Manual Dispositivos Electronicos Caterpillar Identificacion Componentes Control Monitoreo...

8/17/2019 Manual Dispositivos Electronicos Caterpillar Identificacion Componentes Control Monitoreo Diagnostico Analisis Fallas

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Finning Capacitación Ltda.Material de consulta del Estudiante

Dispositivos Electrónicos Caterpillar

CATERPILLAR

CÓDIGO DEL CURSO

DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOSDE EQUIPOS CATERPILLAR

Nombre del Estudiante: __________________________________

http://www.maquinariaspesadas.org/


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INDICE DE CONTENIDOS Página

PLAN DEL CURSO 04

NORMAS DE SEGURIDAD 06

DESCRIPCIÓN DEL CURSO 07

MODULO I: Objetivos del módulo 07Señales electrónicas 07Corriente Alterna 09

Formas de modular la Señal 10Dispositivos o fuentes de entrada 12Interruptores o switch 12Diagnóstico en entradas tipo Switch (voltaje de referencia) 15Sender o Emisores 18Sensores 21

MODULO II: Objetivos del módulo 46Dispositivos de salida 46Solenoides y válvulas proporcionales 47Relé o Relay 52

Indicadores de Alerta 54

MODULO III: Objetivos del Módulo 55Códigos de Diagnóstico 55Definición de los códigos de diagnóstico 62

MODULO IV: Módulos de Control Electrónico 67Objetivos del módulo 67Descripción de los tipos de ECM 69Comunicación 76Hardware y Software 77

El Módulo de Personalidad 78Estructura Interna de Un ECM 79Eventos Registrados. 80



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Dispositivos Electrónicos de Equipos Caterpillar.

Código: CME0080

Duración del Curso: 24 hrs. (3 días)

Participantes: 20

QUIENES DEBEN PARTICIPAR

Supervisores, Ingenieros, Técnicos y Mecánicos de mantenciónde equipos.

Al terminar el curso, el participante será capaz de:

Identificar los diferentes componentes, dispositivos decontrol y/o monitoreo electrónico, utilizados en los equiposCaterpillar.

Identificar, diagnosticar y analizar fallas relacionadas a lossistemas controlados por módulos electrónicos.

El alumno deberá tener conocimiento básico en los siguientestemas:

Electricidad Básica Mecánica de motores Interpretación de planos eléctricos Manejo de programas computacionales en ambiente de

Windows

Se deberá disponer de las siguientes herramientas:

Laptop con programa ET y acceso a SIS Multitester Fluke 87 o equivalente Adaptador de Comunicaciones II N/P 171-4400 Sensores Solenoides Fuente de Poder ECM

NOMBRE DE CURSO

PARTICIPANTES

HABILIDADES

PRE-REQUISITOS

HERRAMIENTAS



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PLAN DEL CURSO

Introducción

Aplicar las normas de segur idad

Módulo ILaboratorio 1

Módulo IILaboratorio 2

Modulo IIILaboratorio 3

Módulo IVLaboratorio 4

Prueba Final escr ita

LUNES

MARTES

MIERCOLES



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LITERATURA

- Libro de consulta del estudiante- Libro del estudiante con laboratorios

SOFTWARE

- Electronic Technician (ET)- SIS Web/DVD- CBT (Component Based Troubleshooting)



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NORMAS DE SEGURIDAD

Durante los laboratorios

1. Asegúrese de haber tomado todas las medidas necesarias paraevitar un Shock Eléctrico:

A. Armar los circuitos con la fuente de alimentación desconectada.

B. Alimentar los dispositivos de entrada y salida con el voltajecorrespondiente de acuerdo al Manual de Servicio.

En las máquinas

1. Instale siempre el candado Lock-out antes de comenzar atrabajar en el equipo.

2. Instale las trabas de seguridad como: de dirección en loscargadores, de la tolva en los camiones, etc.

3. Antes de comenzar las pruebas con la máquina asegúrese que:

A. Las baterías estén bien cargadas.

B. Realice el “walk around” para asegurarse de que no se han

removido componentes importantes del equipo; así mismo si sehan quitado tapas, uniones, etc., al igual que las herramientas,estén en un lugar seguro (donde no se caigan y puedan golpear auna persona).

4. Al terminar los laboratorios las maquinas deben quedar comose encontraron. Normalmente utilizamos maquinas nuevas queluego serán enviadas a nuestros clientes y cualquier falla o faltade componentes en la maquina será un problema para ellos.



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Este curso puede ser realizado tanto en Sucursales como

Contratos. Comprende cuatro módulos, los que están divididos endos etapas: teoría y práctica. Los laboratorios serán evaluadosmediante test prácticos y test escrito al final del curso.

En la primera fase los participantes podrán familiarizarse con losdiferentes tipos de dispositivos de entrada (sensores y switch),como así también, podrán adquirir destreza en las medicionespara el diagnóstico de estos componentes, y su aplicación en losequipos Caterpillar.

En la segunda fase los participantes conocerán los diferentes tiposde dispositivos de salida o actuadores (solenoides, relay,

lámparas indicadoras y alarmas) y podrán realizar medicionespara comprobar el correcto funcionamiento de estos componentesy su aplicación en los equipos Caterpillar.

En la tercera y cuarta fase los participantes aprenderán interpretarla información contenida en referencia a los códigos dediagnóstico, como así también a solucionar problemasrelacionados. Además, podrán diferenciar los distintos tipos demódulos electrónicos, así como su programación y configuracióndependiendo de la aplicación a que corresponda.

Al final de este módulo los participantes estarán capacitados paraestablecer la diferencia entre los diferentes tipos de switch ysensores, explicar su funcionamiento y realizar las medicionespara diagnosticar el estado en el que se encuentran.

Los circuitos electrónicos procesan una señal de alguna forma. Laseñal puede ser tan simple como el pulso eléctrico creado por elcierre de los contactos de un interruptor, o compleja como una

señal digital que evalúa el nivel de un fluido.

Las señales pueden dividirse en dos grandes grupos: Las quecambian y las que permanecen constantes (no cambian)

Por ejemplo, una señal que no cambia, es aquella en que el flujode corriente permanece en una misma dirección (Corriente Directa“DC”); A diferencia de lo anterior, en una señal que cambia, elflujo de corriente fluye en una dirección y luego cambia y fluye enla dirección contraria (Corriente Alterna “AC”).

DESCRIPCIÓN DEL CURSO

MÓDULO I

OBJETIVOS DE MÓDULO

SEÑALES ELECTRÓNICAS



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Una señal DC, puede ser voltaje o corriente suministrado desdeuna fuente (Batería), o simplemente, un nivel DC, como la

representación de algún otro parámetro, por ejemplo unatermocupla es una fuente que regula un voltaje de corrientecontinua en proporción a su temperatura. Una fotocelda produceun voltaje en proporción a su intensidad luminosa.

La característica básica del voltaje DC, es que tiene polaridad fijay el flujo de corriente es sólo en una dirección a través delcircuito.

Los siguientes ejemplos son usados para visualmente demostrar 4diferentes tipos de señales de corriente directa DC.

(A y B) Señal fija positiva y negativaUna Batería simple con polaridad de Positivo a Negativo en elcaso de la figura (A) y con polaridad invertida en el caso delejemplo (B). (C) Este ejemplo podría ser una corriente que está siendocontrolada por un resistor variable.(D) Este ejemplo es una señal de voltaje que es controlada por uninterruptor que la activa y la desactiva.

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En la figura se observa una señal o forma de onda del tiposenosoidal, que corresponde a una corriente o voltaje de tipoalterno.La corriente Alterna es un flujo de electrones que al serrepresentado gráficamente a través de una señal senosoidal,comienza en cero, se incrementa al máximo en un sentido, yentoces disminuye a cero, invierte su sentido y llega al maximo ensentido opuesto para volver nuevamente a cero. La razón decambio de esta alternacia se llama Frecuencia y su unidad demedida es el Hertz. (1 Hertz corresponde a 1 ciclo que sucede enun segundo).

Por ejemplo, en el consumo domiciliario, la corriente alterna tieneuna alternacia de ciclo o frecuencia de 50 a 60 Hertz, es decir 50 a60 ciclos se suceden en 1 segundo.

