Informe_inyector_stc.docx

MOTOR KTA38 “Inyectores”  Nombres y apellidos: Quispe Herrera Cristhian  Semestre:

V

 Zonal: Arequipa – Puno  Instructor: Percy Morales Pacompia  ID: 1062515

2019 1

INTRODUCCIÓN El dispositivo de Control de sincronización de tiempo. (STC), permite al motor operar durante las condiciones de arranque y carga ligera en posición de ADELANTO de la inyección: cuando el motor está bajo condiciones de carga mediana y total el tiempo de inyección se cambia a NOMINAL. En esta forma, se pueden controlar las presiones en los cilindros del motor, permitiendo un incremento de potencia, sin sacrificar la durabilidad del motor. Como consecuencia se obtienen niveles más bajos en la emisión de Hidrocarburos y óxido de nitrógeno. . .

1. Control de sincronización de tiempo (STC).

2. Cummins ha introducido un nuevo sistema de inyección variable, llamado "Control de sincronización de tiempo" (STC). Este sistema lleva a cabo los mismos resultados que la Sincronización Variable Mecánica (MVT). Una de las principales diferencias es que el STC, es activado por aceite, mientras que el MVT, es activado por aire.

3. El STC es comúnmente usado en los motores de la serie N...

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4. así como también en los motores de la serie K actualizados.

5. También algunos componentes del STC entre ambas familias de motores son diferentes aun cuando los principios de operación son los mismos.

6. El STC permite al motor operar en posición de tiempo de inyección ADELANTADO, durante condiciones de puesta en marcha y carga ligera. Cuando el motor esté operando en condiciones de carga mediana y total, el tiempo de inyección se convierte a nominal.

7. Tiempo de inyección ADELANTADO, significa que el combustible será inyectado antes del tiempo nominal en la carrera de comprensión. Tiempo de inyección NOMINAL, significa que el combustible es inyectado después del tiempo avanzado en la carrera de comprensión.

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8. Una mayor razón por la que debamos tener disponibilidad para mover el tiempo de inyección, son los reglamentos de restricción de las emisiones de escape que dicta la EPA. Actualmente esos reglamentos permiten un máximo de seis gramos por cada caballo de fuerza al freno por hora de hidrocarburos y óxidos de nitrógeno combinados. De este total, un máximo de un gramo por cada caballo de fuerza por hora de hidrocarburos es permitido. El motor para California debe también estar dentro de los requerimientos legales federales en cuanto a un 20% de opacidad durante la aceleración.

9. El STC ofrece muchas ventajas. Durante el tiempo de inyección ADELANTADO tenemos: • Mejora las características de operación en mínima • Mejora las características de operación en mínimas r.p.m. en clima o motor frío. • Reduce el humo blanco con clima o motor frío. • Mejora la economía de combustible durante la operación del motor bajo ligera carga. • Reduce la carbonización en los inyectores.

10. Durante el tiempo de inyección NOMINAL el STC. • Controla las presiones en los cilindros. • Reduce las emisiones de óxido de nitrógeno.

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11. Cuando un pistón sube en su carrera de compresión, la presión en el cilindro se incrementa. Cuando el combustible es introducido y comienza a encenderse, la presión se aumenta a un máximo predeterminado.

12. En un motor, cualquiera que éste sea, la cantidad de combustible introducido y cuando es éste introducido, determina el punto en el cual la mayor presión ocurre y el valor de esa presión.

13. A determinadas RPM y cantidad de combustible, el tiempo de inyección determina la presión del cilindro. Observe que el punto de mayor presión puede ser movido modificando el punto en el cual el combustible comienza a entraren la cámara de combustión.

14. Utilizando el dispositivo STC se puede cambiar el punto de la máxima presión y el grado de esta. Observe que el STC causa que el combustible sea inyectado antes bajo las mismas condiciones sin el STC. La presión máxima es reducida, dándole al motor una vida más larga.

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15. La presión de riel modifica el momento de cambio en el STC para las posiciones de tiempo avanzado y nominal. Esta es una presión certificada y ocurre entre la ligera y mediana carga del motor.

16. Durante el arranque en frío y hacia el calentamiento normal del motor, una pequeña cantidad de combustible es suministrada a la copa del inyector.

