Material Del Estudiante 416e

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

LOCALIZACIÓN DE FALLAS RETROEXCAVADORA CATERPILLAR CME 2474 Nombre del Estudiante:

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

SEGURIDAD AL TRABAJAR EN EL EQUIPO

AVISOS E INDICACIONES Generalidades

Antes de empezar cualquier tarea debemos seguir al pie de la letra todas las indicaciones y medidas de seguridad indicadas en la literatura Caterpillar. Si está a cargo de alguna evaluación preocúpese, antes de empezar, que las personas que están trabajando con usted entiendan todas las normas de seguridad, indique personalmente todos los puntos que son de riesgo, no deje nada al azar o por sabido, es lo primero que debemos poner en práctica.

Advertencia

Con un símbolo de exclamación encerrado en un triángulo, se esta informando que hay una advertencia, que no se debe dejar pasar, hay que prestar atención, si no esta seguro acerca de la advertencia, consulte, infórmese, antes de efectuar cualquier trabajo.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 1

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Advertencia (continuación)

El mensaje que aparece debajo de la ADVERTENCIA explicando el peligro, puede ser escrito o gráfico.

La mayoría de los accidentes que tienen lugar durante la operación, el mantenimiento, o las reparaciones de los equipos, son ocasionados por no respetar las reglas o precauciones de seguridad básica. Los accidentes pueden evitarse reconociendo las situaciones de riesgo antes de que se produzca el accidente. Atención Otra de las informaciones de seguridad son las etiquetas de ATENCION El significado de este símbolo indica las “operaciones que pueden dañar el producto”.

Recuerde que la información que se les entrega no puede anticipar todas las posibles circunstancias que representan peligro, por lo tanto debemos realizar un Análisis Seguro del Trabajo (AST). Si se usa un procedimiento, una herramienta, un método de trabajo o una técnica de operación, que no haya sido recomendado específicamente por Caterpillar o FINSA, usted debe quedar plenamente satisfecho, que el método que utilizará no reviste peligro para usted ni para otras personas.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 2

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Mensajes de seguridad en el equipo

Hay varios mensajes específicos de seguridad sobre la maquina, la localización exacta de los avisos y su descripción serán vistas en esta sección. Asegúrese que todos los mensajes de seguridad se encuentren legibles, caso contrario limpiarlos o reemplazarlos si no pueden ser leídos.

3 Si desea conocer específicamente los contenidos de estos avisos de seguridad consulte el manual de operación y mantenimiento, número de medio SSBU7970.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 3

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Tarjeta “No Operar”

Fluidos y Prevención

Cuando esté trabajando en un equipo coloque una tarjeta de advertencia de “No Operar”, en un lugar visible, preferentemente en el volante de dirección o en las palancas de control. La tarjeta utilizada puede ser como la mostrada a continuación (SEHS7332) o alguna similar.

Al realizar cualquier tarea, recuerde de utilizar:     

    

Casco (si es necesario), anteojos de seguridad y otros equipos de protección requeridos para la tarea. No utilice ropa suelta ni joyas o colgantes que pueden engancharse en los controles o partes del equipo. Asegúrese de que todas las protecciones y tapas del equipo estén en su correcta ubicación. Deje la maquina libre de materiales extraños. Remueva escombros, aceite, herramientas y otras piezas que obstaculicen pasillos, pasarelas, etc. Conozca el sitio apropiado de trabajo, como también las señales de mano y el personal autorizado que pueda ayudarlo con dichas señales. Acepte señales solo de una persona a la vez. No fume cuando trabaje sobre el equipo de aire acondicionado. Inhalar el gas que esta siendo liberado puede causar daños graves o la muerte. Nunca coloque fluidos del mantenimiento en envases de vidrio. Drene todos los líquidos en el contenedor adecuado. Cumpla con las regulaciones locales de medioambiente Use las soluciones de limpieza con cuidado. Informe todas las reparaciones necesarias Evite que personal sin autorización acceda al equipo.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 4

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Fluidos y Prevención

Aire y Agua presurizada

Un escape de aire o agua a presión puede resultar en daños graves al personal. Cuando utilice aire o agua a presión para limpieza, use protectores visuales, ropa adecuada y zapatos para dicha tarea. La protección visual puede ser anteojos o mascaras faciales. La máxima presión de aire utilizada para limpieza debe ser reducida a 30 psi (205 Kpa). La máxima presión de agua debe rondar los 40 psi (275 Kpa).

Presión atrapada

En un sistema hidráulico, puede quedar una presión atrapada. Liberar dicha presión atrapada puede causar movimientos inesperados del equipo o implementos. Tenga cuidado al desconectar líneas hidráulicas o alemites Al liberar aceite a alta presión puede causar un rocío de aceite, la penetración del fluido puede causar serios daños o la muerte de la persona.

Penetración del fluido

No remueva ningún componente hidráulico o partes a menos que la presión haya sido liberada. Refiérase al Manual de Servicio por cualquier procedimiento que requiera aliviar presión de un sistema.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 5

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Penetración de Fluido

Debe ser cuidadoso y asegurarse de contener el derramamiento de fluido durante la inspección, mantenimiento, ajustes y reparación del equipo. Prepare un contenedor de fluido antes de abrir cualquier compartimiento o desarmar componentes que contengan fluidos. Refiérase a la publicación especial NENG2500 para verificar los elementos necesarios para realizar este tipo de tareas.

Prevención contra quemaduras

Refrigerante A la temperatura de operación, el refrigerante del motor está caliente y bajo presión. El radiador y todas las tuberías a los calentadores o al motor contienen refrigerante caliente o vapor. Cualquier contacto puede causar quemaduras graves. El vapor puede causar lesiones personales. Compruebe el nivel del refrigerante sólo después de que se haya parado el motor. Asegúrese de que la tapa de presión del sistema de enfriamiento esté fría para poder sacarla con la mano desprotegida. Quite lentamente la tapa para aliviar la presión. El aditivo del sistema de enfriamiento contiene álcali. El álcali puede causar lesiones personales. No permita que el álcali entre en contacto con la piel, los ojos o la boca. Espere a que los componentes del sistema de enfriamiento se enfríen antes de drenarlo.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 6

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Prevención de incendios y explosiones

Aceites El aceite y los componentes calientes pueden causar lesiones personales. No permita que el aceite caliente entre en contacto con la piel. A la temperatura de operación, el tanque hidráulico está caliente. Quite la tapa de llenado del tanque hidráulico sólo después de que el motor se haya parado. La tapa de llenado debe estar suficientemente fría como para poder tocarla. Abra lentamente la tapa de llenado del tanque hidráulico para aliviar la presión. Alivie toda la presión en los sistemas de aire, de aceite, de combustible y de enfriamiento. Alivie la presión antes de desconectar o quitar toda tubería, conexión, o cualquier artículo relacionado.

Baterías Las baterías despiden gases inflamables que pueden explotar. No fume mientras observa el nivel de electrolito de las baterías. El electrolito es una combinación porcentual de agua y ácido. El electrolito puede causar lesiones personales. No permita que el Electrolito entre en contacto con la piel o los ojos. Use siempre gafas de seguridad cuando trabaje con baterías.

Todos los combustibles, la mayoría de los lubricantes y algunas mezclas de refrigerante son inflamables. 1Las fugas de combustible o el combustible que se derrame sobre superficies calientes o componentes eléctricos pueden causar un incendio. 2No fume mientras se reabastece de combustible o mientras esté en un área de reabastecimiento de combustible. No fume en áreas donde se da carga a baterías o en lugares donde se almacenan materiales inflamables. 3Limpie y apriete todas las conexiones eléctricas.. Compruebe diariamente los cables eléctricos para ver si están sueltos o deshilachados. Apriete todos los cables eléctricos flojos antes de operar la máquina. Repare todos los cables eléctricos deshilachados antes de operar la máquina.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 7

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Prevención de incendios y explosiones

4Mantenga todos los combustibles y lubricantes almacenados en recipientes marcados de manera apropiada, fuera de alcance de personas no autorizadas. Guarde todos los trapos aceitosos y demás material inflamable en un recipiente de protección. 5No suelde ni corte con soplete tuberías o tubos que contengan fluidos inflamables. Limpie completamente las tuberías o tubos con un disolvente no inflamable antes de soldarlos o cortarlos con soplete. Saque todo material inflamable (combustible, aceite, basura, etc.) antes de que éstos se acumulen en la máquina. 6No exponga la máquina a llamas. 7Deben estar correctamente instalados los protectores térmicos que resguardan los componentes calientes del escape contra el rociado de aceite o de combustible en caso de que se rompa una tubería, tubo o sello. Éter 1El éter es venenoso e inflamable. Inhalar vapores de éter o el contacto repetido del éter con la piel puede causar lesiones personales. Use el éter sólo en lugares bien ventilados. 2No fume mientras reemplaza los cilindros de éter. Use el éter con cuidado para evitar incendios. 3No almacene los cilindros de éter a la luz directa del sol, ni a temperaturas superiores a 40°C (102°F). 4Descarte los cilindros de éter en un lugar aprobado. No perfore los cilindros de éter. No queme los cilindros de éter. 5Mantenga los cilindros de éter fuera del alcance de personas no autorizadas.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 8

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Tuberías, tubos y mangueras

Análisis Seguro del Trabajo (AST)

1No doble tuberías de alta presión. No golpee tuberías de alta presión. No instale tuberías, tubos o mangueras dobladas. No instale tuberías, tubos o mangueras dañadas. 2Repare las tuberías, tubos y mangueras flojas. Repare las tuberías, tubos y mangueras dañadas. Las fugas pueden causar incendios. 3Inspeccione con cuidado las tuberías, tubos y mangueras. No busque fugas con la mano. Use una tabla o un cartón para ver si hay fugas. Vea detalles sobre la penetración de fluidos en el Manual de Operación y Mantenimiento, "Información general sobre peligros". 4Apriete todas las conexiones al par de apriete recomendado. 5Reemplace las piezas si encuentra cualesquiera de lo siguiente: · Conectores de extremo dañados, con fugas o desplazados. · Capa exterior raída o cortada. · Alambre de refuerzo al descubierto. · Hinchazones o aglobamiento de la capa exterior. · Indicios de retorcimiento o aplastamiento de la parte flexible de la manguera. · Alambrado de refuerzo incrustado en la capa exterior. 6- Cerciórese de que todas las abrazaderas, protectores y guardas térmicas estén instalados correctamente para evitar vibraciones, fricción con otras piezas y recalentamiento durante la operación.