Las ondas senosoidales pueden representar una CorrienteAlterna, una señal de radio, un tono de audio o una señal devibración de alguna fuente mecánica.

Las ondas senosoidales pueden ser producidas por alguna fuenteelectromecánica (generadores) o bien por un circuito electrónicollamado oscilador.

La Señal Electrónica representa el parámetro que mide. La señalpuede ser modulada de tres formas distintas.

NOTA: Se entiende por modulación a la técnica o proceso que seutiliza para trasportar la información de la señal. El objetivo demodular una señal, es el de tener control sobre la misma, ejm:Modulación de Amplitud (AM), Modulación de Frecuencia (FM).

CORRIENTE ALTERNA



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Modulación Analógica, que representa el parámetro como nivel

de Voltaje. Modulación de frecuencia, que representa el parámetro como

un nivel de frecuencia (Visto con la señal de una ondasenosoidal).

Modulación de ancho de pulso (PWM), que corresponde a unaseñal digital que representa el parámetro como porcentaje deciclo de tra bajo.

Una señal análoga es una que varía en un amplio rango devalores, suave y constantemente en el tiempo.

La imagen anterior muestra un trazo de señal análoga de unsensor de presión. Este tipo de señal electrónica es proporcional ala presión sensada en el sistema. Si la presión del sitema seincremente, la resistencia de la fuente de sensado cambia. Elcambio en la resistencia será tambien sensado por el ECM endonde la entrada de la señal es sensada.

FORMAS DE MODULAR LA

SEÑAL

SEÑAL ANALÓGICA



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Las Señales Digitales son usualmente asociadas con controleselectrónicos computarizados. Poseen dos distintos niveles, comopor ejemplo 0 o 10 Volt, o más simplemente, dos estados: Alto oBajo (1 ó 0).

En los productos Caterpillar, un sensor de posición es un buenejemplo de una fuente que produce una señal digital. Una señalPWM, es producida por un sensor. Un oscilador interno en elsensor produce una frecuencia constante de salida del sensor. Elciclo de trabajo (Porcentaje de tiempo “on” versus porcentaje detiempo “off”) de la señal, varía como varía la condición sensada(Posición rotatoria). La salida del sensor es enviada al ECM endonde esta señal es procesada.

SEÑAL DIGITAL

MODULACIÓN DE ANCHO DEPULSO



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Los dispositivos de entrada, son usados para el monitoreo de lainformación asociada a los sistemas de la máquina. Losdispositivos de entrada convierten parámetros físicos comovelocidad, temperatura, presión, posición, flujo o nivel en unaseñal electrónica. Los sistemas de control electrónico, usan estaseñal electrónica (información de entrada) para el monitoreo delos componentes y para originar señales de salida apropiadas.

Diferentes tipos de Dispositivos de entrada proveen informaciónde entrada a los módulos de control ECM, estos son interruptores,emisores y sensores.

Los interruptores poseen múltiples aplicaciones para control, comopor ejemplo nivel, flujo o presión.Los interruptores poseen en su interior dos contactos, quepueden estar normalmente abiertos o cerrados, dependiendo de laconstrucción mecánica y de la necesidad de cada caso.

Algunos ejemplos se detallan a continuación.

DISPOSITIVOS O FUENTES DEENTRADA

INTERRUPTORES OSWITCHES



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Este switch, es una fuente del tipo resistivo, que es utilizado parasensar la temperatura del fluido. La resistencia de salida varía conla temperatura disminuyendo con el aumento de la temperatura.Los contactos del Switch son normalmente cerrados. Cuando elmotor está en funcionamiento y la temperatura del aceite de losfrenos está dentro del rango normal, los contactos permanecencerrados completando el circuito a tierra.

En este Switch, los contactos son normalmente abiertos. Cuandoel motor se pone en funcionamiento y la presión del aceite estádentro de lo especificado, los contactos se cierran completando elcircuito a tierra.

SWITCH DE TEMPERATURADE ACEITE DE FRENOS

SWITCH DE PRESIÓN DE ACEITE DE FRENOS

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El Switch de flujo de refrigerante es un switch tipo paleta y estánormalmente abierto (al no existir flujo de refrigerante).

Este Switch electrónico utilizado para monitoriar el nivel delrefrigerante del motor, opera en forma distinta al resto de switchsvistos anteriormente. Requiere para trabajar una alimentación de

+8VDC proveniente del módulo de control electrónico.Durante la operación normal, el nivel de refrigerante estáalrededor de la manga de plástico del switch. El switch(internamente) entrega un circuito de señal a tierra al ECM. Esimportante que la manga plástica permanezca intacta para lacorrecta operación del Switch.El voltaje medido en el cable de señal con el sistema energizado yel nivel de refrigerante alrededor de la manga de plástico delswitch, debe ser menor a 1VDC. Esto indicará que el switch estátrabajando correctamente.

SWITCH DE FLUJO DEREFRIGERANTE

SWITCH DE NIVEL DEREFRIGERANTE DE MOTOR

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Los Switch activados por el operador envían una señal al ECMcuando el operador lo requiere. El Switch se abre o cierra y envíauna señal para que el ECM realice una acción. En este caso elswitch del freno de parqueo, envía una señal al ECM cuando esactivado por el Operador, El ECM procesa la información y envíauna señal de salida para enganchar el freno de parqueo.

Para diagnosticar, localizar y solucionar efectivamente problemasde los interruptores y de las entradas de los interruptores, esimportante entender los principios de operación de la entrada delinterruptor en un sistema de control electrónico. La figura siguientemuestra un ejemplo típico de una entrada tipo interruptor.

SWITCH ACCIONADOS POREL OPERADOR

DIAGNÓSTICO ENENTRADAS TIPO SWITCH(VOLTAJE DE REFERENCIA)

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El ECM usa un voltaje regulado internamente, llamado voltaje dereferencia. El valor del voltaje varía y puede ser de +5 voltios, +8

voltios o +12 voltios. Aun cuando el valor es diferente en algunoscontroles, el proceso es el mismo.El voltaje de referencia se conecta al cable de señal a través deun resistor (típicamente, de 2 Kohms).El circuito sensor de señal en el control se conecta eléctricamenteen paralelo con la resistencia del dispositivo de entrada. El análisisdel circuito eléctrico básico muestra que el circuito sensor de señaldentro del control detecta la caída de voltaje a través deldispositivo de entrada.

La figura de arriba muestra un diagrama de bloques de uninterruptor conectado a un cable del dispositivo de entrada.Cuando el interruptor está en la posición abierta, la resistencia delcable de entrada del interruptor a tierra es infinita. El circuitobásico se asemeja a un divisor de voltaje. La resistencia a travésdel interruptor es tan grande que el voltaje de referencia de +5voltios puede medirse a través del interruptor.

Como el circuito sensor de señal dentro del ECM está en paralelocon el interruptor, también detecta los +5V. El ECM puededeterminar que el interruptor o el cable de entrada del interruptorse encuentran en posición abierta.

DIAGNÓSTICO EN ENTRADASTIPO SWITCH (VOLTAJE DEREFERENCIA)

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La figura muestra el mismo circuito con el interruptor en laposición cerrada. Cuando el interruptor está en la posicióncerrada, la resistencia del cable de señal a tierra es muy baja(cerca de cero ohmios). El circuito básico divisor de voltaje, ahora,cambió de valor. La resistencia del resistor en el control essignificativamente mayor que la resistencia del interruptor cerrado.La resistencia a través del resistor es tan grande que el voltaje dereferencia de +5 V se puede medir a través del resistor. La caídade voltaje a través del interruptor cerrado prácticamente es +0 V.El circuito de detección de señal interna del ECM también detecta

los +0 V, por estar en paralelo con el interruptor.

