3. sistema HPCR

Sistema de
alimentación diesel
con control electrónico
HPCR

MISAEL FARFAN CONDORI

IPA es una alianza de las fuerzas de Komatsu y
Cummins, y su misión es desarrollar productos
estándar a nivel mundial que cumplan los
requerimientos del gran mercado competitivo de
motores.

Sec 2

MEDIO
RANGO

TRABAJO
PESADO

ALTA
POTENCIA

Sistema de combustible de Alta Presión
• Arquitectura general del Motor
Komatsu Tier 3 CRI
– Bomba Bosch HPCR impulsada
por la parte trasera
– Riel de combustible soldado a
láser
• Comparado a riel forjado

– Inyectores electrónicamente
controlados Bosch 29mm

Diagrama del Sistema de combustible – HPCR para 4/6D107-1

10 micrón Pre-Filtro / Separador de agua
con Bomba manual de cebado

Bomba HPCR

Esquemático del Sistema de Combustible – HPCR

10 micron Pre-Filter / Water separator with
Hand Priming Pump

Flujo de Combustible
1. Línea del tanque
alimentador de Combustible
2. Separador de
agua/combustible (no
montado en motor)
3. Placa de Enfriamiento (ECM)
4. Hacia bomba de engranajes
para combustible
5. Hacia filtro de combustible
6. Cabeza del filtro de
combustible
7. Filtro de combustible
8. Hacia bomba de alta presión
9. Bomba de alta presión
10. Hacia riel de combustible
11. Riel de combustible
12. Hacia inyectores


Continuado

13. Conector de alta presión
14. Inyector
15. Retorno de combustible de
inyectores y riel de combustible
hacia cabeza de filtro de
combustible
16. Retorno de combustible de
bomba de alta presión hacia
cabeza de filtro de combustible
17. Retorno múltiple de combustible
18. Hacia tanque alimentador de
Combustible
NOTA: * Motores son equipados con
enfriamiento de aire o
enfriamiento de combustible del
ECM. Si un ECM con
enfriamiento de aire es usado, el
combustible entra al motor por
la conexión OEM a la entrada de
la bomba de engranajes.

Filtros de Combustible
• Los 4/6D107-1 y 4D107 usan
un sistema de dos filtros.
– Filtro Primario
• Montado en el motor
• 2 micrón media

• Pre-filtro
– Montado por el OEM
– 10 micrón media
– Contiene el sensor WIF („water in
fuel‟/agua en combustible)
– El sensor WIF es OEM Instalado
pero conecta con el conector ECM
del motor
Sensor
WIF

10 Micron

Sistema de Combustible de Baja Presión
• Motor de tier 3
4/6D107-1 usa una
bomba manual de
cebado.
• Esta bomba debe de
ser usada después de
cambios de filtro y en
el evento de cualquier
tipo de servicio donde
el sistema de
combustible haya sido
abierto.

Bomba Manual de
Cebado

Líneas de Presión de Retorno de Combustible
●Líneas de baja presión
usan una línea moldeada
en vez de tubos de metal
●Usa ajustes acoples tipo
“banjo” y conectores de
acople rápido en líneas de
baja presión.

Retorno
del
inyector

Drenaje de
Limitador
de presión

Conexión de
retorno hacia
el tanque

Drenaje de
bomba de
combustible

Acoples
rápidos

Bomba de Engranajes Bosch– Alimentador de baja presión
Anillo - O

Remaches

Acoplamiento
Sello tipo labio

Pernos
Engranajes

Anillos - O

caja

Impulsado por la
bomba del HPCR

© Robert Bosch GmbH reserves all rights even in the event of industrial property rights. We reserve all rights of disposal such as copying and passing on to third parties

Bomba de Combustible y fluido de inyectores de combustible
Entrada Bomba de
Combustible

Actuador de bomba
de combustible

Actuador de Presión de Combustible
Actuador de bomba de
combustible

Válvula de Accionador de bomba de
combustible
esta
normalmente
abierta. Señal del ECM cierra la
válvula reduciendo la presión en el
riel. Si la señal se pierde, la presión
del riel se eleva al máximo. Si esto
ocurre el ECM detecta un código de
falla y limita las RPM del motor para
prevenir daños en el sistema de
combustible.