Recuerde que todas las recomendaciones e indicaciones brindadas en el Manuel de Operación y Mantenimiento, como las del Manual de Servicio, no pueden anticipar todos los posibles peligros, por lo que siempre es necesario realizar el Análisis Seguro del Trabajo (AST) para prevenir. Si usted no está plenamente satisfecho de un procedimiento de trabajo o uso de la herramienta, no realice la tarea y consulte con el supervisor/jefe una manera alternativa que no ponga en riesgo la vida suya ni la de sus compañeros de trabajo

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 9

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

MOTOR Y SISTEMA ELECTRICO

GENERALIDADES DEL MOTOR Introducción

La serie “E” de retroexcavadoras están equipadas con un motor 3054C. El 3054C cumple con las normas de emisiones EPA Tier II, al igual que la actualización de la serie “D”. El motor estándar para las 416E y 422E es el 3054C DINA (Inyección Directa Naturalmente Aspirado) el cual mantiene la misma potencia que los modelos previos de 55 kW (74 hp). El motor opcional para los 416E y 422E es el 3054C DIT (Inyección Directa Turbo comprimido). La potencia ha sido incrementada desde 60 kW (80 hp) en la serie “D” a 66 kW (89 hp) en los modelos de la Serie “E”. Los modelos 420E/428E/430E/432E/434E/442E y 444E se equipan con el motor 3054C turbo comprimido. Las potencias de estos motores son: - 420E/428E/432E/434E con transmisión estándar: 66 kW (89 hp) - 428E/430E/442E/444E con transmisión estándar: 72 kW (97 hp) - 420E/430E/432E/434E/442E/444E con transmisión autoshift: 72 kW (97 hp)

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 10

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Introducción Motor 3054C

Los cuatro cilindros del motor están configurados en línea. El conjunto de culata tiene una válvula de admisión y una de escape por cada cilindro. Cada válvula tiene un resorte de válvula. Los pistones tienen dos anillos de compresión y un anillo de control de aceite.

6 La bomba de inyección de combustible es una bomba impulsada por engranajes que está montada en la parte trasera de la caja delantera. La bomba de transferencia de combustible funciona eléctricamente y tiene un filtro de combustible integrado. La bomba de transferencia de combustible está ubicada normalmente en el lado izquierdo del bloque de motor. En algunas aplicaciones tal vez sea necesario cambiar de posición la bomba de transferencia de combustible. La bomba de aceite del motor es una bomba gerotor. Tiene un engranaje loco que impulsa la bomba de aceite. La bomba de aceite del motor envía aceite lubricante al conducto de aceite principal. La válvula de alivio de aceite está en el interior de la bomba de aceite. El refrigerante de la parte inferior del radiador atraviesa la bomba de agua centrífuga. La bomba gira mediante un engranaje. El engranaje de la bomba inyectora hace girar el engranaje de la bomba. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 11

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Introducción

Las especificaciones básicas son:      

Configuración: 4 cilindros en línea Sistema de Combustible: Inyección directa – Bosch EPVE (NA) ó Delphi DP210 (TA) Calibre: 105 mm (4,133 pulg) Carrera: 127 mm (5,00 pulg) Cilindrada: 4,4 L (268 pulg3) Relación de compresión: Aspiración natural 19.3:1 / Con turbocompresor 18.2:1

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 12

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Ubicación de Componentes Motor 3054C

7 (1) Caja del termostato de agua (2) Tapa del mecanismo de válvulas (3) Bomba de transferencia de combustible y filtro de combustible (4) Enfriador de aceite del motor (5) Mando del ventilador (6) Bomba de agua (7) Polea del cigüeñal (8) Colector de aceite (9) Filtro de aceite del motor

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 13

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Introducción

8 (10) Tapa de llenado de aceite del motor (11) Múltiple de escape (12) Turbocompresor (13) Alternador (14) Caja del volante (15) Volante (16) Motor de arranque

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 14

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Motor C4.4 ACERT

A partir de Mayo de 2008, algunos modelos de cargadoras retroexcavadoras comenzaron a motorizarse con el denominado C4.4, que es el reemplazo del motor 3054C para poder cumplir con las normas de emisión TIER III y EU IIIa de EEUU y Europa respectivamente. Un ejemplo de esto son los modelos 416E, 420E y 430E, a continuación mostramos un cuadro comparativo:

Potencia Neta a 2200 rpm

Máx. Potencia Neta a 2100 rpm

400 E TIER II HP/kW 416 E : 89/66 420 E: 89/66 430 E: 97/72 416 E: n/a 420 E: n/a 430 E: n/a

400 E TIER III HP/ kW 416 E: 88/66 420 E: 93/69 430 E: 102/76 416 E: 90/67 420 E: 96/72 430 E: 103/77

Las mejoras en las curvas de rendimiento del motor brindan un poco mas de potencia, además de entregar un incremento repentino (Peak) de potencia que los sistemas de inyección anterior no lograban. Los motores C4.4 ACERT poseen sistema de inyección del tipo Common Rail, cuyas especificaciones básicas son: 

Configuración: 4 cilindros en línea y 16 válvulas con flujo cruzado



Sistema de Combustible: Inyección Directa, Common Rail



Aspiración: Turbo – ATAAC



ECM: A4E2



Potencia Bruta: 83 a 142 HP/ 62 a 106 kW



Cilindrada: 4,4 litros (269 in3)



Diámetro: 105 mm (4,13 in)



Carrera: 127 mm (5 in)



Relación de compresión 16,2;1

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 15

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Ubicación de Componentes

9

El acceso a la tapa del motor y de varios puntos de mantenimiento es obtenido abriendo el capot (1). Los puntos accesibles cuando se abre el capot son: 

Tubo de llenado de aceite del tanque hidráulico (2)



Botella del lava parabrisas (3)



Tubo de llenado del aceite de la transmisión (4)



Tubo de llenado del aceite de motor (5)



Varilla de nivel del aceite de motor (6)



Porta filtro de aire (7)



Indicador de saturación del filtro de aire (8)

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 16

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Admisión de Aire y Escape de Gases

Dependiendo del motor, podemos encontrar dos tipos de sistemas de admisión de aire y escape de gases en la retroexcavadoras 400 E:  

Aspiración Natural (NA) Turbocomprimido (T)

10

Sistema de admisión de aire y escape (ejemplo típico) (1) Múltiple de escape (2) Múltiple de admisión (3) Cilindros del motor (4) Admisión de aire (5) Rueda compresora del turbocompresor (6) Rueda de la turbina del turbocompresor (7) Salida del escape

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 17

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Motores con Aspiración Natural (NA) Sistema de Admisión de Aire y Escape de Gases

Los motores de aspiración natural hacen entrar aire del exterior a través de un filtro de aire pasando directamente al múltiple de admisión (2). El aire fluye del múltiple de admisión a los cilindros del motor (3). El combustible se mezcla con el aire en los cilindros del motor. Después de que se produzca la combustión del combustible en el cilindro del motor, los gases de escape salen directamente al aire exterior a través del múltiple de escape (1). Motores Turbo comprimidos (T) Los motores con turbocompresor hacen entrar aire del exterior a través de un filtro de aire pasando a la admisión de aire (4) del turbocompresor. La rueda compresora del turbocompresor (5) causa la succión. Después, la rueda compresora del turbocompresor comprime el aire. El aire fluye por el múltiple de admisión (2) que distribuye el aire de modo uniforme a cada cilindro del motor (3). El aire entra en el cilindro del motor (3) durante la carrera de admisión del pistón. A continuación, el aire se mezcla con el combustible de las boquillas de inyección. Cada pistón tiene cuatro carreras: 1. 2. 3. 4.

Admisión Compresión Potencia o Expansión Escape

La secuencia de las carreras de todos los pistones en todos los cilindros del motor proporciona un flujo constante de aire al sistema de admisión durante la operación del motor. La carrera de escape y la sincronización del mecanismo de válvulas empujan los gases de combustión fuera de la válvula de escape abierta a través del múltiple de escape (1). Los gases de escape pasan por los álabes de la rueda de la turbina del turbocompresor (6), lo que hace que la rueda de la turbina y la rueda del compresor gire. A continuación, los gases de escape fluyen a través de la salida de escape (7) del turbocompresor al exterior. El sistema de admisión de aire está equipado también con un sistema de ventilación del cárter. Las carreras de admisión de los pistones hacen entrar aire atmosférico al cárter.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 18

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

El refrigerante fluye desde la parte inferior del radiador a la bomba centrífuga de agua. La bomba de agua ayuda en el flujo del refrigerante a través del sistema. La bomba de agua está instalada en la parte delantera de la caja de sincronización. La bomba de agua es impulsada por el engranaje de la bomba de inyección de combustible.