El ECM puede determinar que el interruptor o el cable de entradadel interruptor está cerrado o con corto a tierra.El voltaje de referencia se usa para asegurarse de que el punto dereferencia interno del control del circuito digital es de +0 V o +5 V(digital bajo o alto). Como el ECM provee un voltaje de referencia,cualquier caída de voltaje que ocurra en el mazo de cables debidoa conexiones en mal estado o de la longitud del cable no afecta laseñal del nivel “alto” en la referencia del ECM. La caída de voltajedel mazo de cables puede dar como resultado que el voltajemedido en el interruptor sea menor que +5 V. Como el control usa

voltaje de referencia, el sensor no tiene que ser la fuente decorriente necesaria para impulsar la señal a través de la longituddel mazo de cables.

DIAGNÓSTICO EN ENTRADASTIPO SWITCH (VOLTAJE DEREFERENCIA)

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En los sistemas de control electrónico se usan diferentes tipos de

emisores para proveer entradas al ECM o al procesador delsistema monitor.Los dos emisores más usados son emisores de 0 a 240 Ohmios yde 70 a 800 ohmios.

Miden un valor de resistencia del sistema específico quecorresponde a una condición del sistema.El nivel de combustible es un sistema típico en el que se usa estetipo de emisor. La resistencia de salida se mide en el ECM o en elprocesador del sistema monitor y el valor corresponde a laprofundidad del combustible en el tanque. El ECM o procesador

del sistema monitor calcula la resistencia y el sistema monitormuestra la salida del medidor.

SENDER O EMISORES

EMISORES DE 0 A 240OHMIOS



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En la figura se muestra un emisor de 0 a 240 Ohmios, usado paramedir el nivel de combustible.Este componente consiste en una resistencia variable o reóstato,cuyo cursor es accionado por un brazo que a su extremo tiene unflotador. Al cambiar de posición el flotador de acuerdo a loscambios de nivel del líquido se mueve el cursor, variando laresistencia.Esta variación es reflejada en un instrumento o en algún tipo demodulo electrónico de los sistemas monitor.

EMISOR DE 0 A 240 OHMIOS

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EMISORES DE 70 A 800 OHMIOS

Miden un valor de resistencia del sistema específico quecorresponde a una condición del sistema.Un sistema típico en que se usa este tipo de emisor es el detemperatura. La resistencia de salida se mide en el ECM o en elprocesador del sistema monitor y el valor corresponde a latemperatura del fluido (aceite, refrigerante) que se está midiendo.El ECM o procesador del sistema monitor calcula la resistencia yel sistema monitor muestra la salida en un medidor o indicador dealerta.

Estos componentes tienen en su interior una resistencia llamadatermistor, estas pueden ser de coeficiente positivo o negativo, esdecir la resistencia aumenta o disminuye por efecto de loscambios de temperatura. Esta variación de resistencia incidedirectamente en la corriente que circula por el circuito, la quepuede ser aprovechada para mover la aguja de un instrumento, oaccionar una alarma.

EMISORES DE 70 A 800OHMIOS

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Los sensores a diferencia de los interruptores o switch, puedenindicar diferentes estados del parámetro medido o sensado, porejemplo un switch de temperatura de refrigerante de motor, seactivará o desactivará de acuerdo a los niveles preestablecidos,es decir, en sólo dos situaciones, por el contrario un sensordiseñado para el mismo fin podrá entregar diferentes valores,dependiendo de la temperatura alcanzada.

Los sensores para realizar esta labor, en su interior tienen

circuitos electrónicos que procesan la información y la conviertenen señal antes de que sea enviada hacia algún dispositivo demonitoreo o control electrónico.

La señal electrónica se modula de tres formas. La modulación defrecuencia, muestra el parámetro como nivel de frecuencia, lamodulación de duración de Impulso (digital), muestra el parámetrocomo porcentaje de ciclo de trabajo y la modulación analógica,muestra el parámetro como nivel de voltaje.

Existen distintos tipos de sensores, aquí describiremos losdiferentes tipos empleados por Caterpillar.

FRECUENCIA

PWM (DIGITAL)

ANÁLOGO

ANÁLOGO DIGITAL

SENSORES

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Los sensores se dividen en dos tipos:

PASIVOS

ACTIVOS

Los sensores pasivos no procesan la información antes de serenviada, no requieren de alimentación externa y por lo generaltienen solo dos terminales.

A diferencia de los sensores pasivos, los sensores activosrequieren de un voltaje de alimentación para funcionar, tienen tresterminales, dos de estos se utilizan para alimentarlo, y del tercero

se obtiene la señal o nivel de voltaje, correspondiente alparámetro sensado o medido.

En los sistemas de control electrónico se usan varios tipos decomponentes para la medición de velocidad. Los dos sensoresmás comunes son:

Sensor de frecuencia magnético o pickup magnético Sensor de efecto Hall

El tipo de sensor usado lo determina ingeniería. En un sistema endonde no son críticas las bajas velocidades, se utiliza un detectormagnético. En un sistema en donde la medición de bajasvelocidades es crucial, se usa un sensor de efecto Hall

TIPOS DE SENSORES

SENSORES DE FRECUENCIA



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Los sensores de frecuencia de detección magnética pasivos,convierten el movimiento mecánico en voltaje CA. El detectormagnético típico consta de una bobina, una pieza polar, un imán yuna caja. El sensor produce un campo magnético que al sercortado por el paso de un diente de engranaje, se altera y generavoltaje CA en la bobina. El voltaje CA es proporcional a lavelocidad, La frecuencia de la señal CA, es exactamenteproporcional a la velocidad (rpm), entre 15 y 20 VCA en alta envacío.

Para operar en forma adecuada, los sensores de detecciónmagnética basan su medida en la distancia entre el extremo deldetector y el paso del diente del engranaje, por lo que una señalmuy débil puede indicar que el sensor está muy lejos delengranaje.

SENSOR MAGNÉTICO OPICK-UP MAGNÉTICO

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En la figura se muestra una aplicación típica de un sensor pasivode frecuencia: Evaluación de la velocidad de salida de latransmisión en un camión 797.

Estos componentes suministran una señal de salida variable enfrecuencia y voltaje, proporcional a la velocidad de rotación.

Los equipos Caterpillar comúnmente utilizan este tipo de Pick Up.El sensor posee un imán permanente que genera un campomagnético que es sensible al movimiento de metales concontenido de hierro a su alrededor.

En una aplicación típica, el Pick Up magnético se posiciona deforma tal que los dientes de un engranaje rotatorio pasan a travésdel campo magnético.

Cada diente del engranaje que pasa, altera la forma del campo yconcentra la fuerza de éste en el diente. El campo magnéticoconstantemente cambiante, pasa a través de una bobina dealambre en el sensor, y como resultado se produce una corrientealterna en la bobina.

La frecuencia con la cual la corriente se alterna está relacionadacon la velocidad de rotación y con el número de dientes delengranaje.

Por lo tanto, se deduce que la frecuencia proporciona informaciónsobre la velocidad del motor o desplazamiento del vehículo.

SENSOR PASIVO DEFRECUENCIA

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En la figura se muestran dos sensores de sincronización develocidad usados en algunos motores EUI y HEUI más recientes,como los Motores Caterpillar 3406E 3456, 3126B y C9.

Los nuevos sensores son de detección magnética y se usansiempre en pares.

Un sensor se diseña específicamente para un rendimiento óptimoa velocidades de motor bajas, que ocurren durante la partida y elarranque inicial. El otro sensor se diseña para un rendimientoóptimo en las velocidades de operación normal del motor. Elmontaje de los sensores difiere uno del otro para evitar suintercambio.

Estos sensores generan un voltaje de corriente alterna igual quelos captadores magnéticos antes mencionados solo que el formatoo encapsulado es distinto.

SENSOR DE SINCRONIZACIÓNDE VELOCIDAD DE MOTOR

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La figura muestra los sensores de sincronización de velocidad delmotor 3456 EUI. Los sensores se montan perpendicularmente a lacara del engranaje de sincronización de velocidad y se llamansuperior e inferior o de arriba y abajo, para referirse a la gama deoperación para la cual fueron diseñados

El comportamiento de estos sensores es similar al de un captadoro Pick Up magnético, la diferencia radica en que estos sensoresprocesan la señal antes de enviarla a un dispositivo de monitoreoo de control.

La alimentación de este sensor es proporcionada por eldispositivo asociado y los valores de voltaje utilizados son 10,12.5 o 13VDC dependiendo de la aplicación.