Bomba de Riel Común Bosch # 0 445 020 011

St.140/150
MPROP (ZME)

St.50/60
Émbolos

St.10.1

St.130

St.140/150

Tapones de alta presión Bomba de
engranajes

Caja

St.130
Conector de alta presión

Balines

St.190
KÜV (Válvula de desborde)

St.90
Tapones para sellar

St.180.1/100

St.70

Brida

Tornillos Embolo

St.20/180.2/20
0
Buje

St.180.3
Sello de anillo

St.100
Lamina

St.80
Eje Eccentrico

St.80
Anillo Angular

St.60
Resorte

Bosch CRIN1.6 Injector

16

32

22

31
24

18 20
14

1. Cuerpo de tobera
2. Aguja de tobera
3. Tuerca de tobera
4. Cuerpo del inyector
5. Pasador Intermedio
6. Resorte de tobera
7. Cuerpo de la Válvula
8. Pistón de la Válvula
9. Sello de anillo
10. Bola de Válvula
11. Tornillo retenedor (Tuerca)

12. Disco Espaciador
15. Placa del Inducido
16. Resorte del Inducido
17. Lamina de Arandela

25

28
12
26
10

23

7

21

8

6

30
27

4
9

29

13

19
15

11

2
1

5

3

18. Anillo Fijador
19. Núcleo de Imán
20. Tubo
21. Anillo-O
22. Pieza Intermedia
23. Sello de bola
24. Resorte de Válvula
25. Base Conector de Ensamblado

26. Perno del Inducido
27. Fijador de Bola
28. Guía de Inducido
29. Arandela de soporte
30. Anillo-O
31. Placa de Soporte
32. Tueca de Tensión

17

Tips para técnicos Komatsu
K-Tips
Reemplazo del Inyector y Riel

Reemplazo de Inyector y Riel

Courtesy of Cummins Engine Company

Sección Recortada de bomba de alta presión BOSCH
Válvula de Retensión
de admisión
(3 total)

Lóbulo de leva

Plunger (3 total)

● Hay dos carreras en
la bomba:
 Admisión y Escape
 Válvula Check por
cada carrera

● La leva mueve los
émbolos que
presurizan el
combustible y lo
manda para el riel.
● Hay tres émbolos, 3
Válvulas de retención
de admisión, y 3
Válvulas de retención
de escape.

Características de la Bomba de Alta Presión BOSCH
Bosch CP3.3 Supply Pump
Gear ratio
Plunger dia
Stroke
Displacement/rev
Peak torque
@ 1600bar

mm
mm
mm3
Nm

CP3.3 pump
1.33
7.5
8.2
1087
50

Motores Nivel 3 6D114-3
Sistema de Combustible
HPCR

Diagrama del sistema de combustible - HPCR
Válvula de alivio de presión de la carrilera de combustible

Válvula de
retención de
entrada (Cabeza
de la bomba)

Carrilera de
combustible

Orificio de
purga de
aire

Válvula de
retención de
salida (Cabeza de
la bomba)

Accionador
de la bomba
de
combustible

Filtro de
combustible
2 micrones
Inyectores

Aceite lubricante de la caja de levas

Múltiple de drenaje de combustible

Combustible
Bomba de
engranajes

Filtro de combustible para agua de 10
um, con sensor detector de agua en el
combustible

Regulador de
la línea de
drenaje del
inyector

Tips para Técnico Komatsu
K-Tips
Flujo de baja presión

Flujo de baja presión


Tips para Técnico Komatsu
K-Tips
Pruebas para la Bomba de
Transferencia

Pruebas para la Bomba de Transferencia

Linea de diagnostico de 0.043-inch
Cummins Part Number 3164621


1. Línea del tanque alimentador de
Combustible
2. Filtro de combustible y separador de
agua (10 micrón)
3. Conexión OEM con alimentador de
combustible
4. Alimentador de combustible hacia
bomba de elevación de
combustible montada en el ECM
5. Placa de enfriamiento del ECM
6. Bomba de elevación de combustible
montada en el ECM
7. Salida de combustible de Bomba de
elevación de combustible montada en
ECM
8. Bomba de engranajes de combustible
9. Combustible de Bomba de engranajes
hacia filtros de combustible
10. Filtro primario de combustible (3
micrón)
11. Admisión de combustible hacia
Accionador de bomba de combustible

12. Bomba de alta presión de
combustible
13. Salida de Combustible de
bomba de alta presión
14. Flujo del drenaje de bomba de
alta presión
15. Riel de combustible
16. Líneas alimentadoras de alta
presión hacia inyectores
17. Conector de combustible de
alta presión
18. Inyector
19. Válvula de alivio de alta
presión
20. Flujo de drenaje de línea del
inyector
21. Retorno de combustible al
tanque de combustible

Tips para Técnicos Komatsu
K-Tips
Flujo de Combustible de Alta
Presión

Flujo de Combustible de Alta Presión


Componentes del sistema de combustible - 1
Línea de drenaje
de bomba de
combustible