Sistema de Refrigeración

La bomba de agua fuerza el refrigerante a través de un conducto en la parte delantera de la caja de sincronización a la camisa de agua en el lado izquierdo superior del bloque de motor. El refrigerante continúa hacia la parte trasera del bloque de motor y parte del refrigerante pasa al enfriador de aceite. La tapa de aluminio del enfriador de aceite cubre el elemento. El elemento puede tener cinco o siete placas. El enfriador de aceite está ubicado en el lado izquierdo del bloque de motor sin tuberías externas. El refrigerante fluye alrededor del elemento del enfriador de aceite hacia la parte trasera del bloque de motor. El refrigerante pasa entonces desde la parte trasera del bloque de motor a la parte trasera de la culata. El refrigerante pasa a través de la culata y entra en la caja del termostato del agua. Si el termostato del agua está cerrado, el refrigerante pasa directamente a través de una derivación al lado de admisión de la bomba de agua. Si el termostato del agua está abierto, se cierra la derivación y el refrigerante fluye a la parte superior del radiador. Este motor tiene un sistema de enfriamiento a presión. Un sistema de enfriamiento a presión tiene dos ventajas: 

El sistema de enfriamiento a presión puede operar con seguridad a una temperatura más alta que el punto de ebullición del agua en una gama de presiones atmosféricas.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 19

11

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

El sistema de enfriamiento a presión evita la cavitación en la bomba de agua. Cavitación es la generación repentina de burbujas de baja presión en líquidos por fuerzas mecánicas. La generación de un bolsillo de aire o de vapor es mucho más difícil en un sistema de enfriamiento a presión. Se deben hacer inspecciones periódicas del sistema de enfriamiento para identificar problemas antes de que puedan ocurrir daños. Inspeccione visualmente el sistema de enfriamiento antes de hacer las pruebas con el equipo de pruebas. Tapa presurizada

Una causa de una pérdida de presión en el sistema de enfriamiento puede ser un sello defectuoso en la tapa de presión del radiador.

12

Para comprobar la presión que abre la tapa de llenado, use el siguiente procedimiento: 1. Después de que el motor se enfríe, afloje cuidadosamente la tapa de llenado. Alivie lentamente la presión del sistema de enfriamiento. Entonces, quite la tapa de llenado. 2. Inspeccione cuidadosamente la tapa de presión. Vea si el sello está dañado. Vea si hay daños en la superficie de sellado. Quite cualquier basura que haya en la tapa, el sello o la superficie de sellado. Inspeccione cuidadosamente la tapa de llenado. Vea si hay daños en los sellos o en la superficie de sellado. Inspeccione los siguientes componentes para ver si hay substancias extrañas: o Tapa de llenado o Sello o Superficie del sello Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 20

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Quite los depósitos y saque cualquier material que encuentre en estos artículos. 3. Instale la tapa de presión en la Bomba de presurización 9S8140. 4.

Observe la presión exacta que abre la tapa de llenado.

5. Compare esa presión con la clasificación de presión que se encuentra en la parte superior de la tapa de llenado.

Prueba del Sistema de Refrigeración

6. Si la tapa de llenado está dañada, reemplace la tapa de llenado.

Use el siguiente procedimiento para comprobar si hay fugas en el radiador o en el sistema de enfriamiento. 1. Cuando el motor se haya enfriado, afloje la tapa de llenado hasta el primer tope. Deje que se alivie la presión del sistema de enfriamiento. Entonces, quite la tapa de llenado. 2. Asegúrese de que el refrigerante cubra la parte superior del núcleo del radiador. 3. Ponga la Bomba de presurización 9S-8140 sobre el radiador. 4. Use la bomba de presurización para aumentar la presión hasta un valor de 20 kPa (3 lb/pulg2) por encima de la presión de operación de la tapa de llenado. 5.

Vea si hay fugas en el exterior en el radiador.

6. Compruebe todas las conexiones y las mangueras del sistema de enfriamiento para ver si hay fugas. El radiador y el sistema de enfriamiento no tienen fugas si se cumplen todas las condiciones siguientes: No se observa ninguna fuga después de cinco minutos. El indicador de esfera permanece constante después de cinco minutos. o o

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 21

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

El interior del sistema de enfriamiento tiene fugas solamente si existen las condiciones siguientes: o o

La lectura del manómetro desciende. No observa ninguna fuga externa.

Haga cualquier reparación que sea necesaria.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 22

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Combustible

Motor 3054C Las Retroexcavadoras de la serie de “E” utilizan diversas bombas inyectoras dependiendo de si el motor es aspirado naturalmente o turbo comprimido. Ambas bombas se han utilizado en otros productos de Caterpillar. Estas no son reparables a menos que por los centros de servicio certificados del fabricante. Las máquinas equipadas con el motor 3054C DINA (no mostrado) tendrán una bomba tipo distribuidor mecánica, como es el caso de la Bosch EPVE. Estas bombas utilizan una leva, los rodillos, y los resortes para mover el émbolo distribuidor dentro y fuera de la camisa del distribuidor de combustible. Este movimiento crea el combustible presurizado que se distribuye a los inyectores. Las máquinas equipadas con turbocompresor, cuyo motor es el 3054C DIT tendrán una bomba tipo distribuidor con émbolo mecánica, marca Delphi DP210. Estas bombas contienen émbolos, un anillo de leva, y los botadores en el montaje del rotor. Mientras que el rotor da vuelta, el anillo de la leva fuerza los botadores y los émbolos adentro para aumentar la presión del combustible. El combustible presurizado entonces se dirige a los inyectores.

Bomba Bosch EPVE

Ambas bombas de inyección también se equipan de un solenoide de la parada de motor y del mecanismo automático de avance.

13 Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 23

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Esta ilustración recortada muestra la bomba de inyección usada en el 3054C naturalmente aspirado que es estándar en los modelos 416E/422E. La bomba tipo distribuidor tiene solamente una cámara de alta presión y un émbolo sin importar el número de cilindros del motor. El combustible se entrega a través de un conducto en el émbolo a los puertos de salida según lo determinado por el número de cilindros en el motor. Componentes Bomba Bosch EPVE

La bomba de inyección consiste de los sub-ensambles siguientes: Bomba de alimentación: Consiste en un bomba tipo paleta que toma combustible del tanque y provee el combustible al compartimiento de alta presión de la bomba. La bomba de transferencia es conducida por el eje impulsor de la bomba. Bomba de alta presión con distribuidor: Entrega el combustible a alta presión a través de un émbolo a las válvulas de salida. Los movimientos del émbolo son axiales debido a la rotación de la leva. El émbolo también es conducido por el eje impulsor de la bomba. Gobernador mecánico: Controla la velocidad del motor a través de varias gamas de carga. Los contrapesos controlan la posición de la palanca del regulador. Mecanismo automático de avance: Ajusta el comienzo de la entrega del combustible en función de velocidad y de carga de la bomba. Solenoide de parada del motor: Cuando está desenergizado, bloquea el combustible al émbolo para parar el motor. El eje de accionamiento de la bomba va alojado en el cuerpo de ésta. Sobre el va dispuesta en primer lugar la bomba de alimentación de paletas (también llamada bomba de transferencia). Detrás del eje se encuentra el anillo de rodillos, que no es solidario con el eje de accionamiento aunque se encuentra alojado, así mismo, en el cuerpo de la bomba. Por medio del disco de levas que se apoya sobre los rodillos del anillo y es accionado por el eje, se consigue un movimiento simultáneamente rotativo y longitudinal, que se transmite al émbolo distribuidor, el cual es guiado por la cabeza hidráulica, solidaria del cuerpo de la bomba. En este van fijados el dispositivo eléctrico de parada mediante corte de la alimentación de combustible, el tapón roscado con tornillo de purga y las válvulas de salida con los correspondientes acoples.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 24

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Componentes Bomba Bosch EPVE

El grupo regulador es movido por el accionamiento correspondiente solidario del eje conductor, a través de una rueda dentada. El grupo regulador va equipado con pesos centrífugos y el manguito regulador. El mecanismo regulador, compuesto por las palancas de ajuste, de arranque y tensora, va alojado en el cuerpo y es giratorio. Sirve para modificar la posición de la corredera de regulación del émbolo de bomba. En la parte superior del mecanismo regulador actúa el resorte de regulación, unido a la palanca de control a través del eje de esta. El eje va alojado en la tapa del regulador, mediante lo cual y a través de la palanca de control se actúa sobre el funcionamiento de la bomba. La tapa del regulador cierra por arriba la bomba de inyección. En el regulador van dispuestos, además, el tornillo de ajuste del caudal de plena carga y el tornillo de ajuste de régimen.

14

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

1.- Válvula reguladora de presión en el interior de la bomba. 2.- Grupo regulador del caudal de combustible a inyectar. 3.- Estrangulador (retorno a depósito). 4.- Cabezal hidráulico y bomba de alta presión. 5.- Bomba de alimentación de paletas. 6.- Variador de avance a la inyección. 7.- Disco de levas. 8.- Válvula electromagnética de parada.

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 25

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Componentes Bomba Bosch EPVE Sección Baja Presión

Los elementos que forman la parte de baja presión en las bombas rotativas son:

ABC-

Bomba de alimentación de Válvula reguladora de Estrangulador de

paletas. presión. rebose.