17. Este bajo volumen de combustible resulta en una inyección retardada, lo cual afecta la presión del cilindro. En la gráfica la curva superior es la condición con el STC, el cual incrementa la presión en el cilindro durante las condiciones de baja velocidad y ligera carga.

18. En baja velocidad, el émbolo desciende relativamente lento. Consecuentemente el combustible no es forzado a salir a través de los orificios con la suficiente fuerza para obtener una buena atomización.

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19. Vamos a suponer que la temperatura del aire es abajo de congelamiento. Hasta que este aire sea calentado lo suficiente por el (los) post-enfriador (es), no permitirá que la cámara de combustión se caliente lo suficiente para obtener una buena combustión.

20. Por lo tanto, tenemos dos factores negativos: combustible que no es atomizado lo suficiente para que sea quemado, aire que no podrá dar únicamente una buena combustión, sino que estará constantemente enfriando al pistón, camisa, válvulas y cabeza de cilindros.

21. El aire frío es comprimido, resultando en suficiente calor para quemar únicamente parte del Diesel... usualmente aquel finamente atomizado y la porción exterior de las gotas más grandes.

22. Esas condiciones causan humo blanco y carbón. El humo blanco es formado por combustible sin quemar y aire frío. Suciedad y carbón son los resultados de combustible parcialmente quemado.

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23. Lo anterior nos regresa al dispositivo de control de avance de tiempo. Este permite al motor operar en posición de ADELANTADO de la inyección durante la puesta en marcha (frío) y hacia el calentamiento del refrigerante a la temperatura normal. Cuando el motor trabaja en condiciones de mediana y total carga, el tiempo de inyección es NOMINAL.

24. Durante el tiempo de inyección ADELANTADO, el combustible es inyectado al interior del cilindro anticipadamente. La ignición es más tardía bajo estas condiciones, dando al combustible más tiempo para mezclarse con el aire. Por lo tanto, cuando ocurre la ignición, el combustible es quemado más completamente. La temperatura de la combustión es más alta y la presión en el cilindro es mayor.

25. Así, controlando la presión, esto es, reduciéndola, significa que podemos poner más combustible y aire en el cilindro. Esta condición da como resultado el obtener una mayor potencia sin sacrificar la durabilidad del motor.

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26. Bien, conocemos que hace el STC..., ahora veamos cómo opera. Para iniciar nuestra información, demos un breve repaso al

27. ciclo de inyección, utilizando un inyector "Top Stop" DFF, comenzando con el suministro de combustible a la copa del inyector.

28. Cuando el rodillo del seguidor está sobre la parte más baja de la leva, el émbolo del inyector se encuentra en la parte superior de su carrera. El orificio de suministro es descubierto y el combustible fluye al interior de la copa.

29. Conforme el rodillo del seguidor se mueve hacia la parte superior de la rampa de la leva de inyección, el orificio de suministro se cierra; el suministro de combustible termina y el émbolo del inyector asienta en la copa, forzando al combustible a entrar al cilindro. Durante este tiempo el puerto de retorno es descubierto, permitiendo al combustible fluir por el conducto de retorno hacia el tanque.

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30. Ahora, examinemos la relación entre el buzo STC y el émbolo del inyector. Para este ejemplo utilizaremos un dispositivo hidráulico simple con un émbolo interior y otro exterior.

31. En tiempo NOMINAL el buzo se "colapsa" (el émbolo interior hace contacto con el exterior), antes de que el émbolo del inyector comience a moverse. Tenemos que, en tiempo NOMINAL, el inyector estándar, excepto que el árbol de levas tiene un mayor levantamiento para "tomar" el espacio entre los émbolos del buzo.

32. Cuando el sistema está en tiempo ADELANTADO, la válvula de control dirige la presión de aceite hacia el buzo, llenando el espacio entre ambos émbolos. El émbolo del inyector inicia su movimiento conforme el seguidor comienza a subir la rampa de inyección. Debido a que esto inició antes, el émbolo del inyector está haciendo contacto con la copa antes de que el seguidor llegue a la parte más alta de la leva, permitiendo con este extra levantamiento, que el aceite atrapado entre los émbolos del buzo sea forzado a salir.

33. Vamos a aplicar este simple principio en el buzo STC. No hay aceite en el buzo... el inyector está suministrado combustible. Cuando el seguidor comienza a subir sobre la rampa de inyección, el balancín del inyector inicia a ejercer presión sobre el émbolo interior. Como no hay aceite en el buzo, el émbolo interior debe hacer contacto directo con el émbolo exterior antes de que el émbolo del inyector pueda comenzar su carrera descendente.

