrico que se encuentra en el manual en el anexo VII, Hino tiene un sistema
electrónico de tipo denso el cual está conformado por la computadoras y un
módulo de inyección por lo que es necesario identificar bien las salidas de la
computadora para evitar futuros daños.
El cable que activa el freno de motor en tercera posición se encuentra en la
salida de la computadora principal.
En la figura 76 se observa la computadora principal del camión Hino FS y sus
conectores de entrada y de salida.
106
Figura 76. Foto computadora del camión Hino
En la figura 77 la computadora tiene distribuido cinco conectores mediante el
manual se pudo identificar el conectar B donde se encuentra el pin número 4
que activa y desactiva la electroválvula del retardador en tercera posición.
Figura 77. Contactos de entrada y salida de la computadora camión Hino FS
serie 700 (Hino Motors, Ltd., 2011).
Conector
B ECU
107
Una vez que se ha identificado los puntos claves como son la fuente de
alimentación y señal de activación se procedió a elaborar el circuito eléctrico.
En la figura 78 se encuentra el esquema del circuito eléctrico que activará el
freno de escape por medio de a electroválvula.
Figura 78. Diagrama del circuito eléctrico de activación
Una vez elaborado el circuito se procedió a instalar un fusible de seguridad un
corto circuito que pueda afectar a la computadora o a la caja de relés.
Mediante la ley de ohm se calculó el valor del fusible donde:
R
VI [1]
Ecuación formula a partir de la ley de ohm
I=?
V= voltaje de alimentación
R= Resistencia del circuito
108
AI
vI
43.9
5.2
24
El valor obtenido es la cantidad de corriente que fluye por el circuito por lo cual
se escoge un fusible de 10 A para proteger al circuito en caso de un aumento
de la corriente o un corto circuito.
4.5.2. INSTALACIÓN NEUMÁTICA
Para realizar el circuito neumático se requiere de los siguientes materiales:
4 metros de manguera neumática de 1/8”
Un conector neumático tipo T 1/8”
Una electroválvula de dos posiciones normalmente cerrada
Un cilindro neumático de simple efecto
En la figura 79 se observa el diagrama del circuito neumático que se encarga
de dar el movimiento al cilindro para que este pueda mover el eje en el cual
se encuentra la lengüeta y se encarga de obstruir el paso del flujo de gases
de escape.
Figura 79. Diagraman de circuito de activación neumática
109
Se realizó la conexión neumática que activara el freno de escape empezando
por identificar un punto en el cual siempre exista aire comprimido a una
presión por lo que se eligió una salida de aire del tanque principal de
almacenamiento y realizó un empalme en una de las cañerías por medio de
una T para posteriormente conducir este aire hasta la electro válvula la cual
permite el control de paso de flujo de aire hacia el cilindro que cierra la
lengüeta del freno de máquina, la electroválvula se activa por medio del pulso
que envía el circuito antes desarrollado.
En la figura 80 se observa el circuito neumático ya aplicado en el camión, la
presión con la que se activa el sistema es de 85 lb/plg2
Figura 80. Foto del circuito neumático de activación implementado
Una vez terminado la instalación del nuevo sistema de freno de escape se
procedió a realizar las respectivas pruebas de la siguiente manera en primer
lugar utilizando solo el freno de escape y posteriormente utilizando los dos
sistemas en conjunto durante el descenso y los pesos de carga ya
establecidos.
110
4.6. ESTADO ACTUAL DEL CAMIÓN
Previo el inicio de las pruebas, se realizó una inspección visual para poder
determinar los niveles de fluidos de aceite del motor y de líquido refrigerante,
además de observar el estado del sistema de escape, posteriormente se
realizó la recolección de datos de la situación actual del camión efectuando
las pruebas en el orden en el que se inició.
4.6.1. PRUEBA CON EL FRENO DE ESCAPE
Durante el transcurso de estas pruebas en el descenso de la ruta ya
establecida con el camión Hino serie 700, se la realizo solo con el uso del
freno de escape tipo mariposa iniciando en la misma marcha de velocidad y
con el mismo peso de carga con la que se realizó las pruebas anteriores con
el freno auxiliar tipo jacobs, en busca del límite de ayuda que brinda el freno
de escape en el descenso del camión.
4.6.2. TERCERA MARCHA GAMA BAJA RANGO BAJO CON EL FRENO
DE ESCAPE
La tabla 37 muestra los parámetros de motor al utilizar el freno motor en el
descenso de la pendiente en la marcha de velocidad “3 Lo”, tan solo con el
uso del freno de escape.
Tabla 37. Parámetros del motor 3Lo con freno de escape
TERCERA MARCHA LO
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
111
Velocidad (Km/h) 16 17 18 19 20 21
Temperatura (C°) 85 86 87 88 88 89
Presión de riel (Mpa) 73 75 78 90 96 99
El consumo de combustible promedio es de 1,26 galones con un valor de
$1,24.
Peso de caga 18 ton
En la tabla 38 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 38. Valores resultante 3Lo con el freno de escape y con 18 ton
Tiempo de descenso (min) 37,8
Frecuencia de uso del freno convencional
20
Tiempo de uso (s) 1-3
En la figura 81 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 18 toneladas.
112
Figura 81. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno de escape
Peso de carga 20 ton
En la tabla 39 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 39. Valores resultantes 3Lo con el freno de escape y con 20 ton
Tiempo de descenso 37,45
Frecuencia de uso del freno convencional
27
Tiempo de uso (s) 1-3
En la figura 82 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 20 toneladas.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RPM
113
Figura 82. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno de escape
Peso de carga 22 ton
En la tabla 40 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 40. Valores resultantes 3Lo con el freno de escape y con 22 ton
Tiempo de descenso 37,76
Frecuencia de uso del freno convencional
28
Tiempo de uso (s) 1-3
En la figura 83 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 22 toneladas.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RPM
114
Figura 83. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno de escape
Peso de carga 24 ton
En la tabla 41 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 41. Valores resultantes 3Lo con el freno de escape y con 24 ton
Tiempo de descenso 36,56
Frecuencia de uso del freno convencional
34
Tiempo de uso (s) 1-4
En la figura 84 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 24 toneladas.
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RPM
115
Figura 84. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno de escape
Peso de carga 25 ton
En la tabla 42 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 42. Valores resultantes 3Lo con el freno de escape y 25 ton
Tiempo de descenso 36,08
Frecuencia de uso del freno convencional
34
Tiempo de uso (s) 1-4
En la figura 85 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 25 toneladas.