Línea de drenaje de válvula
de alivio de alta presión
Línea de drenaje del Inyector

Bomba de Combustible

Placa de enfriamiento del ECM

ECM

Filtro de combustible (2 micrón)

Conexión
con drenaje
de
combustible

Bomba de
elevación de
Combustible
Conexión con
alimentador de
combustible
Válvula de retensión
para Placa de
enfriamiento del ECM

Placa de enfriamiento
del ECM

8 – Entrada de
combustible
hacia bomba de
alta presion

6 – Entrada de
combustible hacia
el filtro

1 – Admision
de
Combustible

4 – Admision de
combustible hacia
bomba de engranaje

5 – Salida de
combustible de la
bomba de
engranaje

7 – Escape de
combustible del filtro
de combustible

3 – Salida de combustible
de placa de enfriamiento
del ECM

2 – Admision de
Combustible hacia placa
de enfriamiento del ECM

Cabeza de bomba de alta presión

Caja de Actuador de bomba de combustible

Actuador de bomba
de combustible

Acople de salida
de alta presión

Admisión de bomba
de engranajes

Caja de leva
Escape de Bomba
de engranaje
Bomba de engranaje de
combustible

Restricción de entrada al puerto de
servicio

Componentes del sistema de combustible – 4.1

Caja de bomba de Accionador de combustible

Bomba de engranaje de combustible

Nueva configuración de línea de drenaje

Nuevo Riel común de alta presión
●

Sistema Riel Común de MUY alta presión– Elimina el
distribuidor y válvula de control del inyector

●

Combustible de alta presión almacenado en el riel montado
en las culatas- Independiente de velocidad del motor

●

Combustible alimentado a inyectores vía tubos cortos y
simples

●

Función de combustible controlados por un inyector
electrónico Bosch – Diseño similar a un ISB con inyector
CM850, excepto mas largo

●

Reducción de peso – Bloque descentrado y cambios en las
cabezas

●

Sistema de combustible mejorado con rendimiento
transitorio

●

Durabilidad y confiabilidad mejorada

Diagrama del sistema de combustible - HPCR
Válvula de alivio de presión de la carrilera de combustible
Válvula de
retención de
entrada (Cabeza
de la bomba)

Carrilera de combustible
Orificio de
purga de
aire

Válvula de
retención de
salida (Cabeza de
la bomba)

Accionador
de la bomba
de
combustible

Aceite lubricante de la caja de levas

Filtro de
combustible
Inyectores

Múltiple de drenaje de combustible

Combustible
Bomba de
engranajes

Filtro de combustible para agua de 10
um, con sensor detector de agua en el
combustible

Regulador de
la línea de
drenaje del
inyector

Nuevo Inyector Electrónico
●
●
●
●
●

Inyector electrónico diseñado por Bosch
Esencialmente un inyector disponible “off
the shelf”
Muchos componentes en común con ISB y
CM850
Conduce a tener un producto confiable
Diseño avanzado permite hasta 4 eventos de
inyección para control de emisiones
 Inyección piloto, también con niveles
bajos de ruido y mejorando arranque en
frío
 Inyección principal dividida – entre dos
eventos
 Inyección posterior para control de
emisiones

Líneas de Combustible de Alta Presión
● Diseño simplificado para mejorada fiabilidad
●

Mas corto para reducción de peso

●

Líneas de combustibles para cilindros 2 a 5 usan el
mismo numero de parte
 Líneas de combustible combinadas para reducir
proliferación de partes

Filtros de Combustible
●

Filtro de combustible primario
 Instalado por OEM del motor
 Filtración a 10 micrones
 Filtra partículas grandes en frente de la bomba de
elevación.
 Incorpora en un solo sensor el separador de agua y
Agua en combustible (WIF)
 Se cambia a la misma vez que el filtro de aceite

●

Filtro de combustible secundario
 Instalado en motor o montado remotamente por OEM
 Filtración a 2 micrones
 Filtra partículas finas delante de la bomba de alta
presión
 Se reemplaza cada dos cambio de filtro de aceite

Ensamblaje de placa de enfriamiento del ECM
Válvula de Retención de la
bomba de elevación de
combustible