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34. Ahora, vamos a llenar el buzo con aceite. El inyector está suministrando combustible. Cuando el seguidor comienza a subir sobre la rampa de inyección, el balancín del inyector inicia a ejercer presión sobre el émbolo interior. Debido a que tenemos aceite entre los émbolos del buzo, se forma un "eslabón sólido" y la presión descendente es transmitida inmediatamente al émbolo exterior, por lo tanto, el émbolo del inyector también comienza a descender.

35. Antes de continuar, conozcamos las partes que componen al buzo STC. De Izquierda a derecha tenemos: (1) seguro, (2) conector, (3) resorte de la celda de carga, (4) guía, (5) válvula esférica, (6) camisa, (7) resorte de retroceso del émbolo, (8) retenedor del resorte, (9) resorte válvula de entrada, (10) válvula de entrada, (11) émbolo, (12) eslabón y (13) seguro.

36. En cualquier momento que la presión de aceite exceda de 70 KPa (10 Ibs/pulg2), la válvula de entrada se abre para llenar con aceite la cavidad entre ambos émbolos.

37. Durante el ciclo de inyección, el aceite se mantiene en el interior de la celda de carga del buzo. Cuando el balancín obliga a ir hacia abajo al émbolo interior, el "eslabón sólido" de aceite causa que el émbolo del inyector haga contacto antes con el combustible. El tiempo de inyección por lo tanto está en posición de ADELANTADO. Al término del ciclo de inyección, el émbolo del inyector apoya firmemente sobre la copa, la fuerza del movimiento continuado del balancín incrementa la presión de aceite en el buzo.

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38. Esta presión incrementada retira a la válvula de la celda de carga de su asiento. El aceite se drena a través de la válvula y de los orificios del cuerpo del inyector retornando al depósito de aceite (cárter) por las áreas de las cabezas y bloque de cilindros. Mientras tanto, con el levante continuo de la leva, el émbolo interior hace contacto metálico con el émbolo exterior, manteniendo al émbolo del inyector asentado en la copa.

39. Como hemos indicado el buzo hidráulico STC se localiza en el conjunto del inyector. La operación del buzo es controlada por la válvula de control del STC. Esta válvula tiene dos funciones: (1) recibe presión de combustible y dirige aceite hacia el buzo para controlar el tiempo, (2) dirige la operación del Freno C Cummins asegurando que el motor está en tiempo NOMINAL cuando el freno es activado.

40. La válvula de control STC utiliza presión de combustible y fuerza de un resorte para controlar la posición de un émbolo del estilo del AFC. La posición del émbolo dicta si el conducto de aceite hacia el buzo sea abierto o cerrado. La presión del combustible actúa sobre la parte final del émbolo.

41. Durante el tiempo ADELANTADO, el resorte se opone a la presión de combustible manteniendo el émbolo en posición de "abierto". Presurizado el aceite, fluye hacia los buzos e inicia el AVANCE del tiempo de inyección. La presión mantiene el émbolo en posición "abierto" hasta que la presión de combustible sobrepasa la presión de interrupción certificada.

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42. En este nivel certificado de presión, esta misma vence a la del resorte, ocasionando el desplazamiento del émbolo el cual cerrará el conducto del aceite. Por lo tanto, no hay suministro de aceite hacia los buzos y el motor comenzará a operar en posición de tiempo NOMINAL.

43. Conforme la presión de combustible descienda y caiga abajo del nivel certificado, el émbolo se desplaza y de nuevo descubre el conducto de flujo de aceite. El ADELANTO del tiempo ocurre cuando el aceite presurizado llena a los buzos. Una presión diferencial específica es asignada dentro de la válvula para evitar que el émbolo oscile entre las posiciones de tiempo AVANZADO y NOMINAL. En los estados con mayor restricción en las leyes de emisión, los émbolos abren y cierran a diferentes presiones.

44. En los motores de la serie N, la válvula del STC, se localiza en el bloque de cilindros, abajo de la bomba de combustible. Esta recibe aceite filtrado de la vena principal del bloque de cilindros.