En el circuito de alimentación de los motores diesel, el combustible es aspirado del depósito mediante la bomba de alimentación de paletas y transportado al interior de la bomba de inyección. Para obtener en el interior de la bomba una presión determinada en función del régimen (nº de rpm), se necesita una válvula reguladora de presión que permita ajustar una presión definida a un determinado régimen. La presión aumenta proporcionalmente al aumentar el nº de rpm, es decir, cuanto mayor sea el régimen, mayor será la presión en el interior de la bomba. Una parte del caudal de combustible transportado retorna, a través de la válvula reguladora de presión a la entrada de la bomba de paletas. Además, para la refrigeración y auto purga de aire de la bomba de inyección, el combustible retorna al depósito de combustible a través del estrangulador dispuesto en la parte superior de la bomba.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 26

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

15 Los elementos que forman la parte de baja presión de una bomba de inyección: 1.- Eje de accionamiento 2.- Válvula reguladora de presión 3.Anillo de apoyo 4.- Rueda dentada de accionamiento del regulador de caudal de combustible; 5.- Garra del eje 6.- Anillo excéntrico 7.- Estrangulador Sección de Baja Presión: A. Bomba de alimentación de paletas: Esta montada entorno al eje de accionamiento de la bomba de inyección. El rotor (2) de paletas (1) esta centrado sobre el eje y es accionado por una chaveta. El rotor esta rodeado por un anillo excéntrico (3) alojado en el cuerpo.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 27

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Las cuatro paletas (1) del rotor (2) son presionadas hacia el exterior, contra el anillo excéntrico (3), por efecto del movimiento de rotación y de la fuerza centrifuga resultante. El combustible llega al cuerpo de la bomba de inyección a través del canal de alimentación y pasa, por una abertura en forma de riñón. Por efecto de la rotación, el combustible que se encuentra entre las paletas, es transportado hacia el recinto superior y penetra en el interior de la bomba de inyección a través de un agujero. Al mismo tiempo, a través de un segundo orificio, una parte del combustible llega a la válvula reguladora de presión

B. Válvula reguladora de presión: Situada cerca de la bomba de alimentación de paletas. Esta válvula es de corredera, ajustada por resorte, con lo que se puede variar la presión en el interior de la bomba de inyección según el caudal de combustible que se alimente. Si la presión de combustible excede un determinado valor, el embolo de la válvula abre el orificio de retorno, de forma que el combustible pueda retornar a la entrada de la bomba de alimentación de paletas. La presión de apertura de la válvula la determina la tensión previa del resorte de compresión.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 28

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

C. Estrangulador: Se encuentra roscado en la parte superior de la bomba de inyección. Permite el retorno de un caudal variable de combustible al deposito, a través de un pequeño orificio (diámetro 0.6 mm.). El orificio ofrece una resistencia a la salida de combustible, por lo que se mantiene la presión en el interior de la bomba. Como en el recinto interior de la bomba se necesita una presión de combustible exactamente definida de acuerdo con el régimen, el estrangulador y la válvula reguladora de presión están coordinados entre si en lo que al funcionamiento se refiere.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 29

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Bomba Bosch EPVE Sección Alta Presión

16 Los elementos de la bomba encargados de generar y distribuir el combustible a alta presión: 1.- Eje de accionamiento 2.- Disco cruceta 3.Anillo de 4.- Rodillo 5.- Disco de levas 6.- Arandelas de ajuste 7.- Embolo distribuidor 8.- Puente elástico 9.- Corredera de regulación 10.Cabeza 11.- Muelle 12.- Racor de impulsión (válvula de reaspiración).

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

rodillos

distribuidora

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 30

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Bomba Bosch EPVE Sección Alta Presión – Operación

El movimiento rotativo del eje de accionamiento (1) se transmite al émbolo distribuidor (7) por medio de un acoplamiento. Los dientes del eje de accionamiento y del disco de levas (5) engranan en el disco cruceta (2) dispuesto entre ellas. Por medio del disco de levas, el movimiento giratorio del eje de accionamiento se convierte en un movimiento de elevación y giro. El émbolo distribuidor es solidario del disco de levas por medio de una pieza de ajuste, y esta coordinado por un arrastrador. El desplazamiento del émbolo distribuidor hacia el punto muerto superior (PMS) esta asegurado por el perfil del disco de levas. Los dos resortes antagonistas del émbolo, dispuestos simétricamente, que reposan sobre la cabeza distribuidora (10) y actúan sobre el émbolo distribuidor a través de un puente elástico (8), que provocan el desplazamiento del émbolo al punto muerto inferior (PMI). Además, dichos muelles impiden que el disco de levas pueda saltar, a causa de la elevada aceleración, de los rodillos del anillo. Para que el émbolo distribuidor no pueda salirse de su posición central a causa de la presión centrifuga, se ha determinado con precisión la altura de los muelles antagonistas del émbolo que están perfectamente coordinados. La cabeza y el émbolo distribuidores, así como la corredera de regulación están tan exactamente ajustados entre sí (por rodaje) que su estanqueidad es total incluso a las presiones más elevadas. Las perdidas por fugas son ínfimas pero tan inevitables como necesarias para la lubricación del émbolo distribuidor. 1.-Cabeza distribuidora 2.- Embolo distribuidor 3.- Racor de impulsión 4.- Válvula de reaspiración (también llamada de impulsión) 5.- Corredera de regulación.

17 Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 31

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Bomba Bosch EPVE Sección Alta Presión – Operación

Fases de la generación y distribución del combustible a alta presión. Entrada de combustible: Con el émbolo (1) en posición PMI (Punto Muerto Inferior), el combustible entra al recinto de alta presión (5), a través del canal de entrada (3) y la ranura de control (4).

Alimentación de combustible: Durante la carrera de PMI hacia PMS (Punto Muerto Superior), el émbolo cierra el canal de entrada (3), sometiendo a presión al combustible que se encuentra en el recinto de alta presión (5). Durante el movimiento giratorio del embolo (1) la ranura de distribución (8) coincide con uno de los orificios que tiene la cabeza distribuidora (7) y que alimenta a uno de los inyectores.

Fin de alimentación. La alimentación de combustible concluye en cuanto la corredera de regulación (2) abre los orificios de descarga (9).

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 32

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Bomba Bosch EPVE Sección Alta Presión – Operación

Las fases que sirven para generar y distribuir el combustible a alta presión que se ven en el cuadro superior corresponden a la alimentación de uno de los cilindros del motor. En el caso de un motor de 4 cilindros el émbolo (1) describe un cuarto de vuelta entre las posiciones PMI y PMS y un sexto de vuelta si se trata de un motor de 6 cilindros. El combustible una vez comprimido y distribuido por el elemento bombeante se dirige a las válvulas de salida. La cantidad de válvulas de salida depende de la cantidad de cilindros del motor. Esta válvula aísla la tubería que conecta la bomba con el inyector de la propia bomba de inyección. La misión de esta válvula es descargar la tubería de inyección tras concluir la fase de alimentación de la bomba, extrayendo un volumen exactamente definido de la tubería para por una parte mantener la presión en la tubería (así la próxima inyección se realice sin retardo alguno), y por otra parte debe asegurar, igualmente, la caída brusca de la presión del combustible en los conductos para obtener el cierre inmediato del inyector, evitando así cualquier minina salida de combustible, unida al rebote de la aguja sobre su asiento.

1.- Salida de combustible hacia 2.- Pistón de expansión 3.- Cono de válvula 4.- Muelle 5.- Porta-válvula unida a la bomba.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

inyector

a

través

del

tubo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 33

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Al final de la inyección, la válvula desciende bajo la acción del muelle (4). El pistón de expansión (2) se introduce en el portaválvula (5), antes de que el cono de válvula (3) descienda sobre su asiento, aislando el tubo de alimentación de inyector (1). El descenso de la válvula (3) realiza una reaspiración de un determinado volumen dentro de la canalización, lo que da lugar a una expansión rápida del combustible provocando, en consecuencia, el cierre brusco del inyector.

Bomba Bosch EPVE Inyectores

La misión del inyector es introducir el combustible alimentado a alta presión por la bomba de inyección a la cámara de combustión del motor. El inyector consta de cuerpo y aguja. Ambos están ensamblados con una precisión de ajuste del orden de 2 a 4 micrómetros y solo deben utilizarse como unidad completa. El conjunto inyector/porta inyector va montado en la culata del motor. El porta inyector sirve para fijar el inyector en la culata, y para estanqueizarlo frente a la cámara de combustión. El tubo de alimentación desemboca en el porta inyector. Este tiene, además, 1.- conexión Entrada de combustible una para la fuga de combustible. 2.- Tuerca de racor para tubería de alimentación 3.- Conexión para combustible de retorno 4.- Arandelas de ajuste de presión 5.- Canal de alimentación 6.- Muelle 7.- Perno de presión 8.- Aguja del inyector 19 9.- Tuerca de fijación del porta inyector a la culata del motor.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 34

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Bomba Bosch EPVE Regulador de Velocidad

El comportamiento de los vehículos diesel es satisfactorio cuando el motor responde a cualquier movimiento del acelerador. Al ponerlo en marcha, no debe tender a pararse de nuevo. Cuando se varía la posición del pedal del acelerador, el vehículo debe acelerar o retener sin tirones. A idéntica posición del acelerador y con pendiente constante de la calzada, la velocidad de marcha debe mantenerse asimismo constante. Al dejar de pisar el acelerador, el motor debe retener el vehículo. En el motor diesel, estas funciones están encomendadas al regulador de régimen o también llamado regulador de la dosificación de combustible.

20 Regulador del ralentí El motor diesel no funciona con un régimen de ralentí inferior al prefijado, si dicho régimen ha sido regulado. Regulación del régimen máximo En caso de bajada de régimen máximo de plena carga esta limitado al de ralentí superior. El regulador considera esta situación y retrae la corredera de regulación hacia la dirección de parada. El motor recibe menos combustible. Regulación de regímenes intermedios Esta función corre a cargo del regulador de todo régimen. Con este tipo de regulador también se pueden mantener constantes, dentro de determinados limites, los regímenes comprendidos entre el de ralentí y el máximo.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 35

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Además de sus funciones propias, al regulador se le exigen funciones de control: - Liberación o bloqueo de un caudal mayor de combustible necesario para el arranque. - Variación del caudal de plena carga en función del régimen (corrección). Para estas funciones adicionales, se precisan, en parte, dispositivos adaptadores. Bomba Bosch EPVE Variador de Avance

Este dispositivo de la bomba rotativa de inyección permite adelantar el comienzo de la alimentación en relación con la posición del cigüeñal del motor y de acuerdo con el régimen, para compensar los retardos de inyección e inflamación. La posición inicial del embolo del variador de avance en la bomba de inyección rotativa la mantiene el muelle tarado del variador. Durante el funcionamiento, la presión de combustible en el interior de la bomba la regula, en proporción al régimen, la válvula reguladora de presión junto con el estrangulador de rebose. Por consiguiente la presión de combustible creada en el interior de la bomba se aplica por el lado del émbolo opuesto al muelle del variador de avance. La presión del combustible en el interior de la bomba solo vence la resistencia inicial del muelle y desplaza el émbolo del variador a partir de un determinado régimen (300 rpm). El movimiento axial del embolo se transmite al anillo de rodillos montado sobre cojinete por medio de la pieza deslizante y el perno. Esto hace que la disposición del disco de levas con respecto al anillo de rodillos varié de forma que los rodillos del anillo levanten, con cierta antelación, el disco de levas en giro. El disco de levas y el embolo distribuidor están, por tanto, desfasados en un determinado ángulo de rotación con respecto al anillo de rodillos. El valor angular puede ser de hasta 12º de ángulo de levas (24º de ángulo de cigüeñal).