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RPM
116
Figura 85. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 3 Lo, aplicando el freno de escape
4.6.3. TERCERA MARCHA GAMA BAJA RANGO ALTO CON EL FRENO
DE ESCAPE
La tabla 43 muestra los parámetros de motor al utilizar el freno motor en el
descenso de la pendiente en la marcha de velocidad “3 Hi”, tan solo con el
uso del freno de escape.
Tabla 43. Parámetros del motor 3Hi con el freno de escape
TERCERA MARCHA LO
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
Velocidad (Km/h) 19 21 23 24 25 26
Temperatura (C°) 85 86 87 88 88 89
Presión de riel (Mpa) 73 75 78 90 96 99
El consumo de combustible promedio es de 1,26 galones con un valor de
$1,24.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
RPM
117
Peso de carga 18 ton
En la tabla 44 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 44. Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 18 ton
Tiempo de descenso (min) 32,12
Frecuencia de uso del freno convencional
28
Tiempo de uso (s) 1-3
En la figura 86 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 18 toneladas.
Figura 86. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno de escape
0200400600800
1000120014001600180020002200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
RPM
118
Peso de carga 20 ton
En la tabla 45 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 45 Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 20 ton
Tiempo de descenso (min) 32,03
Frecuencia de uso del freno convencional
29
Tiempo de uso (s) 1-3
En la figura 87 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 20 toneladas.
Figura 87. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno de escape
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
RPM
119
Peso de carga 22 ton
En la tabla 46 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 46. Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 22 ton
Tiempo de descenso ( min) 31,57
Frecuencia de uso del freno convencional
32
Tiempo de uso (s) 1-3
En la figura 88 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 22 toneladas.
Figura 88. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno de escape
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
RPM
120
Peso de carga 24 ton
En la tabla 47 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 47. Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 24 ton
Tiempo de descenso (min) 31,34
Frecuencia de uso del freno convencional
39
Tiempo de uso (s) 2-7
En la figura 89 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 24 toneladas.
Figura 89. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno de escape
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
RPM
121
Peso de carga 25 ton
En la tabla 48 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 48. Valores resultantes 3Hi con el freno de escape y con 25 ton
Tiempo de descenso 31,13
Frecuencia de uso del freno convencional
41
Tiempo de uso (s) 2-7
En la figura 90 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en tercera marcha gama baja rango alto y con un peso de carga
de 25 toneladas.
Figura 90. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 3 Hi, aplicando el freno de escape
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
RPM
122
4.6.4. CUARTA MARCHA GAMA ALTA RANGO BAJO CON FRENO DE
ESCAPE
La tabla 49 muestra los parámetros de motor al utilizar el freno motor en el
descenso de la pendiente en la marcha de velocidad “4 Lo”, tan solo con el
uso del freno de escape.
Tabla 49. Parámetros del motor 4Lo con freno de escape
CUARTA MARCHA LO
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
velocidad (Km/h) 26 28 29 31 32 34
Temperatura (C°) 85 86 87 88 88 89
Presión de riel (Mpa) 73 75 78 90 96 99
Se tiene un promedio de consumo de combustible 0,87 gal con un precio de
$0,85
Peso de carga 18 ton
En la tabla 50 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 50. Valores resultantes 4Lo con el freno de escape y con 18 ton
Tiempo de descenso (min) 23,04
Frecuencia de uso del freno convencional
34
Tiempo de uso (s) 2-6
En la figura 91 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
123
ruta elegida en cuarta marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 18 toneladas.
Figura 91. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 4 Lo, aplicando el freno de escape.
Peso de carga 20 ton
En la tabla 51 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 51. Valores resultantes 4Lo con el freno de escape y con 20 ton
Tiempo de descenso (min) 22,56
Frecuencia de uso del freno convencional
39
Tiempo de uso (s) 2-7
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
RPM
124
En la figura 92 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando el freno de escape en función del tiempo de descenso de la
ruta elegida en cuarta marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga
de 20 toneladas.
Figura 92. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 4 Lo, aplicando el freno de escape.
Como muestran las gráficas de rpm del motor el camión al descender solo con
el freno de escape, el motor no tiende a ser controlado por completo por el
freno auxiliar ya que el freno permite que las revoluciones aumente y eso
implica mayor utilización del freno de servicio, además se observó que el freno
de escape tiene un límite de prueba y oposición menor que el freno Jacob ya
que solo actúa en el descenso del camión tan solo hasta la marcha de
velocidad cuarta gama alta rango bajo y con un peso de carga de 20 ton.
En cuanto al consumo de combustible se observa que el consumo es similar
al consumo al utilizar el freno Jacob, mientras tanto la presión en el riel de
inyección permanece constante sin sufrir ningún cambio y se observa además
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
RPM
125
que los valores de presión de admisión ya no son variables se mantiene en
110 Kpa.
4.7. APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS AUXILIARES DE FRENO
MOTOR EN CONJUNTO EN EL CAMIÓN HINO FS
En esta ocasión se realizan las pruebas con los dos sistemas auxiliares en
conjunto de la misma forma que las anteriores pruebas.
4.7.1. TERCERA MARCHA GAMA BAJA RANGO BAJO CON LOS DOS
SISTEMAS EN CONJUNTO
La tabla 52 muestra los parámetros de motor al utilizar los dos sistemas
auxiliares de freno en conjunto durante el descenso de la pendiente en la
marcha de velocidad “3 Lo”.
Tabla 52. Parámetros del motor 3Lo con los dos sistemas en conjunto
TERCERA MARCHA LO
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
Velocidad (Km/h) 16 17 18 19 20 21
Temperatura (C°) 86 88 88 89 89 89
Presión de riel (Mpa) 73 75 78 90 96 99
Se tiene un promedio de consumo de combustible 1,38 gal con un precio de
$1,36
Peso de carga 18 ton
126
En la tabla 53 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 53. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto y con
18 ton
Tiempo de descenso (min) 41,34
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 0
En la figura 93 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera marcha gama baja rango
bajo y con un peso de carga de 18 toneladas
Figura 93. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
Pesos de carga 20 ton
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44
RPM
127
En la tabla 54 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 54. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto y con
20 ton
Tiempo de descenso (min) 41,27
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 0
En la figura 94 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera marcha gama baja rango
bajo y con un peso de carga de 20 toneladas
Figura 94. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44
RPM
128
Peso de carga 22 ton
En la tabla 55 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 55. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto y con
22 ton.