SENSOR DE SINCRONIZACIÓNDE VELOCIDAD DE MOTOR

SENSORES DE FRECUENCIA

ELECTRÓNICOS O DIGITALES

SENSORES ACTIVOS

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El efecto HALL fue descubierto por el científico EstadounidenseEdwin Herbert Hall gracias a una casualidad durante un montajeeléctrico en 1879 y consiste en lo siguiente:

“Cuando por una placa metálica circula una corriente eléctrica y

ésta se halla situada en un campo magnético perpendicular a ladirección de la corriente, se desarrolla en la placa un campoeléctrico transversal, es decir, perpendicular al sentido de lacorriente. Este campo, denominado Campo de Hall, es laresultante de fuerzas ejercidas por el campo magnético sobre laspartículas de la corriente eléctrica. La consecuencia directa de loanterior es la acumulación de cargas en un lado de la placa, en elcampo eléctrico creado, lo que además implica que al otro lado dela placa exista una carga opuesta, creándose entonces unadiferencia de potencial, la que puede ser medida”.

Cuando un objeto ferromagnético se aproxima al sensor de efecto

Hall, el campo que provoca el imán en el elemento se debilita. Asíse puede determinar la proximidad de un objeto, siempre que seaferromagnético.

SENSOR DE EFECTO HALL

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Para detectar los campos magnéticos, en algunos sistemas

electrónicos Caterpillar se usa un sensor de efecto Hall. En elcontrol de la transmisión electrónica y en el sistema de inyecciónunitario electrónico se usa este tipo de sensores, que proveenseñales de impulso para determinar la velocidad de salida de latransmisión y la sincronización del motor. Ambos tipos desensores tienen una "celda de Hall", ubicada en una cabezadeslizante en la punta del sensor. A medida que los dientes delengranaje pasan por la “celda de Hall”, el cambio en el campomagnético produce una señal leve, que es enviada a unamplificador dentro del el sensor.

El sistema electrónico interno del sensor procesa la entrada y

envía pulsos de onda cuadrada de mayor amplitud al control.

PRINCIPIO DE

FUNCIONAMIENTO

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El elemento sensor está ubicado en la cabeza deslizante, y lamedición es muy exacta, gracias a que su fase y su amplitud desalida no dependen de la velocidad.

El elemento sensor opera hacia abajo hasta 0 RPM sobre unagama amplia de temperatura de operación.

Un sensor de velocidad de efecto Hall sigue directamente lospuntos altos y bajos del engranaje que está midiendo. La señalserá alta generalmente +10V cuando el diente está en frente de la

celda, o baja, +0 V cuando un diente no está en frente de ésta.

Los dispositivos de efecto Hall están diseñados de tal manera queun mejor resultado se obtiene si la distancia o espacio entre lacelda o cabezal y el engranaje es prácticamente cero aire.

Cuando se instala un sensor de velocidad de efecto Hall, lacabeza deslizante se extiende completamente y el sensor se girahacia adentro, de modo que la cabeza deslizante hace contactocon la parte superior del diente del engranaje. La cabezadeslizante se desplaza dentro del sensor a medida que seatornilla hasta el apriete final obteniendo el ajusta del espacio

libre.

ELEMENTO SENSOR

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El sensor de velocidad de salida de la transmisión es

típicamente un dispositivo de efecto Hall. La señal de salida deonda cuadrada está normalmente en la clavija C del conector.Este sensor, generalmente, requiere entre +10 y +12 VDC. en laclavija "A" para alimentar el circuito electrónico interno .Estevoltaje es suministrado por el modulo electrónicocorrespondiente a la aplicación.

Es importante, cuando se instala el sensor, que el cabezaldeslizante del sensor esté completamente extendido y encontacto con la parte superior, o alta, del diente del engranaje.Si el cabezal no estuviera completamente extendido, el espaciolibre puede no estar lo suficientemente cerca. Si en la

instalación la cabeza no hace contacto con la parte alta deldiente, ésta puede romperse.

En algunos casos en que la velocidad de salida de la transmisiónno se usa para propósitos de control y no es crucial para laoperación de la máquina, puede utilizarse un sensor de velocidadmagnético. Esto lo determina la ingeniería.

SENSOR DE VELOCIDAD DE

SALIDA DE LA TRANSMISIÓN

NOTA

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Los sensores de velocidad de un motor controladoelectrónicamente miden la velocidad y sincronización del motor.

La velocidad del engranaje se detecta midiendo el cambio delcampo magnético cuando pasa un diente del engranaje. Lasintonización del motor corresponde a un borde del diente.

Los sensores de velocidad y sincronización se diseñanespecíficamente para sincronizar los motores de inyecciónelectrónica. Tomando en cuenta lo anterior, es importante que elcontrol electrónico detecte el tiempo exacto en que el engranajepasa por el frente de la cabeza deslizante.

SENSOR DE VELOCIDAD YSINCRONIZACIÓN DEL MOTOR

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La figura muestra una rueda de sincronización y un sensor. Amedida que cada diente cuadrado del engranaje pasa la celda, elelemento del sensor envía una señal leve a un amplificador. Elsistema electrónico interno promedia la señal y la envía a uncomparador. Si la señal está por debajo del promedio (espacioentre dientes), la salida será baja. Si la señal está por encima delpromedio (el diente bajo la celda), la señal será alta.

Si hay un patrón en el engranaje, la señal detectada representaráel patrón. El ECM puede determinar la velocidad y el sentido de

giro de acuerdo a este patrón, comparando con una referenciagrabada en su memoria.

Los circuitos dentro del sensor de sincronización y velocidad,están diseñados de tal forma que el ECM del motor puedadeterminar la posición exacta del tren de engranajes del motor.

RUEDA DE SINCRONIZACIÓN

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La figura de arriba muestra un sensor típico de sincronización develocidad que genera una señal de salida digital determinada porel patrón de dientes de la rueda giratoria.

En el sistema de Inyección Unitario Electrónico (EUI), un únicopatrón de diente del engranaje de referencia de sincronizaciónhace que el control electrónico determine la posición del cigüeñal,el sentido de giro y las RPM. Cada vez que un borde de diente seaproxima a la celda Hall, se genera una señal. La señal será altadurante el tiempo en que el diente esté bajo la cabeza deslizante,y disminuirá cuando haya un espacio entre dientes. El controlelectrónico cuenta cada pulso y determina la velocidad, memorizael patrón (único patrón de dientes) de los impulsos y compara esepatrón con un estándar diseñado para determinar la posición delcigüeñal y el sentido de giro.

Un sensor de sincronización de velocidad es diferente a unaseñal de efecto Hall típica, debido a que el tiempo de apariciónexacta de la señal se programa en el ECM del motor, para hacerque la señal se use en la función crucial de sincronización.

El ECM en estos sensores no contempla el concepto Pull-Up ovoltaje de referencia.

RUEDA DE SINCRONIZACIÓN

NOTA

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Medidas realizadas a un sensor de frecuencia electrónico, cuyaaplicación corresponde a un sensor de velocidad y tiempo en un

motor de inyección electrónica.

El voltaje medido entre A y B debe estar entre 12 y 13 VDC. El Voltaje medido entre el conector C y el B con la llave deencendido en ON y con motor detenido, debe ser menor de 3VDC. o mayor de 10 VDC. Durante el arranque, el voltaje medido entre losterminales C Y B debe estar entre 2 VDC. y 4 VDC.

La expresión PWM significa en ingles (pulse width modulated)modulación de ancho de pulso o pulso de ancho modulado

Este tipo de sensor entrega una señal digital, es decir, ni laamplitud ni la frecuencia varia de acuerdo al parámetro sensado odetectado.

Una señal PWM o también es llamada digital ya que solo tiene dosestados (Alto o Bajo), un voltaje asume un valor determinado

positivo y luego se mantiene a un nivel 0 o negativo. La figurasiguiente lo explica mejor.

MEDICIONES A UN SENSORDE FRECUENCIAELECTRÓNICO

SENSORES PWM O DIGITAL

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La imagen 25 muestra una señal PWM.Señal entregada por un sensor de posición de Acelerador.El ciclo de trabajo de un sensor PWM debe estar entre un 5% y95%.