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 36

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

21 Sección del variador de avance:

Bomba Bosch EPVE Dispositivo de Parada

1.- Cuerpo de la bomba; 2.- Anillo de rodillos; 3.- Rodillo; 4.Perno; 5.- Orificio del émbolo; 6.- Tapa; 7.- Embolo; 8.- Pieza deslizante; 9.- Muelle.

La parada del motor diesel se efectúa interrumpiendo la entrada de combustible (1). Debido a su principio de funcionamiento (auto inflamación), el motor diesel solo puede pararse cortando la alimentación de combustible.

22

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 37

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Bomba Delphi DP210

23 La bomba inyectora mecánica es una alternativa para aplicaciones en motores diesel que deban cumplir las normas de emisión Tier II de Estados Unidos. Para ayudar a cumplir los demandantes desafíos de estas normas, la bomba DP 210 extiende la capacidad de rendimiento incluyendo control de avance mejorado, curva de torque/combustible incrementada y una mejor sincronización bomba-motor. El diseño de esta bomba se basa en sus antecesores, los componentes principales son:  Entrada de combustible con variación de presión y compensador de viscosidad.  Bomba de transferencia con regulador de presión y regulador de rango.  Cuatro elementos bombeantes con capacidad de llenado mejorada.  Sistema distribuidor con zona de alta presión de volumen reducida.  Anillo de levas interno con plato helicoidal.  Control de avance con válvula de avance de carga liviana mejorada.  Válvula de medición.  Regulador de velocidad mecánico.  Limitador de torque con provisión de combustible en exceso.  Solenoide de parada eléctrico. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 38

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Bomba Delphi DP210 Ventajas

 El mecanismo de control de sincronización de inyección ha sido mejorado para cumplir con la legislación vigente de emisiones. La sincronización de inyección retrasada a plena carga reduce la emisión de oxido nitroso, pero para mantener un margen para sobrecarga, se ha mejorado la capacidad del avance a baja carga a 28  de giro del motor. Para proveer un avance consistente la válvula de baja carga es ajustada en cada bomba y la velocidad de avance es controlada por un freno fijado al rango de velocidad del equipo.

 El grafico de la curva de torque se ha mejorado usando un limitador de torque que mejora la capacidad de entrega de combustible en 120 mm por carrera de bombeo permitiendo incrementar el nivel de reserva de torque.  Sincronización del motor en condiciones frías. El dispositivo de avance en frío actuado por solenoide esta disponible para prevenir el mal encendido del combustible cuando la temperatura del refrigerante es baja.

Sincronización dinámica. Nuevo métodos de medición y ajuste de la sincronización, han sido desarrollado para cumplir las normas de emisión. Una vez que la bomba es ajustada el eje de mando debe ser trabado usando un dispositivo para tal fin.



Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 39

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Bomba Delphi DP210 Diagrama

24 Esta compuesto por un cabezal hidráulico que en su interior posee pasajes que permiten que el flujo de combustible vaya de la bomba de transferencia hacia la válvula medidora y de esta al rotor. El rotor esta localizado también en el cabezal hidráulico y permite que el combustible fluya a la válvula de distribución. El rotor tiene cuatro conductos de entrada y uno de salida. El funcionamiento del rotor es igual a los sistemas antes mencionados y este sistema también posee válvula reguladora de la presión de transferencia y solenoide de parada. Todos estos componentes funcionan de la misma manera que en los otros sistemas. La válvula medidora controla la cantidad de combustible que va hacia el cabezal hidráulico. Esta válvula esta conectada al regulador de velocidad. En la válvula medidora hay una lumbrera cónica maquinada en línea con la ranura de control de distribución y que trabaja con la válvula de baja carga. El trabajo de la válvula de baja carga y la válvula medidora es contrarrestar la velocidad normal del sistema de avance. Durante condiciones de funcionamiento con baja carga se reduce el recorrido de apertura de los émbolos en el rotor, durante la carrera de llenado de la cámara. Esto se consigue retrasando el Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 40

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

punto del contacto de los rodillos de los émbolos (botadores) y las levas del anillo, retrasando la inyección. Al girar la válvula medidora dentro del cabezal, por acción del regulador de velocidad, una línea de flujo pequeño o grande, va desde el pistón de avance a la caja de levas. La relación entre la lumbrera y la ranura de control de distribución es tal que, si se reduce el flujo en la ranura, también lo hace en la lumbrera. De esta manera la señal aplicada al pistón de avance incrementa el avance de inyección. El control de la presión del múltiple de admisión (presión del turbo o de refuerzo) ajusta la distribución del combustible máximo de acuerdo a dicha presión. Un incremento de la presión provoca un movimiento en el plato (plate scroll) y los émbolos aumentan su recorrido, ingresando mas combustible que luego se dirige a los inyectores para aumentar la potencia del motor. El limitador de torque permite regular el volumen máximo de combustible que puede ser quemado a plena carga, libre de humos residuales. Las válvulas distribuidoras (Delivery valves) son válvulas check que permiten el flujo de combustible desde la bomba inyectora a los inyectores. Son la encargadas, también, de reducir la presión y mantener una presión residual, de las líneas luego de la inyección. La válvula de bloqueo (latch valve) previene la transferencia de presión al mecanismo de avance automático, para prevenir un avance prematuro. El mecanismo de avance automático progresivamente avanza el inicio de la inyección a medida que aumentan las rpm del motor. El avance se produce al girar el anillo de levas modificando el instante en que las levas atacan a los rodillos de los émbolos. Dicha acción se produce cuando un resorte dentro del mecanismo mueve un pistón, que esta en contacto con el anillo, al mismo tiempo que la presión de transferencia, sobre el lado izquierdo del pistón lucha contra el resorte del avance. Una válvula check evita que el combustible retorne desde el avance, debido a la carga de la leva y cuando las rpm del motor se reducen, permite la salida del combustible. El dispositivo de arranque en frió permite reducir el humo blanco avanzando la sincronización para mejorar la combustión en climas fríos. Una vez que el motor llego a la temperatura normal de funcionamiento el dispositivo libera el mecanismo de avance automático y permite un avance a la inyección acorde al régimen.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 41

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

25

26

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 42

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

El resorte del mecanismo de avance automático, traba el anillo de levas en la posición de retardo máximo para la posición de arranque. A medida que las RPM del motor se incrementan, la presión de la bomba de transferencia también lo hace y mueve el pistón contra el resorte, provocando que el anillo de levas rote y avance el comienzo de la inyección.

27 Durante la carrera de admisión, el combustible presurizado ingresa, por uno de los cuatro orificios de entrada, al rotor, y fuerza a los émbolos (plungers) a salir hacia el anillo de levas. El rotor continúa girando y los botadores de los émbolos al hacer contacto con las levas del anillo, empujan a los émbolos hacia adentro, comenzando la carrera de compresión, elevando la presión del combustible. El combustible a presión sale del rotor, rumbo al inyector, por uno de los orificios de salida. Cada inyector posee un orificio de salida en el rotor.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 43

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema Common Rail Caterpillar

El sistema Common Rail al igual que los sistemas convencionales comparte algunos componentes como ser: 1-Tanque de Combustible, 2-filtro primario, 3-bomba transfusora, 4-filtro secundario y tuberías de retorno. Como podremos observar la gran innovación de este sistema es una bomba de alta presión de combustible. Esta misma nos permite elevar la presión de combustible de 43 PSI generada por la bomba trasfusora a 23.200 PSI, Esta presión se ve reflejada en el múltiple de combustible (Rail) el cual alimenta a los inyectores para poder ingresar el combustible a los cilindros.

