2. Agenda
MÓDULO 3.- TECNOLOGÍA DEL MOTOR.
DURACIÓN: 8 HORAS
1. Conceptos básicos. (Cummins)
1.1. El motor de combustión interna.
1.2. Elementos de la combustión.
1.3. Definición de torque.
1.4. Definición de potencia.
2. Introducción a la tecnología de motores.
2.1. Epa 21.
2.2. Arquitectura epa-21.
2.3. Euro V y VI
2.4. Arquitectura Euro V y VI
2.5. Consumibles requeridos
2.5.1. Aceite, DEF, DÍESEL UBA.
3. Sistema de postratamiento. (Cummins)
3.1. Funcionamiento del sistema SCR
3.2. Arquitectura y especificaciones de la urea.
3.3. Manejo y cuidados para el DEF.
3.4. Definición de regeneración.
3.5. Regeneraciones pasiva y activa.
3.6. Interpretación de lámparas del sistema de
postratamiento.
4. Motor L9 EURO V/ Epa-21/ X15 EURO V y VI.
(Cummins)
4.1. Introducción al motor
4.2. Periodos de mantenimiento del motor.
5. Rango de operación óptimo. (Cummins) 3:00 horas
5.1. Balance, rendimiento y desempeño.
5.2. Operación del freno de motor.
2
Cummins Confidential
3. Motor
El motor es el componente
capaz de transformar energía
química, en energía mecánica
que permite realizar un
trabajo.
Las Revoluciones Por Minuto (RPM) son
unidades de frecuencia que determinan
el número de vueltas que da el cigüeñal
de un motor por cada minuto.
El Rango recomendado de operación
es aquel donde existe un balance
entre torque, potencia y economía de
combustible
4. Cilindrada:
El volumen total de ese cilindro
corresponde entonces al área de la
circunferencia multiplicado por la
carrera ó desplazamiento del pistón.
Al sumar los volúmenes que
desplazan cada uno de los pistones
se obtiene la cilindrada del motor.
Por ser una medida de volumen, la cilindrada se
expresa en unidades propias de volúmenes, y la forma
más frecuente es en centímetros cúbicos (cc), en litros
(l) y en pulgadas cúbicas (CID)
Para facilitar la lectura de los consumidores siempre se
redondean los números.
(Técnicamente se conoce como desplazamiento
volumétrico)
5. Elementos de combustión
Las combustiones son un tipo de reacción redox.
Es decir, una reacción de reducción-oxidación. Esto
significa que en ellas un reactivo se oxida (pierde
electrones), mientras que el otro se reduce (gana
electrones).
Combustiones estequiometrias o neutras.
Se denomina así a las combustiones completas
ideales, que emplean las cantidades justas de oxígeno
para su reacción y que ocurren, por lo general,
únicamente en el ambiente controlado
7. Es importante conocer los siguientes conceptos:
POTENCIA
POTENCIA
TORQUE
TORQUE ECONOMIA DE
COMBUSTIBLE
ECONOMIA DE
COMBUSTIBLE
8. Torque
Fuerza aplicada a través de una distancia
para producir un momento o giro
Nm o Lb-ft
Potencia
El trabajo producido durante un tiempo
determinado
KW o HP
10. - Moléculas de gas (Oxígeno + Nitrógeno) formadas a alta
temperatura como la existente en la cámara de combustión del
motor a diésel.
- Afecta severamente a los pulmones causando graves
enfermedades respiratorias (bronquitis, neumonía)
- Sistemas de control: EGR y Catalizadores.
- Fracciones sólidas y liquidas formadas por cenizas y
compuestos de NOx, HC, SOx y C.
- Se alojan en los pulmones causando enfermedades respiratorias
y potencial daño irreversible en un mediano o largo plazo.
- Sistemas de control: combustión más eficiente y filtros
Contaminantes:
NOx
1
0
PM
11. Óxidos de Nitrógeno (NOx)
• Formado del óxido nítrico (NO) incoloro y del café rojizo y muy
tóxico y reactivo dióxido de nitrógeno (NO2).
• Contribuye con el humo-niebla fotoquímico y la lluvia ácida.
Gases de Invernadero (GHG)
– Compuesto de Dióxido de Carbono (CO2), Metano (CH4), Óxido
Nitroso (N2O), Gases Fluorados.
– Gases que atrapan calor en la atmósfera elevando las
temperaturas.