La duración del nivel alto de la señal o valor positivo de nivel sedenomina ciclo de trabajo o duty cycle en ingles y se expresa entérminos de porcentaje en un rango comprendido de 5 % a 95 %

La figura 26 muestra un sensor de temperatura digital. El símboloISO indica que este tipo de sensor puede utilizase en variasaplicaciones (Aceite Hdco., Tren de Fza., Refrigerante). Lacaracterística más importante en la gráfica es el rectángulo, querepresenta el símbolo del diagrama.

SEÑAL PWM O DIGITAL

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SENSOR DE TEMPERATURADIGITAL



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La siguiente información se puede mostrar dentro del rectángulo:

El voltaje de entrada requerido para la operación del sensor sepuede indicar de varias formas, como por ejemplo:

B+, +B, +batería = voltaje de suministro al sensor desdelas baterías de la máquina.

Algunos controles proveen otros niveles de voltaje. V+ = voltaje desuministro al sensor de una fuente diferente de las baterías de lamáquina. El técnico necesita seguir la fuente de suministro delsensor hacia los controles electrónicos para determinar losvoltajes recibidos por estos.

+8 = Indica que el sensor está recibiendo un potencial de 8voltios.

El uso del término “tierra” (GND en ingles), dentro de larepresentación gráfica es importante para el técnico. Los sensoresdigitales generalmente están conectados a un retorno digital en elECM o a tierra en el bastidor de la máquina, próxima al sensor.Esto es también una forma de identificar que tipo de sensor esusado, (Los sensores análogos no usan el término Tierra, por elcontrario usan el término “retorno análogo o retorno”)

El término señal, identifica el cable de salida del sensor. El cablede señal suministra la información del parámetro al módulo decontrol electrónico para su proceso.

SUMINISTRO

TIERRA

SEÑAL



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La figura 27 muestra los componentes internos de un sensor detemperatura digital como por ejemplo T° de Frenos. Loscomponentes principales son:

Un Oscilador , que provee la frecuencia portadora de señal.Dependiendo de la aplicación, el oscilador interno suministraráuna frecuencia portadora que puede tener los siguientes valoresaproximados:

500Hz para los sensores de temperatura de escape y posición delacelerador.5000Hz para los sensores de temperatura, y posición engeneral.

Un Termistor , elemento que varía su resistencia con loscambios de T°, esta variación es recibida por el amplificador ytransformada a una señal digital PWM.

Una salida del amplificador, que controla la base de untransistor y genera una salida de ciclo de trabajo, medida enporcentaje de tiempo en que el transistor ha estado ACTIVADOcontra el tiempo que ha estado DESACTIVADO.

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COMPONENTES INTERNOSDEL SENSOR



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La figura 30 muestra el aspecto de un sensor del tipo PWM odigital, utilizado como sensor de posición; por Ej. Posición deacelerador.

Con el uso de un DMM 9U7330 (FLUKE 87) o DMM Caterpillar146-4080, se puede determinar el funcionamiento correcto de unsensor PWM.

El multímetro digital puede medir VDC, frecuencia portadora yciclo de trabajo.

Usando el grupo de sonda 7X1710 y los cables del multímetrodigital conectados entre el cable de señal (clavija C) y el cable atierra (clavija B) en el conector del sensor, Las siguientesmediciones son típicas en un sensor de temperatura PWM. Con elsensor conectado al ECM y la llave de contacto en posición “ON”

Clavija A a Clavija B: Voltaje de suministro Clavija C a Clavija B: 0,7- 6,9 VDC Clavija C a Clavija B: 4,5 - 5,5 Khz Clavija C a Clavija B: 5% a 95% de ciclo de trabajo en

escala de %.

El voltaje DC puede variar entre los diferentes tipos de sensoresPWM, pero la frecuencia portadora debe estar siempre dentro delas especificaciones del sensor, y el ciclo de trabajo debe sersiempre mayor que 0% (generalmente, entre 5% y 10%) en el ladode baja y menor que 95% en el lado de alta (pero nunca 100%).

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SENSOR DE POSICIÓN DEL ACELERADOR

MEDICIONES EN UN SENSORDIGITAL



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En la ilustración 31 se muestra un sensor de posición magnetorestrictivo. Este tipo de sensor de posición provee una señal PWMhacia el ECM indicando la posición de un cilindro.

En un sensor magneto restrictivo, un pulso es inducido en unaguía magneto restrictiva mediante una interacción momentánea dedos campos magnéticos.

El principio magneto restrictivo es definido como un cambio en laresistencia cuando un campo magnético es aplicadoperpendicularmente al flujo de corriente en una tira de materialferroso.

Un cable delgado magneto restrictivo (guía) es ubicada dentro deun tubo protector. La guía transmite las señales de entrada ysalida. Un pulso de corriente electrónica (entrada) desde elconjunto electrónico, crea un campo magnético alrededor del tuboguía.

Este campo magnético interactúa con el campo magnético delmagneto de posición y hace que el campo magnético en el tuboguía cambie.

Este cambio es la señal de retorno que es enviada de vuelta haciael sensor electrónico a la velocidad del sonido a lo largo del tuboguía. La posición del magneto en movimiento es, precisamente,determinada midiendo la diferencia en el tiempo en que se envíala señal de pulso electrónico y la señal de retorno.

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SENSORMAGNETORESTRICTIVO



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Este sensor magneto restrictivo es usado en un cilindro corto paradetectar su posición. El magneto (1) se mueve a lo largo del tuboprotector (2) cuando el cilindro se extiende o retrae. El circuitoelectrónico está localizado dentro de la estructura (3).

Las siguientes medidas son típicas de un sensor de posiciónmagneto restrictivo con el sensor conectado al ECM y la llave decontacto en ON.

• Pin A a Pin B – Voltaje de suministro• Pin C a Pin B -- 0.7 - 6.9 VDC• Pin C a Pin B -- Khz. constante• Pin C a Pin B -- 5% - 95% ciclo de trabajo en escala de %

SENSORMAGNETORESTRICTIVO

MEDICIONES

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Los Sensores análogos, llamados así por Caterpillar, igual queotros sensores reciben alimentación desde un dispositivo demonitoreo o control electrónico. El voltaje proporcionado es de + 5+/ - 0.5 VDC. A la vez estos sensores entregan una señal devoltaje continua que varía en un rango de 0.2 VDC. a 4.8 VDC.,proporcional al parámetro detectado.

Estos sensores son utilizados principalmente en motores deinyección electrónica. El voltaje de salida antes mencionadopuede ser medido con cualquier multímetro.

Un ejemplo de sensor análogo es un sensor de Temperatura de

Refrigerante de motor, y todos los Sensores de Presióninstalados en el motor.

Al realizar medidas con un multímetro, estas se deben hacer en laescala de voltaje continuo o VDC,

La señal o voltaje de salida se debe medir entre los terminales (Cy B). El voltaje de alimentación se mide entre los terminales (A yB).

Anteriormente se mencionó que los sensores de presión son deltipo análogo, una característica importante es que estos

componentes, miden presión absoluta, es decir medirán el valordel parámetro detectado más la presión atmosférica.

Por ejemplo en un motor de inyección electrónica, que esteenergizado pero detenido, el sensor de presión de aceite noregistrara valor alguno, entonces en estas condiciones el sensormedirá solo la presión atmosférica. Al dar arranque, se produciráuna presión, como resultado se obtendrá la presión atmosféricamás la presión de aceite del motor (Valor absoluto).

SENSORES ANÁLOGOS

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La figura 34 muestra los componentes internos de un sensoranalógico de temperatura típico. Los componentes internosprincipales son un termistor para medir la temperatura y undispositivo de OP (amplificador operacional) para proveer unaseñal de salida que puede variar entre 0,2 a 4,8 voltios CC,proporcional a la temperatura.

Las siguientes mediciones son típicas en un sensor detemperatura análogo, con el sensor conectado al ECM y elinterruptor de llave de contacto en posición “ON”.

Terminal A a clavija B: Alimentación regulada de 5 VDC desde elcontrol.