Sistema de Baja Presión

El sistema de combustible Common Rail incluye un circuito de baja presión de combustible y un circuito de alta presión de combustible. Este esquema muestra el flujo de combustible a través del circuito de baja presión de combustible. El circuito de baja presión entrega combustible filtrado a la bomba de inyección de alta presión a un ritmo constante. El circuito de baja presión de combustible también es utilizado para enfriar el ECM.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 44

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

El circuito de baja presión se compone de los siguientes componentes principales que se utilizan para entregar combustible a baja presión en el orden de 296 - 400 kPa (43 - 58 psi) a la bomba de inyección de combustible: -

Primario

filtro

de

combustible

(10

o

20

micrones)

- Filtro de combustible secundario (alta eficiencia o ultra alta eficiencia de 2 micrones) - Filtro terciario de combustible (de alta eficiencia o ultra alta eficiencia de 2 micrones) (instalado en la mayoría de las aplicaciones) -

El

depósito

de

combustible

- Líneas de Suministro y líneas de retorno a los distintos componentes. - Bomba de Transferencia de combustible extrae el combustible del tanque y lo suministra a la bomba de inyección - Bomba de cebado de combustible (eléctrico o manual) se utiliza para evacuar el aire del sistema de combustible. . NOTA: El ECM del motor C4.2 no es enfriado por el combustible. En algunos motores C6.6, C4.4, C6.4 el ECM del motor puede no ser enfriado por el combustible.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 45

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Alta Presión

El circuito de alta presión entrega combustible desde la bomba inyectora a la rampa de inyección y luego a los inyectores. La bomba de alta presión envía combustible a una presión superior a 160 MPa (23200 PSI) a los inyectores en los motores C4.4/C6.6 y de 130 MPa (18855 PSI) en los motores C4.2/C6.4. El solenoide de la bomba de alta presión controla la presión de salida de combustible permitiendo que parte del combustible regrese al tanque. Además, una pequeña cantidad de combustible circula por los inyectores de regreso a la bomba de transferencia para mantener refrigerados a los inyectores de combustible. Un sensor de presión en la rampa de combustible monitorea la alta presión de combustible y envía una señal de entrada al ECM para mantener una presión de combustible óptima a cualquier temperatura y carga del motor.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 46

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Si la presión de combustible en la rampa supera los 23.200 PSI, el ECM grabará un código de diagnóstico, limitará las revoluciones del motor a 1300 rpm, la presión de refuerzo y la sincronización de los inyectores. Una válvula de alivio montada en la rampa de combustible protege al sistema de altas presiones. La válvula abre a presiones constantes de 23200 PSI.

La bomba de alta presión tiene dos pistones de bombeo y dos camones. En los motores de 4 cilindros cada camón posee dos lóbulos de levas, mientras que en los motores de 6 cilindros cada camón posee tres lóbulos de levas, lo que causa que en cada vuelta del eje de la bomba se inyecten 2 y 3 veces respectivamente. Montado en la bomba de alta presión, se encuentra la bomba de transferencia de combustible y el sensor de velocidad y tiempo secundario. El sensor de velocidad y tiempo secundario determina en combinación con el primario, la velocidad y sincronización del motor. Si el sensor secundario falla mientras el motor está funcionando, el ECM no parará el motor y energizará a los inyectores basado en la información del sensor primario de velocidad y tiempo. Si el motor se encuentra detenido cuando el sensor secundario falla, el ECM inhibirá el arranque del motor. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 47

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Inyectores Common Rail

Cuando el ECM energiza el solenoide (comienzo de la inyección), el perno de la válvula solenoide se levanta y permite el paso de combustible desde la rampa de combustible hacia la tobera del inyector. Cuando el solenoide es desenergizado por el ECM, la válvula cierra y bloquea el paso de combustible

Las grandes ventajas que presenta este sistema son la sencillez, la confiabilidad, el bajo nivel de ruido y contaminación debido a que acortamos al máximo el Ínter tiempo. El Intertiempo es el tiempo desde que comienza la inyección hasta que comienza la ignición, esto nos permite realizar mas de una inyección por ciclo por lo cual se realiza una combustión más completa. Caterpillar implementó este sistema a partir del año 2006 en su amplia gama de motores.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 48

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Lubricación

28

Una bomba de aceite tipo gerotor proporciona la presión para el sistema de lubricación. El engranaje del cigüeñal impulsa un engranaje loco inferior. El engranaje loco inferior impulsa el engranaje de la bomba de aceite. La bomba tiene un rotor interior y un rotor exterior. Los ejes de rotación de los rotores están descentrados uno con relación al otro. Hay un ajuste de interferencia entre el rotor interior y el eje motriz. El rotor interior tiene cinco lóbulos que engranan con los seis lóbulos del rotor exterior. Cuando la bomba gira, aumenta la distancia entre los lóbulos del rotor exterior y los lóbulos del rotor interior para producir succión. Cuando la distancia disminuye entre los lóbulos, se produce presión. El aceite lubricante fluye desde el colector de aceite a través de un colador y un tubo al lado de succión de la bomba de aceite del motor. El aceite lubricante fluye desde el lado de salida de la bomba a través de un tubo y un conducto hasta la cabeza del filtro de aceite. El aceite fluye entonces desde la cabeza del filtro, a través de un tubo, a un enfriador de aceite de tipo plancha. El enfriador integral de aceite está ubicado en el lado izquierdo del bloque de motor. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 49

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Lubricación

Desde el enfriador de aceite, el aceite regresa a través de un tubo a la cabeza del filtro de aceite. El aceite fluye entonces desde la cabeza del filtro a la válvula de derivación y desde la válvula de derivación al filtro de aceite. El aceite fluye desde el filtro de aceite, a través de un conducto taladrado en el bloque de motor, al conducto de aceite. El conducto de aceite está taladrado a todo lo largo del lado izquierdo del bloque de motor. Si el filtro de aceite está en el lado derecho del motor, el aceite fluye a través de un conducto taladrado en el bloque de motor, al conducto de presión. El aceite lubricante fluye desde el conducto de aceite a través de conductos de alta presión a los cojinetes de bancada del cigüeñal. Entonces, el aceite fluye a través de los conductos en el cigüeñal a los muñones de los cojinetes de biela. Las salpicaduras de aceite y la neblina de aceite lubrican los pistones y los orificios de los cilindros. El aceite lubricante fluye desde los cojinetes de bancada a través de conductos en el bloque de motor a los muñones del árbol de levas. Entonces, el aceite fluye desde el segundo muñón del árbol de levas hasta la culata a una presión reducida. El aceite entra entonces en el eje del balancín a una presión reducida a los cojinetes de las palancas del balancín. Las salpicaduras de aceite y la neblina de aceite lubrican los vástagos de válvula, los resortes de válvula y los levanta válvulas. El aceite del conducto de aceite lubrica la maza del engranaje loco. Los engranajes de sincronización se lubrican con salpicaduras de aceite. El aceite de una conexión en el lado derecho del bloque de motor lubrica los turbocompresores montados lateralmente. Una tubería externa desde el bloque de motor proporciona aceite al turbocompresor. El aceite fluye entonces a través de una tubería al colector de aceite. Los turbocompresores montados en la parte superior se cargan desde la cabeza del filtro de aceite o de una conexión en el lado derecho del bloque de motor. Estos motores tienen boquillas de enfriamiento de pistón que reciben aceite del conducto de aceite. Las boquillas de enfriamiento de pistón rocían aceite lubricante en el lado inferior de los pistones para enfriarlos.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 50

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Lubricación

Las condiciones siguientes causarán una baja presión de aceite. 

El nivel de aceite en el cárter es bajo.



Existe una restricción en la rejilla de succión de aceite.



Las conexiones en las tuberías de aceite tienen fugas.



Los cojinetes de biela o de bancada están desgastados.



Los rotores de la bomba de aceite están desgastados.



La válvula de alivio de presión de aceite funciona mal.

Una válvula de alivio de presión de aceite desgastada puede dejar que el aceite se fugue por la válvula, lo cual reduce la presión del aceite. Cuando un motor con turbocompresor funciona a la temperatura de operación normal y a velocidad alta en vacío, la presión del aceite debe ser de 280 kPa (40 lb/pulg2) como mínimo. Una presión inferior es normal a baja velocidad en vacío. Se puede usar el Grupo de pruebas hidráulicas 4C-4890 para comprobar la presión del sistema de lubricación. La alta presión de aceite puede ser causada por las siguientes condiciones. 

El resorte de la válvula de alivio de presión de aceite está mal instalado.  El émbolo de la válvula de alivio de presión de aceite está atascado en la posición cerrada.  Hay un exceso de sedimentos en el aceite, lo que aumenta mucho la viscosidad del aceite. Los pistones o los anillos dañados pueden causar demasiada presión en el cárter. Esto hará que el motor no funcione con suavidad. Surgirán del respiradero del cárter más vapores (escape) que la cantidad normal. El respiradero se puede restringir entonces en un tiempo muy corto, causando fugas de aceite en las empaquetaduras y sellos que normalmente no tendrían fugas. El escape también puede ser causado por guías de válvulas desgastadas o por un sello de turbocompresor averiado.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 51

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema Eléctrico

29 La serie “E” de Retroexcavadoras está equipada con un sistema eléctrico convencional de 12 volt con negativo a tierra, con alternador de 100 ó 120 Amper. El alternador de 100 Amper se utiliza en los modelos 416E/422E. Los modelos 420E/428E/430E/432E/434E/442E y 444E están equipados con el alternador de 120 Amper. Las baterías se encuentran debajo de la cabina sobre el lateral derecho del equipo y pueden ser accedidas abriendo la tapa debajo del estribo de la cabina. Las maquinas estándar se encuentran equipadas con baterías de 12 volt de libre mantenimiento que provee energía al sistema. Las maquinas pueden estar equipadas con dos baterías con un alternador especial para uso en climas fríos o para operación de luces adicionales (accesorios). El sistema no posee interruptor de desconexión, salvo en aquellos equipos que se solicite como accesorio, es decir que para desenergizar el sistema eléctrico, se debe remover el terminal negativo de batería en caso de no contar con corte por llave.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 52

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema Eléctrico Diagrama

30 El sistema de arranque y carga de las maquinas de la serie “E” es similar al utilizado en los modelos anteriores de la serie “D”. Cuando el interruptor de la llave de arranque se encuentra en la posición de ARRANQUE y la palanca de dirección de la transmisión está en NEUTRAL, el relé de arranque es energizado a través de la palanca de la transmisión. Con el relé de arranque cerrado, la energía desde las baterías energiza el solenoide y el motor de arranque. El motor de arranque acopla con la corona del volante del motor y el motor arranca. Si la palanca de la transmisión no se encuentra en NEUTRAL, la energía eléctrica no llegará al relé de arranque, de manera que el motor no arrancará. Para arranque en climas fríos, el interruptor de ayuda de arranque puede ser utilizado para energizar las bujías incandescentes. Estas bujías reemplazan al arranque térmico y bobina utilizado anteriormente. Un relé de ayuda de arranque ha sido agregado al circuito de ayuda de arranque. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 53

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema Eléctrico – Ubicación de Componentes

Para mayor detalle del sistema eléctrico en general, consulte el diagrama esquemático RENR 6449 para los modelos 416, 422 y 428E y RENR6481 para 420, 430, 432, 434, 442 y 444E.