Contaminantes:
1
1
12. Regulación de emisiones (On-Highway)
“First Adopters”
April 11, 2013 Cummins Confidential
12
EU
Japan
US EPA
EU
Japan
US EPA
USA
(EPA)
EUROPA
JAPON
(EURO)
13. Regulación de emisiones (On-Highway)
“Second Adopters”
April 11, 2013 Cummins Confidential
13
EU
Japan
US EPA
14. 15 PPM
Diesel
500 PPM
Sulphur
0.01 0.10
0.2
1.2
2.5
4.0
5.0
EPA 1994
EPA 1998
EPA 2004
PM [g/HP-hr]
NOx
[g/HP-hr]
Euro 2 1996
Euro 3 2001
EPA 2013 ~ Euro 6 2017
EPA 2007
Euro 5 2009
Euro 4 2006
0.075 0.11
0.015
Mapa evolución EPA - Euro
23. Cómo funciona el sistema SCR?
1
1 2
2 3
3
Termolisis
• Pequeña cantidad de DEF
inyectada
• Proporcional al rango de
NOx
• Solución de 32.5% en agua,
punto congelación = -11° C
• Almacenado en tanques
con calentador
• (NH2)2CO
Hidrólisis
• El DEF se
descompone por
hidrólisis
convirtiéndose en
Amoniaco
• NH3
NOx Catálisis
• NO y NO2 reaccionan con
Amoniaco sobre el
Catalizador para formar
Vapor de Agua y Nitrógeno
4
4
Amoniaco Sobrante
• Cualquier cantidad de
Amoniaco restante
despues de la reacción
con los NOx se
descomponen en
Nitrógeno
Inyector
de DEF
Catalizador
SCR
Catalizador
de Amoniaco
1
1
2
2 3
3 4
4
Amoniaco - NH3
1
1
• H2O
• CO(NH2)
Urea
• H2O
• HNCO
Acido isociatico
2
2
• CO2
• NOx
H2O
N2
3
3
• (NH2)2CO - DEF
200 C
Inyección de DEF
25. Catalizador de SCR (DEF)
– Reduce emisiones de NOx
– Favorece el control de Partículas
25
*Este valor puede variar dependiendo del ciclo de trabajo
• Libre de mantenimiento
• No modificable en Campo
27. 27
Cummins Confidential
Manejo de DEF.
Especificación de DEF.
– Debe desplegar la certificación del
German Institute of Standardization
DIN70700, the International
Organization for Standardization ISO
22241-1, así como la especificación
AUS – 32. Esto asegurará la pureza
apropiada y la concentración (32.5%)
de urea.
– Es decir: de grado automotriz, NO de
grado agrícola.
28. 28
Cummins Confidential
Manejo de DEF.
Almacenamiento.
– INCORRECTO: en contenedores (ej.
caja seca), al intemperie, expuesto al
sol, lluvia y polvo.
– CORRECTO: en almacén donde no se
encuentre expuesto a altas
temperaturas, lluvia y polvo.
La evaporación de los gases
dentro de los contenedores de
urea provoca “cristalización del
producto”.
Temperatura Media del
Producto (°C)
Vida útil (Meses)*
≤10 36
≤25 18
≤30 12
≤35 6
29. 29
Cummins Confidential
Manejo de DEF.
Suministro.
– Mantener la limpieza adecuada.
– Utilizar bomba y pistola para DEF.
Ejemplo: Tanque de urea con
tierra en el fondo, originado por
falta de cuidados durante el
proceso de suministro.
30. 30
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Manejo de DEF.
Llenado.
– Asegurarse de NO operar el vehículo
sin DEF*.
– NO sobrellenar el tanque de DEF**.
* 4 fases de aviso al
operador sobre bajo nivel
de DEF a través de
lámparas en el tablero.
** Tubo respiradero del
tanque de DEF obstruido por
sobrellenado de tanque (con
urea cristalizada).
31.
32. 32
Cummins Confidential
Manejo de DEF.
Recomendaciones de operación.
– 4 ciclos de la unidad dosificadora:
Purga: se activa al colocar el switch en OFF.
El ciclo se interrumpe si inmediatamente después de
colocar el switch en OFF se gira a la posición ON.
La línea permanece impregnada de liquido DEF, el cual
forma depósitos que se acumulan y obstruyen la
manguera e inyector (CF 3575 – 3726).
Cebado
Dosificación
Purga
Falla
33. Manejo de DEF.
Recomendaciones de operación.