45. Un nuevo casco de balancines está siendo usado... tiene incluido una cavidad para la conexión del STC.

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46. La válvula de control suministra aceite hacia la línea externa del STC. La válvula de control conecta a la línea externa a través de una válvula de paso, la cual evita que la línea se vacíe. Este diseño previene candados de aire.

47. Conductos internos conectan la línea de suministro con cada inyector STC y el casco de balancines.

48. La presión de combustible es enviada hacia la válvula de control del STC por medio de una manguera entre la válvula de paro de la bomba P.T. y la válvula de control. Observe la línea de retorno entre la válvula STC y la línea de retorno del motor. Esta línea alivia la presión del combustible y altera la presión de interrupción de la válvula sin afectar la respuesta del motor. Dependiendo de la configuración y requerimientos de emisiones, algunos motores no tendrán esta línea de retorno.

49. El banco trasero del Freno C es conectado hacia la válvula de control STC con una manguera. Cuando el Freno C es activado, la presión de aceite en el banco del freno es dirigida a la válvula de control STC a través de una manguera. Esta presión actúa sobre el diafragma del émbolo, manteniendo a éste en posición "cerrado" para operar en posición NOMINAL. El motor permanece en tiempo NOMINAL tanto tiempo como el freno sea activado. El lapso NOMINAL es usado cuando el motor está frenando y para mantener una carga aceptable sobre el árbol de levas.

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50. Debido a que el Freno C puede ser activado progresivamente (1 banco, 2 bancos o 3 bancos), la válvula de control STC recibe la señal de la presión de aceite únicamente cuando el sistema está en 2 y 3 bancos. Cuando únicamente un banco es activado, la presión en la línea de entrada y la carga sobre el árbol no son lo suficientemente altas para requerir el tiempo NOMINAL.

51. Si el motor no está equipado con Freno C, la línea de aceite deberá ser conectada al bloque de cilindros para que retorne al depósito.

52. La válvula de control de aceite es calibrada a un específico flujo y presión utilizando para ello el banco de pruebas para bombas P.T. Modificar la operación de la válvula resultará en la pérdida de economía de combustible y durabilidad del motor. La correcta operación de la válvula es necesaria para mantener una aceptable presión en el cilindro y nivel de humo blanco y asegurar una óptima economía de combustible.

53. En este momento comentaremos brevemente, los procedimientos básicos involucrados en la calibración de los inyectores STC, SOBRE el motor y FUERA de él.

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54. FUERA del motor el ajuste consiste de: • Carrera Básica del Embolo. • Carrera Total del Embolo.

55. Esos ajustes del inyector STC pueden ser efectuados únicamente en el dispositivo digital No. 3822696. El dispositivo No. 3875160 NO PUEDE ser usado para calibrar STC. El nuevo dispositivo digital No. 3822696 está diseñado para calibrar todos los inyectores P.T.

56. La carrera del émbolo es ajustada haciendo girar el tornillo tope con una barra o algo similar. El ajuste de la carrera total se lleva a cabo haciendo girar la tapa superior.

57. El ajuste SOBRE el motor es con la herramienta No. 3822648. Inserte el perno central de la herramienta en uno de los cuatro orificios de buzo.

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58. Mantenga al buzo en posición totalmente extendido y aplique un torque de apriete de 5 Ibs-pulg con la herramienta especial en "T".

59. Los procedimientos complementarios pueden ser encontrados en diferentes boletines técnicos.

60. En resumen, el STC es usado actualmente en motores N y K.

61. El sistema permite al motor operar en tiempo de inyección ADELANTADO durante la puesta en marcha y bajo carga ligera. Con tiempo de inyección NOMINAL durante carga mediana a total.

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62. Cuando no hay aceite en el buzo hidráulico el émbolo interior hace contacto directo con el émbolo exterior antes de que el émbolo del inyector comience a inyectar el combustible al interior del cilindro. El motor está en tiempo NOMINAL.

63. AHORA el buzo es llenado con aceite... el émbolo interior comienza a descender. El "eslabón sólido" de aceite permite a este movimiento descendente el que sea transmitido inmediatamente al émbolo exterior. El combustible comienza a ser inyectado antes o sea que el tiempo de inyección está en posición ADELANTADO.

64. De esta forma estamos controlando la presión en el cilindro, lo que significa poder crear más caballos de fuerza sin sacrificar la durabilidad del motor

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