31

Localizado a la entrada de cada una de las puertas de cabina, se encuentran tomas de alimentación de 12 volt (1). NOTA: la toma de alimentación de 12 volt en el lateral izquierdo no se encuentra disponible en los equipos 416E, 422E y 428E.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 54

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema Eléctrico – Ubicación de Componentes

También localizado en el interior de la cabina, detrás de la puerta derecha, se encuentra el conector del ET (2) y el panel de fusibles (3).

32

Ahora, podemos observar el panel de fusibles (1) con la tapa removida (2). El panel de fusibles contiene una calcomanía que muestra la ubicación de fusibles y relés. Los relés mostrados son: 4. Alarma de retroceso (K1)

9. No utilizado (K6)

5. Bocina (K2)

10. Control de Rodado (K7)

6. Luz Posición (K3)

11. Freno AWD (K11)

7. Traba Diferencial (K4)

12. Desacople Implementos (K9)

8. No utilizado (K5)

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 55

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

NOTA: Hay 6 fusibles (no visibles) por cada tres módulos de relés. Los fusibles están localizados próximos al panel. Parte de la consola debe ser removida para acceder a los módulos de los relés de potencia y fusibles. Sistema Eléctrico – Pruebas

33 1.

Mantenimiento Preventivo de las Baterías

Muchos productos nuevos Cat están usando baterías libres de mantenimiento. Estas baterías necesitan procedimientos de prueba diferentes de los que se usan con las baterías convencionales. Como las baterías libres de mantenimiento no tienen tapones de ventilación, no es posible comprobar la densidad específica del electrolito, es decir que no se puede usar un hidrómetro. Hay que comprobar el voltaje de la batería para determinar su estado de carga. Mida el voltaje en circuito abierto de la batería. Use un voltímetro digital, ponga el voltímetro en la escala de 20 voltios CC y toque con los cables del multímetro los terminales de la batería. Si el voltaje de la batería es de 12,40 voltios o más, se puede usar esa batería. Pero si el voltaje de la batería es inferior a 12,40 voltios, debe recargarse para que pueda funcionar correctamente. Si se está considerando una batería libre de mantenimiento por cuestiones de garantía, debe hacerse la misma comprobación del Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 56

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

voltaje antes de hacer una prueba de carga. Si una batería libre de mantenimiento tiene un voltaje inferior a 12,40 voltios, no pasará una prueba de carga, pero todavía puede ser una batería buena cuando se haya recargado. Cuando las baterías libres de mantenimiento están muy descargadas, es posible que no se recarguen bien si simplemente se arranca el motor utilizando cables auxiliares. Los alternadores Cat producen 13,8 voltios en productos de 12 voltios y 27,5 voltios en productos de 24 voltios. Pero es posible que se necesiten 16 voltios (o 32 voltios en productos de 24 voltios) para que comience la recarga de la batería. Caterpillar sugiere algunos pasos relativamente sencillos para asegurar mayor fiabilidad y duración de las baterías.  Lo más importante es comprobar los niveles de electrolito en los intervalos apropiados. Las baterías convencionales deben comprobarse cada 100 horas. En las baterías de bajo mantenimiento, los niveles del electrolito deben comprobarse cada 250 horas. En las baterías libres de mantenimiento no es necesario comprobar el nivel de ácido. Si el nivel del electrolito es bajo, añada agua destilada solamente para evitar que entren contaminantes a la batería.  Mientras comprueba el nivel del electrolito, haga algunas otras inspecciones visuales. 1.¿Hay algún indicio de daño o de corrosión en los terminales de la batería, en la caja de la batería o en los cables? Si lo hay, limpie o reemplace los componentes que lo necesiten. Lo mejor para limpiar es usar una disolución de bicarbonato de sodio y agua (1 _ tazas de bicarbonato por cada galón de agua). La inspección visual le puede alertar también en caso de que la batería esté agrietada, lo cual puede notarse solamente si se ve corrosión en la bandeja de la batería. 2.¿Están los sujetadores apretados correctamente?. Las vibraciones pueden destruir una batería con mayor rapidez que cualquier otra cosa. 3.¿Hay basura debajo de la batería? Si la hay, debe quitarse al apretar los sujetadores, porque la basura podría causar que se hicieran agujeros en la caja de la batería por donde se podría escapar el electrolito.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 57

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

4.¿Están todas las tapas de ventilación instaladas correctamente? Puede ser peligroso si se pierden las tapas de ventilación y se contamina la batería. 5.¿Están apretadas las correas del alternador? Si no lo están, la batería no se cargará correctamente y su rendimiento no será el esperado. 6.¿Cuál es el voltaje de salida del alternador? Use un voltímetro para medirlo. Esto identificará si el voltaje de carga es bajo debido a una correa de ventilador floja o si el voltaje es alto; ambos pueden dañar la batería. El voltaje de carga del alternador debe estar entre 13,5 y 14,5 voltios para un sistema de 12 voltios y entre 27,0 y 29,0 voltios para un sistema de 24 voltios. Aunque las baterías libres de mantenimiento no requieren que se compruebe el nivel del electrolito, haga los pasos 1,2, 3, 5 y 6 cada mil horas para conseguir la duración máxima de la batería.  Otro factor importante para prolongar la duración de las baterías es almacenarlas correctamente. Las baterías son artículos perecederos y pueden perder su capacidad si no se usan. Las baterías se descargan con más rapidez a altas temperaturas, por lo que deben almacenarse en el lugar más frío posible. Cargas de corriente eléctrica pequeñas pero constantes, como alternadores sin escobillas, aparatos electrónicos, relojes, etc., pueden descargar una batería cuando no se está usando. Si no se va a usar una máquina durante 30 días o más, desconecte el interruptor general o quite el cable de tierra (negativo) de la batería.  El paso siguiente es comprobar la carga de las baterías. Este paso se llama comprobar el voltaje en circuito abierto. Use un voltímetro digital, ponga el voltímetro en la escala de 20 voltios CC y toque con los cables del multímetro los terminales de la batería con el motor apagado. Si el voltaje de la batería es de 12,40 voltios o más (para una batería de 12 voltios), la batería está suficientemente cargada. Pero si el voltaje de la batería es inferior a 12,40 voltios, la batería debe recargarse. Si la batería se ha cargado recientemente, debe eliminarse la carga de superficie antes de hacer esta prueba. Para eliminar la carga de superficie, haga girar el motor durante cinco segundos con el combustible cerrado o encienda los faros delanteros durante un minuto aproximadamente. Después se puede medir con precisión el voltaje en circuito abierto. Si el voltaje de la batería en circuito abierto es inferior a12,40 voltios, la batería debe recargarse. Se obtendrán los mejores resultados con el método de carga lenta. La batería debe cargarse a la velocidad recomendada por el fabricante o a 3% de Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 58

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

la clasificación de Corriente de arranque en frío (CCA). Por ejemplo, la batería 8D de Caterpillar tiene una clasificación de 1250 CCA. La velocidad de carga debe ser de 37 amperios aproximadamente. 2.

Prueba de la salida del Alternador

El personal de servicio necesita frecuentemente un procedimiento para determinar si un alternador o un generador está funcionando correctamente o si es necesario reemplazarlo. Este procedimiento general es válido para cualquier tipo de sistema, voltaje o régimen de carga: 1. Ponga el cable positivo (+) del multímetro en el terminal B+ del alternador. Ponga el cable negativo (-) en el terminal negativo (-) del alternador. Ponga el amperímetro de abrazadera alrededor del cable de salida positivo del alternador. 2. Apague todos los accesorios eléctricos. Con el suministro de combustible cerrado, haga girar el motor durante 30 segundos. Espere dos minutos para que se enfríe el motor de arranque. Si el sistema parece cumplir con las especificaciones, haga girar de nuevo el motor durante 30 segundos. NOTA: Cuando se hace girar el motor durante 30 segundos, se descargan parcialmente las baterías para hacer una prueba de carga. Si la carga de las baterías ya es baja, sáltese este paso. Arranque el motor con un sistema auxiliar o cargue las baterías según sea necesario. 3. Arranque el motor y hágalo funcionar a media aceleración. 4. Compruebe inmediatamente la salida de corriente. Esta corriente de carga inicial debe ser igual o mayor que la corriente plena de salida que se indica en el Manual de Servicio. 5. Aproximadamente durante los primeros 10 minutos a media aceleración (o un poco más tarde, dependiendo del tamaño de la batería, de su condición y de la clasificación del alternador), el voltaje de salida del alternador debe ser de 27,5 más o menos 1 voltio, indicando que el alternador está funcionando de acuerdo con las especificaciones.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 59

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante 

Sistema de 12 voltios – 13,8 ± 0,5 voltios

6. Durante este periodo la corriente de carga debe bajar gradualmente hasta menos de 10 amperios aproximadamente, dependiendo de nuevo de las capacidades de la batería y del alternador. Vea la tabla.

34 3.

Prueba del motor de arranque sobre el motor

Este es un procedimiento general para ayudar al personal de servicio a determinar si es necesario reemplazar un motor de arranque. Este procedimiento NO pretende cubrir todos los problemas y situaciones posibles, sino que pretende servir solamente como una guía. Se trata principalmente de los circuitos de 24 voltios que son los más comunes, y se indica cuando es aplicable a circuitos de 12 voltios. El sistema de componentes:…    

arranque

tiene

normalmente

cuatro

Interruptor de arranque… Relé de arranque… Solenoide del motor de arranque… Motor de arranque

La única excepción a este circuito típico para girar el motor es que en algunos motores pequeños no se necesita el relé de arranque. En ese caso, el interruptor de arranque está conectado directamente al solenoide del motor de arranque. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 60

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

El voltaje de la batería (corriente eléctrica) disponible durante el giro del motor depende de la temperatura de las baterías. Vea la Tabla A.