33
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INCORRECTO
Después de apagar: Girar llave a
posición ON o encender motor
inmediatamente
CORRECTO
Después de apagar: Girar llave a
posición ON o encender motor
después de 30 segundos
30 segundos
34. Regeneracion
Es la oxidación del hollín atrapados sobre las paredes
del filtro de partículas y molécula por molécula el hollín
se disipa dejando solo ceniza de materiales inorgánicos.
34
Insert Data Classification
36. 26
GUÍA PARAIDENTIFICAR LAS LUCES DE ADVERTENCIA RELACIONADAS CON EL
MOTOR.
PARA MOTORES CUMMINS DE RANGO MEDIO, SERVICIO PESADO Y PARA CARRETERA CON POSTRATAMIENTO.
LUZ DESCRIPCIÓN ACCIÓN DEL CONDUCTOR
LUZ PARA REVISAR EL MOTOR
Se enciende para advertir al conductor que busque servicio pronto.
LUZ INTERMITENTE PARA REVISAR EL MOTOR
Parpadeará durante 30 segundos con la llave en modo “ON” (encendido)
si la función está activada y se debe realizar el mantenimiento.
LUZ INDICADORA DE FUNCIONAMIENTO DEFECTUOSO (MALFUNCTION
INDICATOR LAMP, MIL)
Se enciende para advertir al conductor que programe el servicio de mantenimiento
pronto. Puede encenderse además de otras luces.
LUZ ROJA PARA DETENER EL MOTOR
Indica que el motor debe detenerse tan pronto como sea seguro hacerlo.
LUZ ROJA INTERMITENTE PARA DETENER EL MOTOR
Indica que el conductor tiene 30 segundos para detener el vehículo de manera segura
antes del apagado automático del motor (si la función de apagado de protección del
motor está activada).
LUZ DE TEMPERATURA ALTA DEL SISTEMA DE ESCAPE (HIGH EXHAUST
SYSTEM TEMPERATURE, HEST)
Indica que puede haber temperaturas de escape altas debido
a la regeneración postratamiento.
LUZ DEL DPF DE POSTRATAMIENTO
Indica que el filtro de partículas diésel (Diesel Particulate Filter, DPF)
de postratamiento requiere regeneración.
LUZ INTERMITENTE DEL DPF DE POSTRATAMIENTO
El DPF de postratamiento requiere regeneración. La potencia del motor puede
reducirse automáticamente.
LUZ INTERMITENTE DEL DPF DE POSTRATAMIENTO Y LUZ PARA REVISAR EL MOTOR
El DPF de postratamiento requiere regeneración inmediata. La potencia
del motor se reducirá automáticamente aún más.
LUZ ROJA DE PARADA DEL MOTOR Y LUZ DEL DPF DE POSTRATAMIENTO
La regeneración del DPF de postratamiento no se ha completado correctamente
de manera oportuna.
El servicio de mantenimiento debe realizarse lo antes posible.
El vehículo se puede seguir operando hasta el final del turno.
No se debe operar el vehículo. Solicitar el servicio
de mantenimiento inmediato.
No se debe operar el vehículo. Solicitar el servicio
de mantenimiento inmediato.
Asegúrese de que la salida del tubo de escape no esté dirigida a
ninguna superficie o material combustible. Si hay un olor excesivo
o presencia de vapor blanco, haga inspeccionar el sistema de
escape para detectar fugas.
1. Asegúrese de que el interruptor del DPF no esté en la posición
de inhibición.
2. Tan pronto como sea posible, lleve el vehículo a velocidad
de autopista durante al menos 20 minutos.
3. Si el paso anterior no es posible o si las luces de advertencia
permanecen iluminadas, realice una regeneración estacionaria.
NOTA: Una luz de HEST iluminada indicará que la regeneración
está en curso.
38. Tabla 1: Intervalos de Cambio del Filtro de Partículas Diésel (DPF)
Consumo de Combustible
Severo Normal Ligero
2.3 km/litro [5.5 mpg] 2.3 a 2.7 km/litro [5.5 a 6.5 mpg] 2.7 a 3.2 km/litro [6.5 a 7.5 mpg]
400,000 a 640,000 km
[250,000 a 400,000 millas]
640,000 a 965,000 km [400,000 a 600,000
millas]
965,000 a 1,300,000 km [600,000 a
800,000millas]
Intervalo de cambio DPF - X15 Euro VI
3
3
40. L9 EPA 2017
HP
DEL MOTOR
(lb-ft)
TORQUE
MAX.
(RPM)
VEL. TORQUE
MAX.
(RPM)
VEL. GOV.