Tiempo de descenso (min) 41,14
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 0
En la figura 95 se observa la gráfica del comportamiento de las
revoluciones del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en
conjunto en función del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera
marcha gama baja rango bajo y con un peso de carga de 22 toneladas
Figura 95. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
RPM
129
Peso de carga 24 ton
En la tabla 56 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 56. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto y con
24 ton.
Tiempo de descenso (min) 40, 56
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 1-2
En la figura 96 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera marcha gama baja rango
bajo y con un peso de carga de 24 toneladas
Figura 96. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0200400600800
1000120014001600180020002200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44
RPM
130
Peso de carga 25 ton
En la tabla 57 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 57. Valores resultantes en 3Lo con los dos sistemas en conjunto y con
25 ton.
Tiempo de descenso (min) 40,52
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 1-2
En la figura 97 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera marcha gama baja rango
bajo y con un peso de carga de 25 toneladas
Figura 97. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 3 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
RPM
131
Como se puede observar en las figuras 91, 92, 93, 94 y 95 al utilizar los dos
sistemas de freno motor en conjunto existe un control absoluto sobre la
revoluciones del motor a tal puno de no utilizar los frenos de servicio durante
el transcurso del descenso, este control de revoluciones sobre el motor genera
velocidad mínimas por instantes de hasta 11 Km/h aumentando el tiempo de
descenso.
4.7.2. TERCERA MARCHA GAMA BAJA RANGO ALTO CON LOS DOS
SISTEMAS EN CONJUNTO
La tabla 58 muestra los parámetros de motor al utilizar los dos sistemas
auxiliares de freno en conjunto durante el descenso de la pendiente en la
marcha de velocidad “3 Hi”.
Tabla 58. Parámetros del motor 3Hi con los dos sistemas en conjunto.
TERCERA MARCHA Hi
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
Velocidad (Km/h) 19 21 23 24 25 26
Temperatura (C°) 86 87 88 88 89 89
Presión de riel (Mpa) 73 75 78 90 96 99
Se tiene un promedio de consumo de combustible 1,37 gal con un precio de
$1,35
Peso de carga 18 ton
En la tabla 59 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
132
Tabla 59. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto y con
18 ton.
Tiempo de descenso (min) 34,50
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 0
En la figura 98 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera marcha gama baja rango
alto y con un peso de carga de 18 toneladas
Figura 98. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
Peso de carga 20 ton
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
RPM
133
En la tabla 60 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 60. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto y con
20 ton.
Tiempo de descenso (min) 34,47
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 0
En la figura 99 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera marcha gama baja rango
alto y con un peso de carga de 20 toneladas
Figura 99. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
RPM
134
Peso de carga 22 ton
En la tabla 61 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 61. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto y con
22 ton.
Tiempo de descenso (min) 34,34
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 0
En la figura 100 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera marcha gama baja rango
alto y con un peso de carga de 22 toneladas
Figura 100. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
RPM
135
Peso de carga 24 ton
En la tabla 62 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 62. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto y con
24 ton.
Tiempo de descenso (min) 34,05
Frecuencia de uso del freno convencional
5
Tiempo de uso (s) 1-2
En la figura 101 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera marcha gama baja rango
alto y con un peso de carga de 24 toneladas
Figura 101. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
RPM
136
Peso de carga 25 ton
En la tabla 63 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 63. Valores resultantes en 3Hi con los dos sistemas en conjunto y con
25 ton.
Tiempo de descenso (min) 39,56
Frecuencia de uso del freno convencional
5
Tiempo de uso (s) 1-2
En la figura 102 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en tercera marcha gama baja rango
alto y con un peso de carga de 25 toneladas
Figura 102. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 3 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
RPM
137
Mediante la comparación de las figuras de revoluciones en tercera marcha de
velocidad rango alta y baja, con los valores obtenidos de referencia en el
primer muestreo se observa una gran mejora en la eficiencia del sistema de
freno motor ya que con la aplicación de los frenos auxiliares en conjunto
permiten que el camión descienda con un control total sobre las revoluciones
del motor.
En las figuras 96, 97, 98, 99 y 100 podemos observar que la velocidad mínima
de descenso es de 13 Km/h, debido a este control sobre las revolucione del
motor y la velocidad mínima obtenida el tiempo de descenso aumenta
provocando que el consumo de combustible también aumenté.
4.7.3. CUARTA MARCHA GAMA ALTA RANGO BAJO CON LOS DOS
SISTEMAS EN CONJUNTO
La tabla 64 muestra los parámetros de motor al utilizar los dos sistemas
auxiliares de freno en conjunto durante el descenso de la pendiente en la
marcha de velocidad “4 Lo”.
Tabla 64. Parámetros del motor 4Lo con los dos sistemas en conjunto
CUARTA MARCHA LO
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
Velocidad (Km/h) 26 28 29 31 32 34
Temperatura (C°) 87 88 88 89 89 89
Presión de riel (Mpa) 73 75 78 90 96 99
Peso de carga 18 ton
138
En la tabla 65 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 65. Valores resultantes en 4Lo con los dos sistemas en conjunto y con
18 ton.
Tiempo de descenso (min) 24,05
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 0
En la figura 103 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 18 toneladas
Figura 103. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RPM
139
Peso de carga 20 ton
En la tabla 66 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 66. Valores resultantes 4Lo con los dos sistemas en conjunto.
Tiempo de descenso 24,03
Frecuencia de uso del freno convencional
0
Tiempo de uso (s) 0
En la figura 104 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 18 toneladas
Figura 104. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RPM
140
Peso de carga 22 ton
En la tabla 67 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 67. Valores resultantes en 4Lo con los dos sistemas en conjunto y con
22 ton.
Tiempo de descenso (min) 23, 4 5
Frecuencia de uso del freno convencional
7
Tiempo de uso (s) 1-2
En la figura 105 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 22 toneladas
Figura 105. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RPM
141
Peso de carga 24 ton
En la tabla 68 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 68. Valores resultantes en 4Lo con los dos sistemas en conjunto y con
24 ton.
Tiempo de descenso (min) 23,30
Frecuencia de uso del freno convencional
13
Tiempo de uso (s) 1-2
En la figura106 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 24 toneladas
Figura 106. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RPM
142
Peso de carga 25 ton
En la tabla 69 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 69. Valores resultantes en 4Lo con los dos sistemas en conjunto y con
25 ton.
