Sesión 03 v4. Tecsup (Sistemas de control mecatrónico)

Sesión 03. Sistema de Control
Electrónico de Motor
Sistemas de control mecatrónico
J.Max H’ery Quispe Chambi
1

• Diagnosticar, monitorear y
mantener los sistemas
mecatrónicos integrados en el
equipo pesado utilizando las
especificaciones técnicas de los
componentes.
CAPACIDADES
TERMINALES

Seguridad
• Teléfono en caso de emergencia.
• Extintores de incendio.
• Evacuación.
• Lugares de refugio.
• Peligros potenciales de la sala.
3

Objetivo del curso
• Conocer los principales componentes de los
sistemas de EUI.
• Identificar función de los sensores y
actuadores del sistema EUI

Sistema de Inyección Electrónica
EUI

The Brain
• The brain of the electronic engine is
the ECM. The ECM functions as the
governor and fuel system computer.
The ECM receives all the signals from
the sensors and energizes the injector
solenoids to control timing and engine
speed.
30

ECM – Functions
• The ECM has three basic
functions:
• Powers components, sensors, and
injectors
• Monitors sensor and switch inputs
• Controls the engine speed and
power
31

ECM – Personality
• Engine ECMs have a Personality
Module which is either replaceable, as
in the case of early EUI engines (shown
here) or, as in the latest engines,
serviced using only Flash Programming.
32

ECM – Personality
• The Personality Module contains the
software with all the fuel setting
information (such as horsepower,
torque rise, and fuel ratio rates) which
determines how the engine will
perform.
33

ECM – Personality
• Flash Programming is the only method
used to update the software on most
engines. This method requires
electronic reprogramming (installing
flash file) of the Personality Module
software.
• Without this flash file, Cat ET cannot
communicate with the ECM and the
engine will not start.
34

Power Supply Circuit
• The power supply to the ECM and
the system is provided by the 24
Volt machine battery. The principle
components in this circuit are:
• Battery
• Key Start Switch
• Main Power Relay
• 15 Amp Breaker
• Ground Bolt
• ECM Connector
• Machine Interface Connector 35

Power Supply Circuit – 3406E
36

SENSOR DE POSICION DEL ACELERADOR
Brinda información de posición del acelerador al ECM
CASO Motor serie 3500
El ECM brinda una elevara velocidad de vacio Ej:
1300rpm. Cuando la temperatura de refrigerante esta
por debajo de 600C
Por encima de 600C de refrigerante la velocidad en
vacio del motor es gradualmente reducida hasta que
la temperatura bordea los 710C y por encima de 710C
el motor estará aproximadamente a 800 rpm
Al aumentar la rpm en baja en vacio se
previene la combustión incompleta y sobre
enfriamiento
Throttle Position sensor

Diagnóstico de sensores de posición
39

40
• Cualquiera de los siguientes
síntomas podría llevarlo a
diagnosticar sensores de
posición
• Bajo rendimiento del motor
• Códigos de falla activos o
registrados
• Entrada de sensor irregular.
• Sin entrada de sensor

41
• Antes de usar herramientas
electrónicas de diagnostico,
debe:
• Inspeccionar el disyuntor o los
fusibles de un circuito abierto.
• Asegurarse de que los
conectores eléctricos no tengan
corrosión y estén
correctamente instalados

42

43
Procedimiento de diagnóstico de
sensores de posición
• Se siguen los siguientes pasos:
1. Verificar los códigos de diagnóstico activos
2. Monitorear el estado de la posición del pedal
3. Monitorear el ciclo de trabajo
4. Inspeccionar conectores y conexiones eléctricas

44
Procedimiento de diagnóstico de
sensores de posición
5. Verificar el voltaje de suministro en el sensor
6. Medir el ciclo de trabajo en el lado del mazo de cables del
sensor con un multímetro digital
7. Medir el ciclo de trabajo en el lado del mazo de cables del
ECM con el multímetro digital

45
Paso 1. Verificar códigos de
diagnóstico activos
• El propósito es determinar si los códigos
activos existen para indicar el problema

46
diagnóstico activos
• Si hay un código “señal de posición del
acelerador no válida”, continúe con la
siguiente prueba.

47
Paso 2. Monitoreo del estado de la
posición del pedal acelerador
• El propósito de este paso es determinar si la
entrada está dentro de los parámetros de
operación aceptables.

48
• Procedimiento:
1. Conecte el Cat ET al conector del enlace de datos.
2. Gire el interruptor de la llave a la posición del pedal
acelerador
3. Acceda a la pantalla de estado para la posición del
pedal acelerador
4. Mientras se monitorea el estado, pise el pedal
acelerador y suéltelo

49
• El estado normal de la posición del pedal del
acelerador está en el 100% cuando el pedal
acelerador se pisa por completo y en menos
de 5% cuando se suelta por completo

50
Paso 3. Monitoreo del ciclo de
trabajo
• El propósito de este paso es determinar si el
ciclo de trabajo está dentro de los parámetros

51
trabajo
• Procedimiento:
1. Gire el interruptor de la llave a la posición del pedal
acelerador
2. Acceda a la visualización de pantallas en el
siguiente orden: Reparación -> Calibraciones ->
Monitoreo del sensor de posición del acelerador
3. Mientras se monitorea el ciclo de trabajo, pise el
pedal acelerador y suéltelo.