Terminal C a clavija B: 0,2 - 4,8 VDC proporcional al valor de T°medido.

El voltaje de señal del terminal C será diferente en cada tipo desensor que se esté usando.

La salida es proporcional al parámetro medido (temperatura,presión, etc.).

34

SENSOR DE TEMPERATURA ANÁLOGO

MEDICIONES A UN SENSOR ANALOGO



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Un sensor análogo digital es una combinación de dos tipos de

sensores, se utiliza un dispositivo que transforma o convierte unaseñal de nivel de voltaje, que puede provenir de un sensoranálogo, o producto de la variación de una resistencia, a unaseñal digital.

Ejemplos de estos sensores son: sensor de nivel de combustible,sensores de presión de aire en algunos equipos Caterpillar, comocamiones de obra 785B, 789B, 793B/C, 797, etc.

La figura 34, representa el esquema de un sensor análogo digitalpara medir presión, este componente es alimentado desde elexterior con los rangos de voltaje adecuados para los sensoresdigitales o PWM (8-12-24 VDC), posteriormente son reducidos alos niveles de voltaje requeridos por el sensor análogo (+5V). Estaparte funciona como un sensor análogo y el nivel de voltaje desalida es transformado a señal PWM o digital por el convertidor,llamado también Buffer.

SENSOR ANÁLOGO DIGITAL

SENSOR ANÁLOGO-DIGITAL

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En la figura 35 se observa otro ejemplo de sensor análogo digital,una resistencia variable puede estar conectada mecánicamente,ya sea como indicador de nivel o posición. Ej. Sensor de nivel decombustible, posición de tolva en algunos camiones 793C y 797.

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SENSOR ANÁLOGO DIGITAL



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El sensor de nivel de combustible ultrasónico reacciona con elnivel de combustible en el tanque de combustible. El sensor emiteuna señal ultrasónica por el tubo guía. La señal ultrasónica serefleja en un disco de metal en la parte inferior del flotador la cualretorna al sensor. El sensor mide el tiempo de viaje de la señalultrasónica. El tiempo de viaje de la señal incluye el tiempo de idaal flotador y el tiempo de vuelta al sensor. El sensor también midela temperatura del combustible para la compensación.

El estado del contacto 3 del conector "(abierto o conectado atierra)", indica si el sensor está instalado en un tanque profundo oen un tanque superficial. El contacto 3 debería estar abierto("profundidad") en un depósito que tiene una profundidad máximade 2300 mm (90 pulgadas). El contacto 3 debe estar conectado atierra ("superficial") para un tanque que tiene una profundidadmáxima de 1150 mm (45 pulgadas).

El sensor recibe la alimentación para su funcionamiento delsistema eléctrico de la máquina. El módulo de control electrónicoVIMS recibe una señal PWM del sensor que cambia a medida que

varía el nivel de combustible. El módulo de control electrónicoVIMS mide el ciclo de trabajo de la señal del sensor con el fin dedeterminar el nivel de combustible.

El sensor de nivel de combustible ultrasónico no puede serprobado en un banco de pruebas. El sensor debe tenercombustible en el tubo guía para que funcione correctamente. Elsensor puede ser probado solamente mientras está instalado enuna máquina.

SENSOR ULTRASÓNICO

NOTA

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Dispositivos de Salida

Al final de este módulo los participantes serán capaces deestablecer la diferencia entre los diferentes tipos de válvulassolenoides, explicar su funcionamiento y los diferentes tipos demediciones realizables en estos componentes, y así determinar elfuncionamiento correcto en la aplicación que corresponda, en losequipos Caterpillar.

Los dispositivos de salida se usan para realizar alguna acción opara notificarle al operador el estado de los sistemas de lamáquina.

En los productos Caterpillar se usan numerosos dispositivos desalida, como solenoides, relés, lámparas, indicadores yvisualizadores digitales.

MODULO II

NOMBRE DEL MÓDULO

OBJETIVOS DEL MODULO

DISPOSITIVOS DE SALIDA



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Muchos sistemas de control electrónico Caterpillar accionansolenoides para realizar una función de control. Algunos ejemplosson: cambios de velocidad, levantar un implemento, inyección decombustible, etc. Los solenoides son dispositivos electrónicos quefuncionan según el siguiente principio: “Cuando una corrienteeléctrica pasa a través de una bobina conductora, se produce uncampo magnético. El campo magnético inducido puede usarsepara realizar un trabajo”.

El uso del solenoide está determinado por la tarea que debarealizar. La figura N°36 muestra algunas válvulas solenoides

usadas para los cambios de velocidad de una transmisión.Cuando se activa un solenoide, la bobina crea un campomagnético, que mueve un carrete interno, permitiendo el paso deaceite. Algunas válvulas solenoides de este tipo se activan conseñales de +24 VDC, mientras otras lo hacen con un voltajemodulado, que resulta en un voltaje medido entre los +8 VDC y+12 VDC.

SOLENOIDES Y VÁLVULASPROPORCIONALES

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La figura 40 muestra una vista seccional de una válvula solenoidede embrague impulsor.

Cuando el ECM de la transmisión reduce la corriente a la válvulasolenoide, se incrementa la presión hidráulica en el embrague.

Cuando el ECM de la transmisión incrementa la corriente en laválvula solenoide, se reduce la presión hidráulica en el embrague.

Cuando se activa el solenoide de embrague impulsor, el solenoidemueve el conjunto del pasador contra el resorte y lejos de la bola.

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VALVULA SOLENOIDE DELEMBRAGUE IMPULSOR



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El aceite de la bomba fluye por el centro del carrete de la válvula,

pasa el orificio y la bola, y pasa al drenaje. El resorte de la válvulamueve, hacia la izquierda, el carrete de la válvula. El carrete de laválvula bloquea el conducto entre el embrague impulsor y labomba, y abre el conducto entre el embrague impulsor y eldrenaje. El flujo de la bomba al embrague impulsor se bloquea. Elaceite del embrague impulsor fluye y pasa el carrete de la válvulaal drenaje. Cuando se desactiva el solenoide del embragueimpulsor, el resorte mueve el conjunto del pasador contra la bola.La bola bloquea el flujo de la bomba, a través del orificio, aldrenaje. La presión de aceite aumenta en el extremo izquierdo delcarrete de la válvula y lo mueve a la derecha contra el resorte. Elcarrete de la válvula bloquea el conducto entre el embrague

impulsor y el drenaje, y abre el conducto entre el embragueimpulsor y la bomba. El aceite de la bomba fluye y pasa el carretede la válvula al embrague impulsor. En este tipo de válvula, unaumento de la corriente resulta en una disminución del flujo alembrague, y por lo tanto de la presión.



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La figura 42 muestra un corte de un solenoide de embrague de

traba o Lock UP.Cuando se activa el solenoide de embrague de traba, el solenoidemueve el conjunto del pasador contra la bola. La bola bloquea elflujo de aceite de la bomba, a través del orificio, al drenaje. Lapresión de aceite aumenta en el extremo izquierdo del carrete dela válvula y mueve, hacia la derecha, el carrete de la válvulacontra el resorte. El carrete de la válvula bloquea el conductoentre el embrague de traba y el drenaje, y abre el conducto entreel embrague de traba y la bomba. El aceite de la bomba fluye ypasa el carrete de la válvula al embrague de traba.

Cuando se desactiva el solenoide del embrague de traba, se anulala fuerza que mantenía el conjunto del pasador contra la bola. Elaceite de la bomba fluye a través del orificio y la bola, y pasa aldrenaje. El resorte mueve, hacia la izquierda, el carrete de laválvula. El carrete de la válvula abre el conducto entre elembrague de traba y el drenaje, y bloquea el conducto entre elembrague de traba y la bomba. El flujo de la bomba al embraguede traba se bloquea. El aceite del embrague de traba fluye y pasael carrete de la válvula al drenaje.

VÁLVULA SOLENOIDE

DEL EMBRAGUE DETRABA O LOCK UP

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En este tipo de válvula, un aumento de la corriente resulta enaumento de flujo al embrague, lo que produce un aumento de

presión. Las válvulas solenoides similares a ésta se usan en lastransmisiones de algunas máquinas Caterpillar para conectar ydesconectar los embragues suavemente. Los solenoides tambiénse usan para controlar el aire en algunas máquinas y paraaccionar los inyectores de los motores controladoselectrónicamente. La teoría básica de los solenoides es la misma.Se usa un campo magnético inducido para producir trabajomecánico.