En la figura 107 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 25 toneladas
Figura 107. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 4 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
RPM
Tiempo de descenso (min) 23,36
Frecuencia de uso del freno convencional
14
Tiempo de uso (s) 1-2
143
Como se puede observar en las figuras 101 y 102 se mantiene por completo
el control sobre las revoluciones del motor a tal punto que no se utiliza el freno
de servicio ya que la eficiencia del motor llega al punto de disminuir las
revoluciones hasta 1550 rpm. Mientras en las figuras 103,104 y 105 se
observa un control hasta 1656 rpm y la utilización del freno de servicio es en
porcentaje mínimo.
4.7.4. CUARTA MARCHA GAMA ALTA RANGO ALTO CON LOS DOS
SISTEMAS EN CONJUNTO
La tabla 70 muestra los parámetros de motor al utilizar los dos sistemas
auxiliares de freno en conjunto durante el descenso de la pendiente en la
marcha de velocidad “4 Hi”.
Tabla 70. Parámetros del motor en 4Hi con los dos sistemas en conjunto y
con 18 ton.
CUARTA MARCHA Hi
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
Velocidad (Km/h) 32 35 37 40 41 43
Temperatura (C°) 86 87 88 88 89 89
Presión de riel (Mpa) 73 75 78 90 96 99
Se tiene un promedio de consumo de combustible 0,88 gal con un precio de
$0,86
Peso de carga 18 ton
144
En la tabla 71 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 71. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto y con
18 ton.
Tiempo de descenso (min) 21,02
Frecuencia de uso del freno convencional
12
Tiempo de uso (s) 1-2
En la figura 108 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
alto y con un peso de carga de 18 toneladas.
Figura 108. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
Peso de carga 20 ton
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
RPM
145
En la tabla 72 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 72. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto y con
20 ton.
Tiempo de descenso (min) 20,53
Frecuencia de uso del freno convencional
15
Tiempo de uso (s) 1-2
En la figura 109 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
alto y con un peso de carga de 20 toneladas.
Figura 109. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
RPM
146
Peso de carga 22 ton
En la tabla 73 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 73. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto y con
22 ton.
Tiempo de descenso (min) 20,13
Frecuencia de uso del freno convencional
19
Tiempo de uso (s) 1-2
En la figura 110 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
alto y con un peso de carga de 22 toneladas.
Figura 110. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
RPM
147
Peso de carga 24 ton
En la tabla 74 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 74. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto y con
24 ton.
Tiempo de descenso (min) 20,15
Frecuencia de uso del freno convencional
26
Tiempo de uso (s) 1-3
En la figura 111 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
alto y con un peso de carga de 24 toneladas.
Figura 111. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
RPM
148
Peso de carga 25 ton
En la tabla 75 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 75. Valores resultantes en 4Hi con los dos sistemas en conjunto y con
25 ton.
Tiempo de descenso min 20
Frecuencia de uso del freno convencional
27
Tiempo de uso (s) 1-3
En la figura 112 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en cuarta marcha gama alta rango
alto y con un peso de carga de 25 toneladas.
Figura 112. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 4 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
RPM
149
Observando las figuras 106, 107, 108, 109, 110 pese a ver aumentado la
marcha de velocidad en donde anteriormente con un solo sistema no existía
un control adecuado en las revoluciones del motor en este caso se observa
que el control sobre las revoluciones del motor continua a tal punto de
disminuir las revoluciones hasta un mínimo de 1600 rpm produciendo una
velocidad mínima de 32 km/h.
4.7.5. QUINTA MARCHA GAMA ALTA RANGO BAJO CON LOS DOS
SISTEMAS EN CONJUNTO
La tabla 76 muestra los parámetros de motor al utilizar los dos sistemas
auxiliares de freno en conjunto durante el descenso de la pendiente en la
marcha de velocidad “5 Lo”.
Tabla 76. Parámetros del motor 5Lo con los dos sistemas en conjunto
QUINTA MARCHA Lo
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
Velocidad (Km/h) 41 44 46 50 52 54
Temperatura (C°) 87 88 88 88 89 89
Presión de riel (Mpa) 73 75 78 90 96 99
Se tiene un promedio de consumo de combustible 0,73 gal con un precio de
$0,70.
Peso de carga 18 ton
En la tabla 77 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
150
Tabla 77. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto y con
18 ton.
Tiempo de descenso (min) 17,13
Frecuencia de uso del freno convencional
17
Tiempo de uso (s) 1-3
En la figura 103 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en quinta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 18 toneladas.
Figura 113. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
Peso de carga 20 ton
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
RPM
151
En la tabla 78 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 78. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto y con
20 ton.
Tiempo de descenso (min) 16,34
Frecuencia de uso del freno convencional
19
Tiempo de uso (s) 1-4
En la figura 114 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en quinta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 20 toneladas.
Figura 114. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
RPM
152
Peso de carga 22 ton
En la tabla 79 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 79. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto y con
22 ton.
Tiempo de descenso (min) 16,04
Frecuencia de uso del freno convencional
26
Tiempo de uso (s) 1-4
En la figura 115 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en quinta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 22 toneladas.
Figura 115. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
RPM
153
Peso de carga 24 ton
En la tabla 80 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 80. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto y con
24 ton.
Tiempo de descenso (min) 15,48
Frecuencia de uso del freno convencional
31
Tiempo de uso (s) 1-7
En la figura 116 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en quinta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 24 toneladas.
Figura 116. Variación de la revolución del motor en el descenso con 24 ton y
en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
RPM
154
Peso de carga 25 ton
En la tabla 81 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 81. Valores resultantes en 5Lo con los dos sistemas en conjunto y con
25 ton.
En la figura 117 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en quinta marcha gama alta rango
bajo y con un peso de carga de 24 toneladas.
Figura 117. Variación de la revolución del motor en el descenso con 25 ton y
en 5 Lo, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
RPM
Tiempo de descenso (min) 15,47
Frecuencia de uso del freno convencional
30
Tiempo de uso (s) 1-7
155
Al observar las figuras 111, 112, 113,114 y 115 se identifica que el control de
las revoluciones por el freno motor ya es parcial, ya que en ocasiónes deja
que el motor sobrepase las 2000 rpm y el uso del freno se servicio también
ha aumentado y se tiene como velocidad mínima por momentos 41 km/h .