52
trabajo - Revisión
• El ciclo de trabajo es de 10 a 22 % cuando se
suelta el pedal, y es de 75 a90 % cuando se
pisa el pedal del acelerador

53
Paso 4. Inspeccionar conectores y
conexiones eléctricas
• El propósito es determinar si hay problema
con los cables o conectores, como cables
rotos o conexiones sueltas

54
Paso 5. Verificar el voltaje de
suministro de sensor
• El propósito de este caso es determinar si el voltaje
de suministro está disponible en el sensor.

55

56

57
Paso 6. Medir el ciclo de trabajo
• El propósito es verificar que el sensor este
proporcionando una salida PWM. Si no hay salida
PWM el sensor no está funcionando correctamente

58

59
• Con el pedal del acelerador a mitad de carrera

60
• Con el pedal del acelerador accionado
completamente

61
Paso 7. Medir el ciclo de trabajo en
lado de ECM
• El propósito de este paso es determinar si el ECM
está operando correctamente y eliminarlo como una
causa del problema

62
lado de ECM
• Con el pedal suelto

63
lado de ECM
• Con el pedal a media carrera

64
lado de ECM

65
lado de ECM

Pasive Speed / Timing Sensor (3406E)
67
• Mide la velocidad
del motor
• Mide la
sincronización del
motor (posición del
cigüeñal)
• Identifica
localización de TDC y
el número de cilindro
• Protección de
rotación reversa

RUEDA DE SINCRONIZACION
• the Timing Wheel is a
part of the drive gear for
the camshaft.
•Timing marks are used to
locate the wheel and the
camshaft, in the correct
position relative to the
crankshaft, wich is pinned
at TDC. This Timing Wheel
is used in all 3406E
engines

SENSOR SPEED/TIMMING
• The Timing Wheel has a
total of 25 teeth
•Exist an Extra tooth

Diagnóstico: Sensor de velocidad
73

Sensor de velocidad diagnóstico –
Voltaje y continuidad
74

Paso 1: Revisar códigos activos
75

Paso 1: Revisar códigos activos
76

Paso 2: Medir la resistencia
77
Primario: La resistencia debe ser de 75 a 230 ohmios
Secundario: La resistencia debe ser de 600 a 1800 ohmios

78

79

Paso 3: Inspeccione los conectores y
cables eléctricos
80

Paso 4: Verificar Resistencia
81

Active Speed / Timing Sensor (Serie
3500)
82
• Mide la velocidad
del motor
• Mide la
sincronización del
motor (posición del
cigüeñal)
• Identifica
localización de TDC
• Alimentación
12,5+-1V

• Calcula la velocidad del
motor y posición del
cigüeñal para propósitos
de calibración
• El sensor es autoajustable
pero es necesario un
procedimiento adecuado
para la instalación

• tiene un orificio
el cual coincide
con ele eje de
levas
•Tiene hendiduras
y dientes 50/50 (3
pares)
• Las demás
hendiduras son
80/20
• Esta característica
genera una señal
digital

• Tiene un orificio el cual
debe coincidir con el eje de
levas, esta posición relaciona
correctamente al eje de
levas con el cigüeñal
• La relación de dientes es:
• 3 dientes 50/50
• 21 dientes 80/20
• Los dientes generan en el
sensor una señal PWM con
propósitos de mediciones de
velocidad y sincronización

• El sensor Speed/timming
determina:
•TDC del motor
• Velocidad del motor
• Durante el encendido el
sensor inicialmente monitorea
los pulsos creados por los
dientes.
• Después de una vuelta
completa el ECM puede
reconocer el TDC
• En el arranque inicial no se
inyecta combustible hasta que
la rueda de sincronización
haya completado una vuelta
(deben pasar los dientes
50/50)

Sincronización
•En el arranque
inicial no se
inyecta
combustible hasta
que la rueda de
sincronización
haya completado
una vuelta (deben
pasar los dientes
50/50)

•Durante la
operación normal el
ECM asume el TDC
del punto de
referencia de cada
cilindro, el TDC
actual es
almacenado por el
ECM después de
realizar una
calibración

Diagnóstico Sensor de velocidad
activo
• Incluye los siguientes pasos
• 1. Verificar los códigos de
diagnóstico
• 2. Verificar la velocidad del
motor en el Cat ET
• 3. Verificar el sensor de
velocidad/sincronización
• 4. Inspeccionar conectores y
cables eléctricos
90