Performance Series
380 1250 1400 2100
370 1250 1400 2100
Productivity Series
350 1150 1400 2200
350 1000 1400 2200
330 1000 1400 2200
300 860 1300 2200
270 800 1300 2200
260 720 1300 2200
*Rangos para aplicaciones de camiones únicamente. Información de Rangos adicionales esta disponible en GCE
L9 | 2021 Rango de Potencia en Camiones
Enfoque en torque Max. a bajas velocidades y agregando mas potencia en la Serie Productivity
L9 EPA 2021
HP
DEL MOTOR
(lb-ft)
TORQUE
MAX.
(RPM)
VEL. TORQUE
MAX.
(RPM)
VEL. GOV.
Performance Series
380 1250 1200 2100
370 1250 1200 2100
Productivity Series
360 1150 1200 2200
350 1050 1200 2200
330 1000 1200 2200
300 860 1200 2200
270 800 1200 2200
260 720 1200 2200
41. 41
1 árbol de levas
Camisas húmedas
Distribución fija
Mayor vida útil
SCR simple y de un solo
módulo
Turbocargador de
geometría variable con
componentes HD
Filtrado de combustible
de 5 micras
Hasta 75,000 km de
cambio de aceite
Filtrado de aceite
requerido de 5 micras
42. 42
Resumen de Cambios en 2021
EFICIENCIA EN COMBUSTIBLE MANTENIMIENTO NORMAS CONFIABILIDAD
TREN DE POTENCIA
MOTOR BASE
ELECTRONICA
MAINTENIMIENTO
MANEJO DE AIRE
CILINDRO DE POTENCIA
Torque pico a bajas velocidades
Se Modifico el tiempo del Arbol de Levas
Bomba de Agua baja velocidad
Modificaciones en el riel del carter de aceite y la
junta del carter
Sistema de Respiradero libre de mantenimiento
Capacidad Incrementada en Filtros de combustible
de Etapa 1 y 2
Capacidad Incrementada en el carter del motor y medidor
de aceite
Anillos superior y de aceite con diseño de baja
fricción y major recubrimiento
Se incremento la relación de compression (20:1)
Mejoras en la robustes de la válvula EGR
Puerto de ventilación del refrigerante en el
turbocargador
Modulo de control CM2450 y softaware de control de nueva
generación
Cambios en el arnes alectrico para mejorar la confiabilidad e
integrar el CM2450
Mejor conectividad para encontrar, resolver y prevenir
problemas
43. 43
2021 L9 Cambios en el Postratamiento
NORMAS CONFIABILIDAD
TECNOLOGIA
DE SENSADO
PHASE 35
SOFTWARE
SYSTEMA
DOSIFICADOR
TAMAÑO 10 LM
(L9
PRODUCTIVITY)
TAMAÑO 10 LM
(L9
PRODUCTIVITY)
Catalizador DOC mas grande pero
manteniendo el tamaño total del
sistema
Sensor RADP mejorado para
mejorar el tiempo en servicio
Compatible con la nueva generación del
Módulo de Control CM2450 y el nuevo
software de control
Catalizador SCR mas grande
pero manteniendo el tamaño total
del sistema.
Unidad dosificadora mejorada
UL2.0 con boquillas de Nueva
Generación
44. 44
Tipo de mantenimiento EPA 2017 L9 EPA 2021 L9
Cambio de Aceite y Filtro
Hasta 56K km / 35K millas /
1000 horas
(depende del ciclo de trabajo)
Hasta 80K km / 50K millas /
1500 hours
(depende del ciclo de trabajo)
Cambio de Filtro de
Combustible
24K km / 15K millas /
500 horas
80K km / 50K millas /
1500 hours
Cambio de Filtro de
Respiradero de Motor
96K km / 60K millas /
2000 horas
LIBRE DE MANTENIMIENTO
Ajuste de juego de Válvulas
241K km / 150K millas /
5000 hours
241k KM / 150K millas /
4500 hours
DPF reemplazo
321K km / 200K millas /
6500 hours
321K km / 200K miles /
6000 hours
DEF Cambio de Filtro
321K km / 200K miles /
6500 hours
321K km 200K miles /
6000 hours
L9 | 2021 Cambios en el Manteniento
45. 45
Economía de Combustible
Cap. Total de Aceite
(cárter + filtro de
aceite)
Distancia o
Tiempo
funcionando
Extremo Severo <
3mpg
(<1.3kpl)
Severo
3 – 4.9 mpg
(1.3 – 2.1 kpl)
Normal
5 – 8 mpg
(2.1 – 3.4 kml)
Ligero
> 8 mpg
(>3.4 kml)
>= 29 cuartos
(>= 27.4 litros)
Millas 6,000 15,000 30,000 50,000
Kilómetros 9,600 24,000 48,000 80,000
Horas 1,200 1500 1,500 1,500
<29 cuartos
(<27.4 litros)
Millas 5,000 12,500 25,000 40,000
Kilómetros 8,000 20,000 40,000 64,000
Horas 1,000 1,200 1,200 1,200
L9 | 2021 Programa de Intervalo de Cambio de Aceite
Mejoras en el Motor
• 3 nuevos modelos de cárter de 27 qt. (25.5 L), Mayor Nivel de aceite para los cárter
• Anillos de pistón de fricción reducida, mejor diseño del revestimiento
• Capacidad incrementada en el tamaño del filtro de aceite
Notas: Refiéranse a su Manual de Operación y Mantenimiento. El aceite debe de cumplir con CES 20086 8CK-4). El filtro de aceite también se debe de cambiar.