4.7.6. QUINTA MARCHA GAMA ALTA RANGO ALTO CON LOS DOS
SISTEMAS EN CONJUNTO
La tabla 82 muestra los parámetros de motor al utilizar los dos sistemas
auxiliares de freno en conjunto durante el descenso de la pendiente en la
marcha de velocidad “5Hi”.
Tabla 82. Valores resultantes 5 Hi con los dos sistemas en conjunto
QUINTA MARCHA Hi
RPM 1600 1700 1800 1900 2000 2100
Velocidad (Km/h) 52 55 59 61 64 68
Temperatura (C°) 87 88 88 88 89 89
Presión de riel (Mpa) 73 75 78 90 96 99
Se tiene un promedio de consumo de combustible 0,68 gal con un precio de
$0,66.
Peso de carga 18 ton
En la tabla 83 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
156
Tabla 83. Valores resultantes en 5 Hi con los dos sistemas en conjunto y con
18 ton.
Tiempo de descenso (min) 13,30
Frecuencia de uso del freno convencional
25
Tiempo de uso (s) 1-6
En la figura 118 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en quinta marcha gama alta rango
alto y con un peso de carga de 18 toneladas.
Figura 118. Variación de la revolución del motor en el descenso con 18 ton y
en 5 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
Peso de cargas 20 ton
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
RPM
157
En la tabla 84 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 84. Valores resultantes en 5Hi con los dos sistemas en conjunto y con
20 ton.
Tiempo de descenso (min) 15,13
Frecuencia de uso del freno convencional
27
Tiempo de uso (s) 1-5
En la figura 93 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en quinta marcha gama alta rango
alto y con un peso de carga de 20 toneladas.
Figura 119. Variación de la revolución del motor en el descenso con 20 ton y
en 5 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
Peso de carga 22 ton
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
RPM
158
En la tabla 85 se encuentran los valores del tiempo en que el camión se toma
en descender la pendiente, la frecuencia con la que se utiliza los frenos de
servicio y el tiempo de uso de los frenos de servicio.
Tabla 85. Valores resultantes en 5 Hi con los dos sistemas en conjunto y con
22 ton.
Tiempo de descenso (min) 12,10
Frecuencia de uso del freno convencional
30
Tiempo de uso (s) 1-7
En la figura 120 se observa la gráfica del comportamiento de las revoluciones
del motor usando los dos sistemas auxiliares de freno en conjunto en función
del tiempo de descenso de la ruta elegida en quinta marcha gama alta rango
alto y con un peso de carga de 22 toneladas.
Figura 120. Variación de la revolución del motor en el descenso con 22 ton y
en 5 Hi, aplicando los dos sistemas en conjunto.
0
500
1000
1500
2000
2500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
RPM
159
Se suspende las pruebas por precaución con el peso de 24 y 25 toneladas
debido a que como se observa en la figura 120 el motor con la carga de 22
toneladas ya empieza a sobre revolucionarse y el camión requiere más el
uso del freno de servicio, para no permitir que el motor se sobre revolucione,
hay que tomar en cuenta también que la velocidad de descenso aumentó
por lo que es más difícil el control del camión.
Pese a la interrupción de las pruebas se puede observar que la aplicación de
los frenos en conjunto es muy satisfactoria.
En cuanto a niveles de fluido se tiene los siguientes resultados:
El nivel de líquido refrigerante durante las pruebas se mantiene
constante en el nivel de fábrica no existe consumo alguno.
El nivel de aceite permanece en el nivel de consumo obtenido en la
recopilación de datos inicial no se observa un mayor consumo de
aceite.
4.7.7. RESULTADOS DEL ANÁLISIS DEL ACEITE
Tipo: aceite para motor
Nombre: Aral Turboral 15W-40
Kilometraje del camión
Inicio 134.178 km
Final 149.190 km
Total 15.012 km recorrido
160
Se realiza un resumen de los elementos en base al análisis que se encuentra
en el anexo VIII como se observa en la tabla 86 las partículas de residuos de
aceros, en la tabla 87 los elementos contaminantes y en la tabla 88 los
elementos no metales.
Tabla 86. Elementos de análisis de aceite 2
elementos base Símbolo unidades
Hierro Fe ppm 10
Cromo Cr ppm 1
Molibdeno Mo ppm 3
Aluminio Al ppm 1
Cobre Cu ppm 4
Plomo Pb ppm 3
Zinc Sn ppm 1
Plata Ag ppm 0
Níquel Ni ppm 0
Vanadio V ppm 0
Titanio Ti ppm 0
Magnesio Mn ppm 1
Cadmio Cd ppm 0
Tabla 87. Elementos contaminantes
elemento base Símbolo unidades
Silicio Si ppm 4
Sodio Na ppm 0
Boro B ppm 1
Tabla 88. Elementos no metálicos
elementos base Unidades
agua %Vol 0
Solidos %Vol 0,5
Combustible %Vol < 2,2
Observando los valores anteriores del análisis de aceite en las tablas 34,35,
36 en primer lugar se identifica que existe una ligera variación en la cantidad
161
de metales obtenidos en la muestra, como es la cantidad de hierro y
molibdeno que pudieren ser pertenecientes a las paredes de los cilindros o
cigüeñal.
Adema se identifica también un pequeño aumentó en los elementos externos
y elementos no metálicos, en el caso de los elementos externos tenemos un
aumento en el silicio que se traduce en un aumento de polvo en el aceite y en
caso de los elementos no metálicos tenemos un aumentó en el volumen de
combustible, este aumento pudiese ser provocado por el uso del freno de
escape o por el filtro de aire en mal estado.
Se determina mediante la ayuda de una tabla condenatoria para motores
diésel, que se encuentra en el anexo VIII tanto en la muestra inicial como la
muestra final, están dentro de la tolerancia de desgaste normal, ya que se
obtiene valores mínimo de desgaste y pese haber existido un aumento en
ciertos elementos como metales y no metales no se le considera un desgaste
anormal del motor.
4.8. EVALUACIÓN FINAL
Al realizar varias pruebas en carretera en la cual se pudo obtener datos reales
mediante estos resultados se puede evaluar el comportamiento del motor del
camión al usar los sistemas auxiliares.