Entrada de bomba de elevación
Salida de bomba de elevación

Circuito de Bomba de Cebado Eléctrica
Descripción del Circuito
En un sistema de 12 VDC, el circuito es
impulsado por pulso ancho modulado
“pulse width modulated” en el módulo
del controlador eléctronico (ECM) que
controla la bomba de cebado eléctrica.
La bomba esta conectada a tierra en el
ECM.
En sistemas de 24 VDC, el circuito es
impulsado por pulso ancho modulado
“pulse width modulated” en el módulo
del controlador eléctronico (ECM) que
controla el rele de la bomba de cebado
eléctrica. El circuito incluye dos
componentes adicionales, un rele y un
regulador de voltaje.
El ECM controla el voltaje al rele. Cuando el rele está activado, una fuente de
potencia suplida por el OEM entrega 24 VDC al regulador de voltaje. El
regulador reduce los VDC a 12 VDC

Señal PWM del Actuador vs. Corriente al Actuador
Voltaje
Máxim
o

Ciclos de trabajo Largos = + Corriente
100 % Current

Ciclo de
trabajo
90%

50 %Current
10%Current

Cero
Voltag
e

Voltaje
Máxim
o

Ciclo de
trabajo
50%

Incremento de Corriente al Actuador

Elevación de Corriente se demora Voltaje sube
100 % Current
50 %Current
10%Current

Cero
Voltag
e

Volatje
Máxim
o

Ciclo de
trabajo
10%

100 % Current
50 %Current
10%Current

Cero
Voltag
e

Circuito de Bomba de Levante de Combustible
Electrico Codigo de Falla
El código de falla se vuelve activa cuando el ECM detecta un corto circuito a tierra o
alta corriente en el circuito de la bomba de levante. Causas para este código de falla
son corto circuito a tierra o baja resistencia.
En sistemas de 12 VDC durante el tiempo frío, el combustible gelificado puede tapar la
bomba de elevación y causar un código de falla. Escuche la bomba de elevación para
estar seguro que está funcionando durante temperaturas frías (menor a -29°C [ - 20° F
]). Este código de falla puede también llegar a ser activo si el rotor de la bomba de
elevación se atasca o agarrota. Cuando se detectan las condiciones de falla, el ECM
controla la bomba de elevación apagándolo para proteger el circuito. Es necesario
poner la chapa de contacto en OFF y después a ON antes de que el ECM reexamine
por la causa del código de avería. El ECM controla nuevamente con la chapa de
contacto en ON, y si la causa ya no está presente, el código de avería llegará a ser
inactivo y puede ser eliminada.
En sistemas de 24 VDC, el ECM controla al relé de la bomba de levante apagándolo
cuando ocurre un cortocircuito a tierra o una corriente alta en el arnes del circuito de
la bomba de levante se detectó. Causan un código de falla un cortocircuito a tierra o
una alta corriente en el circuito eléctrico de la bomba de levante. Este código de falla
no llegará a ser activo si el regulador de voltaje o la bomba de elevación eléctrica del
combustible ha fallado.

Válvula de Retención de placa de enfriamiento del ECM
• Sin la Válvula de retención de la placa de enfriamiento del ECM,
combustible continuamente circularía por la placa de enfriamiento
del ECM cuando la bomba de elevación no esta operando.
• La válvula de retención se puede dañar durante la instalación.
Inspeccione la válvula de retención por daños o residuos cuando
este localizando fallas por baja potencia y problemas de
rendimiento.
• Alta restricción de combustible en la admisión será detectada en la
entrada de la bomba de engranajes si la válvula de retención esta
dañada.

Check Valve

Detalles de la cabeza de la bomba de combustible

Válvula de Alivio de Alta Presión
• Válvula de Alivio de Alta
Presión actúa como un
„fusible‟ en el sistema de
combustible.
• Si la presión del combustible
excede
la
presión
de
apertura,
el
riel
del
combustible será regulado a
900 bar y el exceso del
combustible será retornado
al tanque.

Válvula de Alivio de
Alta Presión

● Si la Válvula de Retención de Alta Presión abre, el código de
falla 449 o 2311 se activara indicando que la presión se
sobrepaso de los limites.
● Si el control del sistema todavía tiene control de presión, la
válvula se reposicionará a través de una interrupción
momentánea de presion (3x máx.) y reanudara operaciones a
la normalidad.

Líneas de Combustible de Baja Presión
•
•
•
•
•

Todas las líneas de combustible de baja presión tienen conectores de
acople rápido.
Las pestañas se deben de presionar para soltar el conector de el enchufe.
Líneas flexibles deben de ser posicionadas apropiadamente para permitir
que los motores corran sin obstrucción y para prevenir daños.
Remover líneas alimentadoras de la bomba de alta presión es mas fácil si
las 3 líneas son desconectadas.
NADA puede estar permitido a que tenga fricción con las líneas!