Los filtros recomendados son los fabricados por Fleetguard, el combustible utilizado debe de ser UBA, ULSD < 15ppm de Azufre.
46. 46
Motor ISX15 CM2250 SN
I : Interact (Interactivo)
S: System (Sistema)
X: Familia de Motor.
CM: Control Module (Modulo de control)
2250: numero de tipo de módulo
S: Impulsado por Aire
N: Sensor de Nox
47. 47
Componentes del motor X15 Euro5
Vista de la admisión de aire
Riel de alta
presión
Sensor Pres.
Riel Comb.
Filtro de
combustible
FF5686/ 3685306
Bomba de
combustible
alta presión
Bomba de
combustible
baja presión
ECM 2250
Sensor
Temp. Aceite
Sensor Pres.
Aceite
Sensor
Pres./Temp.
Aire
Sensor Pres.
Barométrica
48. 48
Componentes del motor X15 Euro5
Vista de sistema escape del motor
Turbocargador
wastegate
Filtro de Aceite
LF9080/
2882674
Filtro de
refrigerante
WF2126/ 4907485
Sensor de
Temp.
Refrigerante
Sensor de
posición de
cigüeñal
Sensor de
posición árbol
de levas
49. Arquitectura del sistema de postratamiento
Tanque de
DEF
Bomba de dosificación
de DEF
Inyector de
DEF
Mezcla Catalizador
Gas de
escape
Modulo de
control
electrónico
Display de cabina
para el diagnostico
abordo
SCR = Reducción catalítica reductiva
NH3 + NOx = H2O + N2
50. Componentes de Postratamiento Euro VI (OBD A).
14
2
1
11
10
12
9
8
7
6
5
4
2
3
1
1. Motor
2. Modulo de control
3. Enfriador Aire-Aire
4. Turbo de compuerta de descarga.
5. Sensor de NOx de entrada.
6. Sensores de temperatura (4)
7. Sensor de presión diferencial.
8. Válvula de dosificación UL2.2
9. Soporte de sensores.
10. Bomba UL2.2
11. Sensor de Nox de salida.
12. Tanque de almacenamiento DEF
13. SCR
14. DPF
15. DOC
16. Mezclador.
17. ASC.
15 16 13 17
Nota:
OBD C – REQUIERE EL USO DE SENSOR PM
Y CALIDAD DE DEF.
56. 56
Prueba comparativa, ISXe5 - ISX04
Diferencia de % de Potencia de Frenado esperado: 28%
Nota: Activación de la característica de activación de ventilador adiciona hasta 50 hp de frenado.
57. 57
Rangos de operación Euro VI.
*Series para Desempeño
Eficiencia – No recomendado.
Balanceado - 1350-1550 rpm
Desempeño - 1550-1750 rpm
*Series para Eficiencia.
Eficiencia - 1050-1350 rpm
Balanceado – No recomendado.
Desempeño – No recomendado.
2
8
58. Soporte Técnico Cummins
CUMMINS DE BAJA, Tijuana y La Paz
MEGAMAK DEL PACIFICO, Hermosillo y Culiacán
MEGAMAK DEL NOROESTE, Torreón y Chihuahua
ALESSO MONTERREY, Monterrey y Nuevo Laredo
ALESSO OCCIDENTE, Guadalajara
ALESSO MÉXICO, Ciudad de México,
MEGAMAK ORIENTE, Puebla, Córdoba y Veracruz
MEGAMAK DEL SURESTE, Mérida y Villahermosa
ALESSO BAJÍO, León