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La figura 43 muestra un relé típico Caterpillar con su símbolo ISO.Un relé también funciona con base en el principio del electroimán.En un relé, el electroimán se usa para cerrar o abrir los contactosde un interruptor.

Los relés se usan, comúnmente, para aumentar la capacidad detransporte de corriente de un interruptor mecánico o digital.Cuando la señal de control desde un ECM activa la bobina de unrelé, el campo magnético actúa en el contacto del interruptor. Loscontactos del interruptor se conectan a los polos del relé. Lospolos del relé pueden conducir cargas altas de corriente, como enlos arranques o en otros solenoides grandes. La bobina del relérequiere una corriente baja y separa el circuito de corriente bajarespecto del circuito de corriente alta.

RELAY O RELÉ

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La figura 44 muestra el diagrama básico de un circuito dearranque. El circuito de arranque es ejemplo de un circuitocontrolado por relé. La llave, en lugar del ECM, se usa para activarel relé de arranque, y el relé de arranque activa el solenoide delarranque. Esto hace que los contactos del relé de arranque llevenla carga de corriente alta requerida por el motor de arranque.

CIRCUITO RESUMIDO DE UNSISTEMA DE ARRANQUE

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Los dispositivos de salida, pueden también indicar al operador elestado de los sistemas de la máquina a través de indicadores,

alarmas y visualizadores digitales.Los tipos de indicadores de alerta varían en los diferentessistemas monitores usados en los productos Caterpillar.

La figura 45, muestra el indicador de alerta, como una lámparainterna instalada en el centro de mensajes principal del sistemamonitor. La función principal de los indicadores de alerta es llamarla atención del operador si se presenta una condición anormal enel sistema.

La lámpara de acción y la alarma son también parte de lossistemas monitores instalados en los productos CAT.

La lámpara de acción está asociada con un indicador de alertapara notificar al operador de un problema de la máquina.

Los camiones fuera de carretera 793F, 795F y 797F, poseen elsistema VIMS™ 3G con Advisor, el cual le muestra al operador,en forma detallada, de cualquier condición anómala del equipo.

INDICADORES DE ALERTA

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CODIGOS DE DIAGNÓSTICO

Al final de este módulo los participantes estarán capacitados paraexplicar el significado de un código de diagnóstico, ubicar lainformación referente a la solución del problema asociado alcódigo y explicar las razones del porque se ha disparado esecódigo de diagnóstico.

Los códigos de diagnóstico representan un problema con elsistema de control electrónico que se debe investigar y corregir lo

antes posible.

Cuando se genera un código de diagnóstico, un módulo devisualización como el Sistema Monitor Caterpillar (CMS) permitealertar al operador o al técnico de servicio de la condiciónanómala.

Los códigos de diagnóstico indican la naturaleza del problema altécnico de servicio. Los códigos de diagnóstico constan de trescódigos (MID, CID y FMI).

El MID (Identificador del módulo) indica el módulo electrónico

que generó el código de diagnóstico.

El CID (Identificador del componente) indica el componente enel sistema.

El FMI (Identificador de la modalidad de falla) indica lamodalidad de falla que está presente.

MODULO III

OBJETIVOS DEL MÓDULO

CÓDIGOS DE DIAGNÓSTICO



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Los códigos de diagnóstico se pueden observar en un TécnicoElectrónico Caterpillar (ET) o en uno de los varios módulos

electrónicos de visualización. No confunda los códigos dediagnóstico con los sucesos de diagnóstico.

Los sucesos se refieren a condiciones de operación del motortales como baja presión de aceite o alta temperatura delrefrigerante. Los sucesos o eventos NO indican un problema delsistema electrónico.

La figura 46 indica el voltaje de salida del sensor de temperaturadel refrigerante, y en que parámetros el ECM disparará un códigode diagnóstico.

PARAMETROS DE CÓDIGO DEDIAGNÓSTICO

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El MID (Identificador de módulo) indica el módulo electrónico quegeneró el código de diagnóstico. Por ejemplo:

El identificador de módulo (26) indica el Sistema monitorcomputarizado. El identificador de módulo (30) indica el Sistema monitorCaterpillar. El identificador de módulo (33) indica el ECM del motortrasero. El identificador de módulo (34) indica el ECM del motordelantero. El identificador de módulo (36) indica el ECM maestro. El identificador de módulo (53) indica el ADVISOR Control(795F) El identificador de módulo (81) indica el módulo de controlelectrónico del controlador del tren de fuerza (Tren de impulsiónen camión 795F) El identificador de módulo (82) indica el módulo de controlelectrónico del implemento. El identificador de módulo (87) indica el ECM de chasis El identificador de módulo (116) indica el ECM del sistema defreno (795F) El identificador de módulo (161) indica el ECM principal delVIMS 3G(795F) El identificador de módulo (162) indica el ECM de aplicacióndel VIMS 3G(795F) El identificador de módulo (169) indica el ECM del motor dedesplazamiento 1 (795F) El identificador de módulo (170) indica el ECM del motor dedesplazamiento 2 (795F)

El número Identificador del Componente (CID) el cual, identifica alos componentes que están conectados al ECM, dependerá de lacantidad y tipos de dispositivos que estén conectados a cadaMódulo de Control.

IDENTIFICADORES DELMÓDULO (MID)

APLICACIONES

IDENTIFICADORES DELCOMPONENTE (CID)



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El FMI (00) indica que los datos están por encima de la gamanormal. El FMI (01) indica que los datos están por debajo de la gamanormal. El FMI (02) indica una señal incorrecta. El FMI (03) indica que el voltaje está por encima de la gamanormal. El FMI (04) indica que el voltaje está por debajo de la gamanormal. El FMI (05) indica que la corriente está por debajo de la gamanormal. El FMI (06) indica que la corriente está por encima de la gamanormal. El FMI (07) indica que hay una respuesta mecánica

inapropiada. El FMI (08) indica una señal anormal. El FMI (09) indica una actualización anormal. El FMI (10) indica un régimen de cambio anormal. El FMI (11) indica que la modalidad de falla no es identificable. El FMI (12) indica que ha fallado un dispositivo o uncomponente. El FMI (13) indica que un componente está fuera decalibración.

Sólo se muestran 13 FMI de un total de 21 Disponibles.

IDENTIFICADORES DE LAMODALIDAD DE FALLAS (FMI)

NOTA



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Los indicadores de Falla mostrados anteriormente, aparecerán

reflejados en un módulo de visualización o a través del ET en casode falla, pero ¿qué significa realmente un FMI 03 o FMI 04?

Para responder a lo anterior utilizaremos el siguiente diagrama de

sensores análogos montados en un Motor 3406E.

Existen 4 Sensores identificados por su código CID.

El ECM posee una alimentación común de +5VDC y existetambién un retorno común.

Al ECM se ha conectado una Herramienta de Diagnóstico

INTERPRETACIÓN DE LOS

CÓDIGOS DE DIAGNÓSTICO

CID

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“La línea de señal del sensor de presión de refuerzo está abierta”

La herramienta de diagnóstico mostrará CID102- FMI03 (Voltaje

por encima de lo normal)

CASO 1

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“El cable de alimentación hace un cortocircuito con el retorno en el

sensor de presión”

La herramienta de diagnóstico mostrará CID232- FMI04 (Voltaje

de suministro de +5VDC por debajo de lo normal) NOTA: refiérase

a un motor 3406E (1LW)

Los siguientes elementos de un sistema pueden causa un códigoFMI04:

- El Sensor, el harness o el control electrónico relacionado

Las siguientes condiciones son causas posibles de un FMI04:

- El cable de señal está cortocircuitado a tierra.

- El control electrónico tiene un cortocircuito a tierra interno o elcontacto conector de la señal de entrada tiene un cortocircuito atierra.