Pestañas de
desenganche

Detalles del Inyector
Combustible a alta presión es
transportado a cada inyector por su
conector de combustible de alta
presión.
Solenoide del inyector de fuga

HPC hacia fuga del inyector

Combustible que fuga de la
conexión entra en el inyector y el
solenoide del inyector viaja a través
una perforación en la cabeza del
cilindro y sale por la parte de atrás
de la cabeza del cilindro.

Fuga de encaje

Una
interfase
de Conector-ainyector dañados resulta en flujo
excesivo de drenaje de la parte de
atrás de la cabeza del cilindro.

Tips para Tecnicos Komatsu
K-Tips
Reemplazo del Inyector

Reemplazo del Inyector


Inyector atascado abierto
•
•
•
•
•
•

Con un sistema de riel común de alta presión, inyectores atascados
abiertos causan inyección continua de combustible en el cilindro.
Esto es causado por trasferencia de partículas en el sistema de combustible
que se asientan en el inyector.
El motor va a echar humo, golpear fuerte, y posiblemente apagarse si un
inyector se queda abierto.
Causado por partículas en el inyector que dejan la aguja del inyector
abierta.
Códigos de falla de diagnostico: Diagnostico de combustible nointencionado (Unintended Fueling Diagnostic) (UFD) pueden ayudar a
localizar la falla.
Fije un inyector en el probador „ENCORE‟
si se sospecha que esta atascado abierto

Remplace el pistón y cabeza del
cilindro en cualquier motor que falle
por una boquilla de un inyector
abierta.

Tubo del inyector de combustible
Evite Fallas:
Orientenlo hacia el HPC
Siga el manual T&R (ajuste el inyector
completamente, use pinzas para alinear
inyector, no „Cargue hacia un lado‟ el
inyector sino que apriete con los dedos
ambos pernos primero para que las pinzas
estén centradas en el inyector)
“Sienta” cuando el HPC encaje en el
inyector
Siempre use la torsión apropiado para la
tuerca de bloqueo en el HPC
Siempre reemplace el HPC cuando instale
un inyector nuevo.

Sea cuidadoso de no generar partículas
dentro del sistema (Tubos de empaque,
limpieza en las partes).

Componentes Reemplazables en el Campo
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Tornillos de la tapa para Bomba de combustible
Anillos - O“Racetrack”
Anillo-O de Cabeza de bomba de combustible
Sello de montura de bomba de combustible
Anillo-O de alimentador de aceite (en caja de
engranaje)
Caja de Accionador de Bomba de Combustible
Tornillos de la tapa para Caja de Accionador de
Bomba de Combustible
Empaque para caja de Accionador de la bomba de
combustible
Accionador de la Bomba de Combustible
Tornillos de la tapa para Accionador de la Bomba
de Combustible
Anillo-O para Accionador de la Bomba de
Combustible
Bomba de Combustible (Bomba de Engranajes)
Empaque para Bomba de Engranajes
Tornillos de la tapa para Bomba de Engranajes
Acople para Bomba de Engranajes
Embolo de escape (Macho)
Sello de arandela de embolo de escape
Ensamblados de husillo para bombas de alta
presión

Especificaciones del sistema de Combustible
● Máxima Restricción de admisión en punto de conexión del OEM
 4inHg (Filtro de succión limpio)
 8inHg (Filtro de succión sucio)
● Máxima Restricción en punto admisión en bomba de engranajes
 10 inHg (Filtro de succión sucio)
● Presión Mínima de bomba de elevación al arranque
 5 PSI
● Máxima caida de presión por el filtro
 20 PSI (Filtro sucio)
● Presión Mínima en bomba de engranaje al arranque
 10 PSI
● Presión Mínima en bomba de engranaje a velocidad "especificada”
 90 PSI (Filtro de admisión)

Especificaciones de Sistema Hidráulico
● Presión operacional normal en acumulador
 300 - 1600 bar (4,350 - 23,200 psi)
● Fuga Máxima MDV (Localización de falla de desempeño)
 1 gota máxima por segundo
● Fuga máxima en inyector (Localización de falla de desempeño)
 1500 bar, motor parado, mida 300 cc: no menos de 45 segundos
 Dele arranque al motor por 30 segundos: no mas de 100cc (~150cc es
100% de la salida de la bomba a 150rpm)
 Si arranca mas rápido, especificaciones al encendido deben de ser
menos validas?... por 400 RPM, total salida de la bomba es ~400cc
● Fuga Máxima HPP (Localización de falla de desempeño)
 1500 bar, motor parado, mida 300 cc: no menos de 30 segundos
 Note que flujo de drenaje también incluye “fugas de aire”
 Dele arranque al motor por 30 segundos: no mas de 150cc
 Si arranca mas rápido, las especificaciones son definitivamente
invalidas!

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