Diagnóstico Sensor de velocidad
activo
• 5. Verificar el voltaje de
suministro en el lado del mazo
de cables del conector del sensor
• 6. Verificar el voltaje de
suministro del ECM
• 7. Verificar la señal aislada en el
sensor
• 8. Verificar la señal en el ECM
91

diagnóstico
• Procedimiento:
1. Conectar el software Técnico Electrónico de Caterpillar (Cat ET) al conector del
enlace de datos
2. Mover el interruptor a la posición de encendido (ON).
3. Obervar los códigos de diagnóstico en Cat ET.
92

diagnóstico
• FMI 08 : “Pérdida de señal de la
velocidad del motor principal”
• Si el código de diagnóstico está
registrado, pero no está activo,
mantenga encendido el motor
hasta que alcance la temperatura
de operación normal. El
problema sólo puede ocurrir
cuando el motor está en la
temperatura de operación
normal.
• Si el motor no enciende,
continúe … 93

Paso 2. Revise la velocidad del motor
utilizando el software Cat ET
• Procedimiento:
1. Gire el interruptor de la llave a la posición de encendido (ON) y encienda el motor
2. Oberve la velocidad del motor en el Cat ET mientras se pone en marcha. En ciertas
aplicaciones es posible que el Cat ET necesite alimentarse de la batería mientras se
está poniendo en marcha el motor
94

• El resultado esperado es que el
Cat ET mostrará una velocidad de
motor estable entre 100 y 250
rpm mientras el motor se pone
en marcha y se enciende
95

• Si se muestra la velocidad del
motor y el motor se enciende, el
sensor de velocidad y
sincronización funciona
normalmente en este momento.
• Si el motor no enciende y no se
muestra la velocidad en el Cat ET,
continúe con el siguiente paso:
“Verifique el sensor de velocidad
y sincronización del motor”
96

• Si el motor no se enciende y la
velocidad del motor aparece en
el Cat ET, consulte Localización y
solución de problemas, “El motor
se pone en marcha pero no
enciende”
97

Paso 3. Verificar el sensor de
velocidad y sincronización del motor
• Propósito: Realizar una inspección visual del cabezal de deslizamiento
• Procedimiento:
1. Gire el interruptor de la llave a la posición OFF/RESET (Apagado/Restablecer)
2. Retire el sensor de velocidad del motor.
3. Inspeccione si el cabezal de deslizamiento esta dañado
98

Paso 3 Verificar el sensor de velocidad
y sincronización del motor
• Si el motor no se enciende y la
velocidad del motor aparece en
el Cat ET, consulte Localización y
solución de problemas, “El motor
se pone en marcha pero no
enciende”
99

Paso 3 Verificar el sensor de velocidad
y sincronización del motor
• Si el sensor de velocidad no esta
dañado, vuelva a instalar el sensor.
Continúe con el próximo paso.
• Si el sensor está dañado, reemplace
el sensor, calibre si es necesario y
por último verificar la reparación
100

Paso 4. Inspeccione los conectores y
cables eléctricos
• Propósito: Realizar una inspección
visual de los conectores y cables
101

Paso 5. Verificar el Voltaje de
suministro
• Se estepera que el voltaje de
suministro sea de 12,5 +- 1
VCC
102

suministro
• Si el sensor de velocidad del
motor está recibiendo el
voltaje de suministro
correctamente, siga con el
paso 7: “Verificar el voltaje
de señal”
• Si el sensor no esta
recibiendo voltaje de
suministro continúe con el
siguiente paso.
103

suministro ECM
• Se estepera que el voltaje de
suministro sea de 12,5 +- 1
VCC
104

suministro ECM
• Si existe el voltaje de
suministro hay un problema
con el mazo de cables entre
el ECM y el sensor
• Si el voltaje de suministro del
sensor no es 12,5 +- 1 V,
asegúrese de que el ECM
esté recibiendo el voltaje de
suministro correcto de
batería.
105

Paso 7. Verificar el Voltaje de señal
106

107

108

ECM
109

ECM
110

ECM
111

SENSOR DE SINCRONIZACION DE CALIBRACION
SENSOR DE
SINCRONIZACION DE
CALIBRACION
Debe instalarse cuando
es necesaria una
calibración del sensor
Speed / Timming
Se instala en un orificio
reservado para el pin
de sincronización

SENSOR DE SINCRONIZACION DE CALIBRACION
•El ECM incrementa la
velocidad del motor a
800rmp para mejorar la
precisión de la medida,
compara la actual
localización del TDC
asumida para el cilindro 1
y graba la compensación
en el EEPROM (Electrically
Erasable Programable
Read Only Memory
• La sincronización mejora
la posición de la inyección
de combustible
corrigiendo alguna
diferencia en las
tolerancias entre el
cigüeñal, los engranajes de
sincronización y la rueda
de sincronización el rango
es limitado a +-7o

CUANDO REALIZAR UNA SINCRONIZACIÓN
• Remplazo del ECM
• Remplazo de sensor Speed/timming
• Remplazo de la rueda de sincronización
• Remplazo de cigüeñal, eje de levas o tren de
engranajes

Sesión 03 v4. Tecsup (Sistemas de control mecatrónico)

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