Comparando las gráficas de las revoluciones de las pruebas realizadas con
frenos jacobs, frenos de escape y los dos en conjunto se observa que al
utilizar el freno de escape en conjunto con el freno tipo Jacobs dan excelentes
resultados mejorando la eficiencia de frenado por motor con un control
162
absoluto de las revoluciones en 3Lo y 3Hi, con el resto de marchas de
velocidad se observa que también tiene control en las revoluciones al punto
de disminuir la utilización de los frenos de servicio por tanto mejorando el
tiempo de descenso del camión además de ganar una marcha más en el
descenso como es 5Lo.
Mediante la aplicación y utilización en conjunto del freno de escape y freno
Jacob en el motor del camión Hino se pudo observar dos cambios en el
funcionamiento del motor en la temperatura de funcionamiento y en la
presión de admisión, primero en la temperatura de trabajo se observa que al
utilizar los dos sistemas en conjunto aumenta un grado en la temperatura
normal del funcionamiento de 88 C° a 89 C° cuando se activa los dos sistemas
se identifica que este aumento es controlado por el sistema de refrigeración
del motor pese a este pequeño aumento no se ha observado un consumo de
líquido refrigerante durante el periodo de prueba.
Al evaluar el comportamiento de la presión de admisión al accionar los dos
sistemas auxiliares en conjunto se puede identificar un cambio en los valores
ya que al inicio al utilizar los frenos jacobs el valor de la presión de admisión
varía entre 92 a 121 kpa pero al utilizar los dos sistemas en conjunto este
valor se estabiliza y se queda constante en 92 Kpa durante el tiempo que
permanecen activados los sistemas.
En cuanto a la inyección de combustible mediante la comparación de datos
en todas las pruebas realizadas se analizó que los valores de presión en el
riel de inyección no se nota cambio algúno en ningún rango de revoluciones
que pueda variar el consumo de combustible durante el descenso del camión,
al contrario se observa que al aumentar la velocidad de descenso al utilizar
una marcha de velocidad mayor disminuye el consumo de combustible por
que se acorta el tiempo de descenso.
163
La reducción y estabilidad de la presión de admisión se justifica por la teoría
del funcionamiento de los sistemas, tanto de los frenos Jacobs como el freno
de escape, ya que el freno Jacobs en su funcionamiento libera la presión en
el tiempo de compresión y el freno de escape se encarga de obstruir la salida
de la presión del tiempo de escape acumulando esta presión , por tanto al
utilizar estos dos sistemas en conjunto las dos presiones se acumulan en el
sistema generando una alta presión de resistencia, la cual genera que el turbo
compresor se limite en su giro al aumentarse la presión en la salida de los
gases por la obstrucción del freno de escape.
Evaluando las muestras de aceite no se observa un desgaste interno
considerable en el motor al hacer la comparación con la tabla condenatoria de
desgaste por fricción se puede considerar como un desgaste normal por
fricción.
En la selección de marchas de velocidad durante prueba y mediante las
gráficas obtenidas de las revoluciones del motor se tomó los mejores tiempos
de descenso con el uso de los diferentes sistemas auxiliares de freno motor,
se elige las velocidades de las pruebas con mejores resultados en la cual
existe un control sobre las revoluciones del motor.
Como se observa en la figura 121 el uso del freno de escape y el freno jacobs
utilizado en conjunto muestra un gran aumento de la velocidad de descenso
con el absoluto control del freno motor sobre las revoluciones del motor del
camión Hino FS, además se aumenta la marcha de velocidad de descenso a
“4 Hi “en todas las variaciones de carga del camión disminuyendo el uso del
freno de servicio considerablemente como es en el rango de 3 Lo a 4Lo
disminuye en un 90%.
164
Figura 121. Comparación de velocidad
En la tabla 89 se ha ordenado el número frecuencia con la que se utiliza los
frenos de servicio y con el tiempo que han permanecido activados en todas
las pruebas realizadas.
Tabla 89. Datos resultantes de las pruebas.
freno jacob freno de escape freno en conjunto
cambios 3 lo 3 hi 4 lo 4hi 3 lo 3 hi 4lo 3 lo 3 hi 4 lo 4hi 5 lo 50hi
velocidad km/h
20 25 32 43 20 25 32 20 25 32 43 54 68
peso de carga
uso del freno de servicio número de repeticiones
18 ton 15 17 29 47 20 28 34 0 0 0 12 17 25
20 ton 16 19 33 27 29 39 0 0 0 15 19 27
22 ton 16 23 37 28 32 0 0 7 19 26 30
24 ton 20 28 45 34 39 4 5 13 26 31
25 ton 20 28 46 34 41 5 5 14 27 30
tiempo 1-4 1-6 1-7 4-7 1-4 1-6 2-7 0 1-2 1-3 1-4 1-7 1-7
presión de admisión
96-121 Kpa 110 Kpa 92 kpa
20 20
43
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Freno jacobs Freno de escape frenos en conjunto
VEL
OC
IDA
D K
M/H
NUMERO DE PRUEBAS
3Hi 4Hi 3Lo
165
Como se puede observar en la tabla 89 al utilizar los sistemas auxiliares por
separado la eficiencia del freno motor es mínima y al utilizar los dos sistemas
en conjunto no solo aumentamos la velocidad de descenso, sino que además
se disminuye el uso del freno de servicio al punto de no utilizar el sistema,
esto implica una reducción en el mantenimiento del sistema de freno y
disminuye el mantenimiento en los neumáticos.
Las zonas rojas que se observa en la tabla 89 están relacionadas con la
terminación de la pruebas, debido a que el motor ya tiende a sobre
revolucionarse y el uso del freno es excesivo pudiendo sufrir un accidente en
la vía.
En la figura 122 se encuentra las gráficas de los promedios de los valores
obtenido en relación del tiempo de descenso, frecuencia de activación de los
frenos de servicio y la velocidad promedio de descenso con todas las pruebas
realizada, se observa como disminuye el tiempo de descenso y la utilización
de los frenos de servicio con la aplicación de los sistemas auxiliare de freno
motor mientras se aumenta la velocidad de descenso.
166
Figura 122. Promedio de pruebas
0
10
20
30
40
50
60
70
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
3 lo 3 hi 4 lo 4hi 3 lo 3 hi 4lo 3 lo 3 hi 4 lo 4hi 5 lo 50hi
tiempo de desenso frecuencia de acivacion velocidad km/h
167
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
Mediante el análisis del comportamiento del motor del camión Hino FS
serie 700 implementando un sistema auxiliar de freno motor al escape
no se observó un comportamiento anormal de motor.