CASO 2

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Dato válido pero rango de operación sobre lo normal(Data valid but above normal operational range)

Cada sistema de control electrónico fija un límite alto para el rangode operación previsto de una señal. El límite incluye gamas talescomo altas temperaturas del convertidor.Un sensor que está funcionando pero que está enviando unaseñal sobre el límite previsto disparará el código FMI 00. Ejemplo- No se espera que un sensor PWM genere una señal válida sobre80 por ciento del ciclo de trabajo. Si el sensor genera una señal en81 por ciento del ciclo de trabajo, el sensor todavía está

funcionando pero la señal está por sobre el límite previsto deseñal.

Dato válido pero rango de operación bajo lo normal(Data valid but below normal operational range)

Cada sistema de control electrónico fija un límite bajo para elrango de operación previsto de una señal. El límite incluye gamastales como presión baja del aceite de motor.Un sensor que todavía está funcionando pero está enviando unaseñal por debajo del límite previsto, disparará un FMI 01. Ejemplo- No se espera que la mayoría de los sensores PWM generen una

señal válida menor de 5 por ciento del ciclo de trabajo. Si elsensor genera una señal en 3 por ciento del ciclo de trabajo, elsensor está funcionando pero la señal está por debajo de loslímites previstos de señal.

Dato errático, intermitente o incor recto(Data erratic, intermittent, or incorrect)

FMI 02 ocurre cuando los datos de la señal de un dispositivo estánpresentes, pero uno de los siguientes acontecimientos sucede: Los datos desaparecen. Los datos son inestables. Los datos pueden estar correctos en un momento y luego losdatos pueden ser incorrectos. }

Este código también se relaciona con la comunicación entre loscontroles electrónicos. Por ejemplo, el VIMS busca la velocidaddel motor a través del control electrónico del motor por intermediodel enlace de datos CAT.

DEFINICIÓN DE LOS CODIGOSDE DIAGNÓSTICO

FMI 00

FMI 01

FMI 02



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Voltaje sobre lo normal o cortocircuito alto(Voltage above normal or shorted high)

FMI 03 ocurre cuando la lectura del voltaje del dispositivo o lalectura del voltaje del sistema es alta. FMI 03 se relaciona amenudo con el circuito de señal.

Voltaje bajo lo normal o cortocircuito bajo (Voltage below normal or shorted low)

El FMI 04 es similar al FMI 03, sin embargo, el FMI 04 se muestracuando las lecturas de voltaje son más bajas que las lecturasnormales.

FMI 04 a menudo se relaciona con el circuito de señal.El FMI 04 es similar al FMI 06 y el FMI 04 se utiliza a veces en vezdel FMI 06.

Los siguientes elementos de un sistema pueden causar un códigoFMI 04: El sensor, el arnés, un control electrónico relacionado.

Las siguientes son causas probables de un código FMI 04: El cable de señal está en cortocircuito a tierra. El control electrónico tiene un cortocircuito interno a tierra

en el contacto del conector de la entrada de señal.

FMI05 Corriente bajo lo normal o ci rcui to abierto(Current below normal or open circuit)

El FMI 05 ocurre cuando el control electrónico detecta una lecturade corriente que es baja.La causa más probable de un código de FMI 05 es un circuitoabierto o conexiones deficientes del arnés.

FMI 03

FMI 04

FMI 05



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Corriente sobre lo normal o ci rcuito a t ierra

(Current above normal or grounded circuit)

El FMI 06 es similar a FMI 05, excepto que la corriente del FMI 06es más alta de normal. A menudo el FMI 06 es posible relacionarlocon un circuito de salida de un control electrónico. Ejemplo – UnFMI 06 ocurre cuando un circuito se pone en cortocircuito a tierra.

El FMI 06 es muy similar a FMI 04 y FMI 06 se utiliza a veces envez de FMI 04.

Sistema mecánico que no responde apropiadamente

(Mechanical system not responding properly)

FMI 07 ocurre cuando un control electrónico envía un comandoeléctrico a un sistema mecánico y el resultado no está dentro delrango esperado. Ejemplo – Un FMI 07 ocurre cuando una válvulasolenoide inactiva no realiza un cambio y está siendo controladapor el control ICM (EPTC II) de la transmisión.

Frecuencia, ancho de pulso o periodo Anormal(Abnormal frequency, pulse width, or period)

Un FMI 08 ocurre cuando la frecuencia de la señal o el ancho delpulso de la señal, no está dentro del rango esperado. Nota: Elperíodo es el tiempo en segundos que dura un ciclo. El período sedefine como 1/frecuencia (Hertz).

Ac tualización Anormal(Abnormal update)El FMI 09 pertenece a la comunicación o transmisión de datosentre los controles electrónicos.

El FMI 09 ocurre cuando un control electrónico no puede recibir lainformación de otro control electrónico y cuando el controlelectrónico espera recibir la información.

FMI 06

FMI 08

FMI 07

FMI 09



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Razón de cambio Anormal (Abnormal rate of change)

FMI 10 ocurre cuando una señal cambia más rápidamente o máslento que lo previsto. Ejemplo - cuando la señal del sensor develocidad de salida de la transmisión indica que el camión estáacelerando más rápidamente de lo que puede ocurrir realmente.

Modo de Falla no identif icado(Failure mode not identifiable)

Un FMI 11 ocurre cuando un control electrónico identifica más deun FMI como responsable de un único problema.

Dispositivo o componente dañado (ECM)(Bad device or component)

FMI 12 describe la condición siguiente: Un control electrónicoenvía una señal a otro módulo electrónico a través de un enlacede datos. El control electrónico que ha emitido la señal espera unarespuesta pero no la recibe o recibe una incorrecta. FMI 12también describe la siguiente condición: Se espera que un móduloelectrónico envíe datos periódicamente pero el control electrónico

no envía los datos. FMI 12 podía también relacionarse con unatransmisión de datos defectuosos.

Fuera de Calibración(Out of calibration)

Para una condición mecánica dada, la señal eléctrica no estádentro de los límites previstos del control electrónico.

Sin Uso (Parameter Failures)

Parámetro no disponible(Parameter Not Available)

FMI 10

FMI 11

FMI 12

FMI 09

FMI 14-15-20

FMI16



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Módulo no respondeModule Not Responding

Falla en el sumin istro del sensorSensor Supply Failure

Condición no satisfechaCondition Not Met

FMI 17

FMI 18

FMI 19



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MODULOS DE CONTROL ELECTRÓNICO

Algunos de los principales sistemas de la máquina encontrados enlos productos Caterpillar se controlan mediante sistemaselectrónicos. Los sistemas de control electrónico de las máquinasCaterpillar operan en forma similar a muchos otros sistemas delmercado. Aunque en las máquinas Caterpillar se usa una variedadde controles electrónicos, las tecnologías de operación básica sonlas mismas.

Cada sistema de control electrónico requiere ciertos tipos dedispositivos de entrada para alimentar la información electrónica alMódulo de Control Electrónico (ECM) para el procesamiento. ElECM procesa la información de entrada y, entonces, envía lasseñales electrónicas apropiadas a varios tipos de dispositivos desalida, como solenoides, luces indicadoras, alarmas, etc.

Al termino de este modulo los participantes estarán capacitadospara explicar el funcionamiento de los diferentes tipos de módulosde control electrónicos ECM, además de poder realizar losprocesos de localización y solución de problemas, relacionadoscon las capacidades de diagnóstico internas de cada dispositivoelectrónico.

Los dispositivos Electrónicos Caterpillar utilizan dos tipos demódulos electrónicos

Módulos electrónicos del tipo Monitor y Módulos electrónicos deltipo Control.

En esta oportunidad, sólo se hará un análisis de los módulos deltipo Control.

Con el avance tecnológico, Caterpillar, cada día ha ido

incorporando más los sistemas de control electrónico en losdistintos componentes que pueda tener un equipo. Al decircomponentes nos referimos al motor, transmisión, convertidor,sistema de implementos etc. Esto significa que la electrónica anivel computacional esta presente desde el punto de vista delcontrol. Un modulo Electrónico normalmente llamado ECM, porejemplo, tiene la misión de controlar la inyección

Manual Dispositivos Electronicos Caterpillar Identificacion Componentes Control Monitoreo...

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