La aplicación del freno de escape tipo mariposa en el motor del camión
Hino FS serie 700, no altera los parámetros de funcionamiento del
motor.
Se determinó que al usar solo el freno auxiliar de escape en el
descenso la eficiencia del freno por motor no aumenta al contrario
disminuye.
Con el uso en conjunto de los sistemas de freno jacobs y de freno de
escape en el motor del camión Hino FS se observó durante el descenso
que aumenta considerablemente la eficiencia de frenado por motor.
Al Mejorar la eficiencia de frenado por motor del camión Hino FS se
aumentó la marcha de velocidad y disminuye el tiempo de descenso.
Se observó que el uso del freno de servicio disminuye al aumentar la
eficiencia de freno por motor.
5.2 RECOMENDACIONES
Realizar un análisis del sistema de freno de servicio para observar su
desgaste posterior a la implementación del freno de escape.
Analizar los beneficios que tiene el camión en el mantenimiento al
aumentar la eficiencia del freno motor.
168
Desarrollar un análisis de seguridad del comportamiento de los
sistemas auxiliares de freno motor en carreteras húmedas o en lluvia.
Realizar un seguimiento del comportamiento del turbo compresor.
Diseñar un nuevo sistema de mantenimiento del sistema de frenos
para el camión Hino FS serie 700 basándose en los resultados
obtenidos.
Continuar con el muestreo del aceite para descartar un desgaste
prematuro del motor.
169
NOMENCLATURA O GLOSARIO
Motor: Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer
funcionar el sistema, transformando algún tipo de energía.
Frenos: Es un mecanismo que permite que un objeto en movimiento se
detenga.
Caja de velocidades: Es un conjunto de engranaje que permite variar una
velocidad de entra aumentándola o disminuyéndola.
Árbol de trasmisión: Es el elementó que permite trasmitir un movimiento
Presión: Es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en
dirección perpendicular por unidad de superficie.
PMS: Punto muerto superior.
PMI: Punto muerto inferior.
RPM: Revoluciones por minuto.
Intensitas: Flujo de energía que circula por un circuito por unidad de tiempo.
Voltaje: es la diferencia de potencia eléctrica por unidad de carga también se
la conoce como tención.
Resistencia: es la oposición que tiene al flujo eléctrico.
Motor: es la parte móvil de una máquina capaz de hacer funcionar al sistema.
Máquina: es un conjunto de elementos unidos entre sí para facilitar un trabajo.
Empalmar: unir dos elementos sin interrumpir su flujo.
Conexión: es establecer entre dos más cosa una unión estableciendo un
comunicación.
Potencia: capacidad para realizar una acción o trabajo.
Velocidad: Es la relación que se establece entre distancia y tiempo
170
Gama baja: sección de marchas de velocidad bajos.
Gama alta: sección de marchas de velocidad altas.
Rango bajo: cambio de divisor que proporción fuerza en una misma marcha
de velocidad.
Rango alto: cambio de divisor proporciona velocidad en una misma marcha
de velocidad.
Retardador: denominación a un freno que utiliza la energía generada por un
motor para disminuir la velocidad de un vehículo.
Hp: Houes power unidad de potencia.
PCV: Válvula de control de la bomba de suministro.
Ppm: partículas por millón
171
BIBLIOGRAFÍA
Aneto Etai . (2003). Camiones y vehiculos pesados. Madrid: Cultura S.A.
Blog Transporte De Camiones. (04 de 2013). Obtenido de Blog Transporte
De Camiones: http://sinvellocastellon.es/stream/transporte-de-
camiones.html
Camiones y Buses. (12 de 10 de 2014). Camiones y buses.com. Obtenido
de Camiones y buses.com:
http://www.camionesybuses.com/cms/modelos/ford-lanza-el-cargo-
extrapesado/
Cascaosa, M. (2005). Ingeniería de vehículos. Madrid: Tébar Flores S,L.
Celis, E. (08 de 2014). automecanico.com. Obtenido de automecanico.com:
http://automecanico.com/auto2002/motor41.html
Cosas de camiones . (11 de 11 de 2010). Obtenido de Cosas de camiones:
http://divercris.blogspot.com/2010/11/nuevas-tecnologias-para-
camiones.html
D&W Diesel, Inc. (15 de 01 de 2010). dwperformance. Obtenido de
dwperformance: https://dwperformance.wordpress.com/
Dadillon, M. (2010). Euro4x4parts. Obtenido de Euro4x4parts:
http://www.euro4x4parts.com/es/mecanica4x4_action4x4_matthieu_d
adillon_grupos_conicos.html
Dario, G. d. (2003). Mecánica, vehículos pesados . Madrid: Pons editorial
S.A.
Desguacesvehiculos. (2012). Desguaces vehiculos. Obtenido de Desguaces
vehiculos: http://www.desguacesvehiculos.es/mecanica/embrague-
vehiculo.html
Ferrer, G. C. (2000). Camiones y vehiculos pesados. Madrid: Cultural S.A.
172
Google. (29 de 09 de 2015). Google maps. Obtenido de Google maps:
https://www.google.com.ec/maps/@-0.0949987,-78.3917137,13z
Grupo Mavesa. (2015). Grupo Mavesa. Obtenido de Grupo Mavesa:
http://www.hino-
mavesa.com.ec/index.php?option=com_content&view=article&id=93&I
temid=58
Hino Ecuador . (2015). Hino Grupo Mavesa. Obtenido de Hino Grupo
Mavesa: http://www.hino-
mavesa.com.ec/index.php?option=com_content&view=article&id=50&I
temid=65
Hino motors, Ltd. (2011). Manual de propietario Hino 700. Japon : Hino
motors, Ltd.
Hino Motors, Ltd. (08 de 2011). Manual del Taller HS12C. Manual del Taller.
Tokyo, Japón.
Hino Motors, Ltd. (2014). Hino global. Obtenido de Hino global:
http://www.hino-global.com/
Inacap. (2015). Maquinaria Pesada . Obtenido de Maquinaria Pesada :
https://drive.google.com/file/d/0B4uwxwKUzRinS1A2UVdpZnpsb3c/ed
it?pli=1
Internationaltrucks. (04 de 2014). Internationaltrucks. Obtenido de
Internationaltrucks: http://latin-
america.internationaltrucks.com/trucks.html
Jacobs vehicle systems. (2014). Obtenido de Jacobs vehicle systems:
http://www.jacobsvehiclesystems.com/spa/technology/exhaust-brakes/
joseclaudio. (s.f.). joseclaudio.eng. Obtenido de joseclaudio.eng:
http://www.joseclaudio.eng.br/grupos_geradores_1.html
Macoi S.A. (s.f.). Especificaciones Tecnicas . Lubricantes Aral, 14.
173
Mahle. (03 de 2014). Mahle. Obtenido de Mahle: http://www.mahle-
aftermarket.com/eu/es/products-and-services/filters/air-drying-
cartridges/
Mavesa, P. G. (2015). GrupoMavesa. Obtenido de GrupoMavesa:
http://www.hino-
mavesa.com.ec/index.php?option=com_content&view=article&id=120
&Itemid=58
Mecatronica. (07 de 02 de 2011). Obtenido de Mecatronica:
http://jonathanaprendizenmecatronica.blogspot.com/
memocars. (2013). mitaller.com. Obtenido de mitaller.com:
http://www.mitaller.com/content/tips-sistema-frenos
Overview. (2007). Diskomatsu. Obtenido de Diskomatsu:
http://www.diskomatsu.com/motor-diesel/
Pierson, L. (2012). svfd. Obtenido de svfd:
http://www.svfd.net/SVFD%20Files/Articles/Engineer/An%20engine%
20brake%20is%20a%20hydraulically-
operated%20device%20on%20a%20diesel.pdf
Teojama Comercial S.A. (27 de 03 de 2014). Teojama Comercial S.A.
Obtenido de Teojama Comercial S.A: http://blog.teojama.com/el-hino-
fs-listo-para-cualquier-reto
The American Society of Mechanical Engineers. (2011). Jacobs vehicle
systems. Obtenido de Jacobs vehicle systems:
http://www.jacobsvehiclesystems.com/spa/about-us/
Ulloa, R. M. (2012). Maquinarias Pesadas. Obtenido de Maquinarias
Pesadas:
https://drive.google.com/file/d/0B4uwxwKUzRinS1A2UVdpZnpsb3c/ed
it?pli=1
174
Valcárcel, J. (2013). Dgt.es. Obtenido de Dgt.es:
www.dgt.es/...para.../Reglamentacin-vehculos-pesados-Ed.-2013.pdf
Vicente, M. d. (2009). El motor diésel en el automóvil . Madrid: Ceac.
Victor Ahumada, P. R. (18 de 05 de 2014). Maquinarias Pesadas. Obtenido
de Maquinarias Pesadas:
https://drive.google.com/file/d/0B4uwxwKUzRinZExiNFpMWWxqSEk/
edit?pli=1
Wsiworld. (2014). Eurocentro. Obtenido de Eurocentro:
http://www.eurocentrocamionero.com/camiones.aspx
175
ANEXOS
Anexo I
Hoja de rutas
176
177
178
179
180
181
Anexo II
Recolección de datos en las pruebas
182
183
Anexo III
Imágenes resultantes del escáner
184
185
186
187
Anexo IV
Especificaciones del aceite.
188
189
Anexos V
Resultados del análisis del aceite
Resultado de análisis 1
Sample ID: HINO MUESTRA 8
Lab
Number
Sample
Date
Units
543155
01/10/15
WEAR ELEMENTS Iron Fe Ppm 8 Chromium Cr Ppm 1 Molybdenum Mo Ppm 1 Aluminum Al Ppm 1 Copper Cu Ppm 4 Lead Pb Ppm 3 Tin Sn Ppm 1 Silver Ag Ppm 0 Nickel Ni ppm 0 Vanadium V ppm 0 Titanium Ti ppm 0 Manganese Mn ppm 1 Cadmium Cd ppm 0
CONTAMINANT ELEMENTS Silicon Si ppm 2 Sodium Na ppm 0 Boron B ppm 1
ADDITIVE ELEMENTS Magnesium Mg ppm 16 Calcium Ca ppm 2683 Barium Ba ppm 0 Phosphorus P ppm 964 Zinc Zn ppm 1103
NON-METALLIC CONTENT Water % vol Nil Solids % vol 1.0 Fuel % vol <2.0
LUBE DATA Viscosity @ 100'C cSt 12.7 Total Base Number mg
KOH/g
5.50 INFRARED Hydroxy 0.000 Antiwear Loss 1.073 Oxidation 15.870
(N) - Normal TRYNETICS
Oil Analysis Data
Severity:
190
Nitration 16.190 Oxidation/Sulfate 44.310
Recommended Action:
Continue sampling to track/trend data.
Data Interpretation:
Based on the results of the analyses performed on this sample the unit and lube appear satisfactory for continued usage.
Resultado de análisis 2
Sample ID: HINO MUESTRA 9
Lab
Number
Sample
Date
Units
543156
01/10/15
WEAR ELEMENTS Iron Fe ppm 10 Chromium Cr ppm 1 Molybdenum Mo ppm 3 Aluminum Al ppm 2 Copper Cu ppm 4 Lead Pb ppm 1 Tin Sn ppm 2 Silver Ag ppm 0 Nickel Ni ppm 0 Vanadium V ppm 0 Titanium Ti ppm 0 Manganese Mn ppm 1 Cadmium Cd ppm 0
CONTAMINANT ELEMENTS Silicon Si ppm 4 Sodium Na ppm 0 Boron B ppm 1
ADDITIVE ELEMENTS Magnesium Mg ppm 62 Calcium Ca ppm 2476 Barium Ba ppm 0 Phosphorus P ppm 902 Zinc Zn ppm 1033
NON-METALLIC CONTENT Water % vol Nil
(N) - Normal TRYNETICS
Oil Analysis Data
Severity:
191
Solids % vol 0.5 Fuel % vol <2.2
LUBE DATA Viscosity @ 100'C cSt 13.5 Total Base Number mg
KOH/g
6.68 INFRARED Hydroxy 0.000 Antiwear Loss 1.377 Oxidation 10.550 Nitration 11.000 Oxidation/Sulfate 37.110
Recommended Action:
Continue sampling to track/trend data.
Data Interpretation:
Based on the results of the analyses performed on this sample the unit and lube appear satisfactory for continued usage.
192
Anexo VI
Planos del freno de escape tipo mariposa
193
Anexo VII
Manual del circuito eléctrico
194
195
Anexo VIII
Tabla condenatoria de residuos en muestras de
aceite para motores diésel.