35

Esta tabla es solamente una GUIA de lo que se puede esperar de un sistema NORMAL. La Tabla B muestra la caída de voltaje máxima permisible en el circuito de alta corriente de la batería al motor de arranque. Estos valores son valores máximos para motores con más de 2000 horas de servicio aproximadamente. Motores más nuevos tienen una caída de voltaje más baja.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 61

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

36

Caídas de voltaje superiores a las indicadas en la tabla son causadas normalmente por conexiones flojas o corroídas o por malos contactos de interruptores. El procedimiento de diagnóstico puede reducirse a lo siguiente: … confirme que las baterías están dentro de las especificaciones … los interruptores y los cables desde las baterías al motor de arranque no están causando una pérdida de voltaje demasiado alta Comprobación del motor de arranque NOTA: Este procedimiento se aplica cuando el motor de arranque gira muy lentamente o no gira del todo. Prueba A. Compruebe el voltaje de la batería en los terminales de la batería mientras se gira, o se intenta, girar el motor. NOTA: Use los terminales que representan 12 ó 24 voltios. No mida el voltaje en las abrazaderas de los terminales. 1.¿Es el voltaje medido igual o mayor que el que se muestra en la Tabla A? … Sí - Vaya a la prueba B …No - El voltaje en las baterías es demasiado bajo. Examine las baterías

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 62

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

.… Opcional: Inspeccione el motor de arranque para ver si está cortocircuitado usando el Amperímetro de abrazadera 8T0900.(Si el voltaje en el poste de la batería está a menos de 2 voltios aproximadamente del valor más bajo en la gama de temperatura aplicable en la Tabla A, y si cables de arranque más grandes se calientan, esto ya sugiere que el motor de arranque está cortocircuitado sin necesidad de usar el Amperímetro 8T0900). Prueba B. Mida el voltaje del motor de arranque entre los puntos TP4 y TP5 mientras se gira, o se intenta girar el motor. 1.¿Es el voltaje igual o mayor que el que se muestra en la Tabla A? … Si – Las baterías y los cables de arranque desde las baterías hasta el motor están eléctricamente dentro de las especificaciones. Vaya a la Prueba C. …No – La caída de voltaje (pérdida} entre las baterías y el motor de arranque es demasiado grande. Vaya al paso siguiente .… Opcional: Inspeccione el motor de arranque para ver si está cortocircuitado usando el Amperímetro de abrazadera 8T0900.(Si el voltaje en el poste de la batería está a menos de 2 voltios aproximadamente del valor más bajo en la Tabla A, los cables de arranque grandes se calientan y se confirma que el motor de arranque está cortocircuitado sin necesidad de usar el Amperímetro 8T0900). Vaya al paso siguiente. 2. Mida las caídas de voltaje en el circuito de giro de acuerdo con la Tabla B. ¿Están todos los voltajes dentro de las especificaciones? … Sí – Compruebe el motor. Vaya a la Prueba C .… No – Repare y/o reemplace los componentes eléctricos defectuosos.

Prueba C. Mueva el motor con una barra para asegurarse que no está trabado. Compruebe la viscosidad del aceite del motor, las cargas parasíticas, etc. 1.¿Está el motor trabado y/o es difícil hacerlo girar? … Si – Repare el motor según sea necesario Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 63

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

.… No – Vaya al paso siguiente. 2.¿Gira el motor de arranque? (Probablemente funciona muy lento) … Sí – Reemplace el motor de arranque. … No – Ponga atención para ver si oye el fallo al engranar (el sonido causado por el piñón golpeando, pero no engranando, la corona). Si esto ocurre, desconecte la llave de arranque. Póngala luego en la posición de girar el motor y probablemente el piñón engranará con la corona y hará girar el motor. NOTA: El fallo de engranar el piñón con la corona y los contactos abiertos del solenoide del motor de arranque producen las mismas lecturas eléctricas. O sea, se activa el solenoide, pero los contactos del solenoide no pueden cerrarse para activar el motor de arranque porque el piñón ha golpeado contra el borde la corona. Cuando el problema es que el piñón no ha engranado, en el 90% de los casos el motor girará al segundo intento. 3.¿Ha habido un fallo de engranar el piñón con la corona? … Si – Intente otra vez hacer girar el motor. … No – Reemplace el motor de arranque.

NOTA: los procedimientos detallados anteriormente sobre “Pruebas al Sistema Eléctrico” son procedimientos generales, por lo que si no está totalmente satisfecho o desea corroborar si hay algún procedimiento puntual, diríjase al Manual de Servicio, sección Pruebas y Ajustes del equipo que se encuentre inspeccionando.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 64

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

TREN DE FUERZA

Transmisión

La transmisión estándar de contra eje, es similar a la transmisión utilizada en los modelos de la Serie “D”. Un engranaje conductor de avance ha sido agregado, para incrementar la velocidad máxima de la maquina a 40 km./h (25 mph) al igual que la transmisión automática. El nuevo engranaje podrá observarse en los siguientes diagramas. La transmisión estándar es de 4 velocidades, mando directo, engranajes helicoidales y sincronizada con acople hacia delante y Atrás en forma hidráulica. Cada paquete de discos y embragues es controlado por válvulas solenoides. Una palanca actuada manualmente realiza los cambios de velocidad a través de los cuatro rangos de velocidad sincronizada.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 65

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Transmisión estándar con mando en dos ruedas

37 La potencia proveniente del motor es transmitida al convertidor de torque y de éste al eje de entrada de la transmisión. Si se ha seleccionado marcha adelante, el embrague correspondiente estará acoplado y la potencia fluye desde el eje de entrada al contra eje. El contra eje hace girar a los cuatro engranajes de velocidad, pero el sincronizado sólo enganchará una de las velocidades con el eje de salida. De esta manera, la potencia es transmitida al eje trasero.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 66

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Transmisión estándar con mando en cuatro ruedas (AWD)

38 Si la maquina está equipada con tracción en todas las ruedas (AWD), un eje separado y un embrague es necesario agregar. Además, un engranaje adiciona sobre el eje de salida trasmitirá la potencia al eje del AWD. Un grupo de embrague multidisco forma parte del grupo AWD. El embrague es acoplado hidráulicamente y liberado por resorte. Una válvula solenoide (no mostrada) dirige el aceite para presurizar o vaciar el embrague. El solenoide es energizado por el interruptor del sistema AWD ubicado en la consola frontal del operador. Este interruptor posee 3 posiciones: Apagado (tracción en dos ruedas), AWD Encendido (tracción en todas las ruedas constante) y AWD Frenando (tracción en todas las ruedas al presionar el pedal de freno). El sistema de doble tracción puede ser aplicado mientras la maquina se encuentra en movimiento solo presionando el interruptor antes mencionado.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 67

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Transmisión automática opcional

La transmisión automática es de 5 velocidades de avance, 3 de retroceso, de mando directo y diseño del tipo contra eje. El ECM de Maquina controla la transmisión energizando selectivamente los solenoides de velocidad y de dirección. Para que una marcha sea acoplada, debe energizarse un solenoide de dirección y uno de velocidad. Opcionalmente, la transmisión puede poseer sistema AWD, por lo que dispondrá un solenoide más en el eje de salida de la transmisión Nota: en la ilustración superior no se muestra el eje y el embrague de retroceso

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 68

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Esquema Hidráulico del Tren de Fuerza Mando en dos ruedas

39 Esta ilustración muestra el esquema hidráulico del tren de fuerza para una transmisión estándar equipada con tracción simple. El aceite es succionado desde el cárter de la transmisión, haciéndolo pasar por una rejilla que filtra las suciedades y contaminantes grandes, para ingresar a la bomba tipo engranajes, que se encuentra montada en el eje de entrada de la transmisión. De la bomba, el aceite fluye hacia el filtro llegando a la válvula solenoide selectora direccional. En la posición NEUTRAL, el flujo de aceite se encuentra bloqueado por la válvula direccional, por lo cual el aceite abre la válvula de alivio y este fluye al convertidor de par. Un orificio de derivación en la válvula de alivio, se encuentra localizado entre el circuito de alimentación y el convertidor de torque para asegurar que siempre habrá aceite disponible hacia el convertidor cuando la maquina se encuentra funcionando.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 69

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

La válvula de alivio de entrada del convertidor de torque protege a éste de altas presiones (mientras el aceite está frío). El aceite desde el convertidor de torque fluye al enfriador, el cual se encuentra ubicado delante del radiador del motor. Desde el enfriador, el aceite es usado con propósitos de lubricación. Un pasaje dirige aceite de lubricación al eje de entrada de la transmisión, que enfría y lubrica los paquetes de embragues y rodamientos. El eje de salida, contra eje y eje de reversa son lubricados por salpicado. Luego de esto el aceite retorna al cárter. NOTA: Las líneas y conexiones desde el convertidor de torque y el enfriador de aceite poseen un tamaño especial para proveer suficiente restricción al aceite dentro del convertidor, por lo que no se requiere una válvula de alivio de salida del convertidor de torque. Las válvulas de modulación han sido agregadas recientemente a la válvula solenoide selectora direccional. Estas mejoran la modulación del embrague, que resulta en un cambio de dirección mas suave. Las válvulas de modulación constan de una válvula de alivio moduladora, un orificio y un pistón de carga. En la ilustración anterior, cuando la válvula selectora direccional cambia a la posición de AVANCE, el aceite fluye a través de un orificio hacia el embrague de avance. El aceite, también fluye hacia el extremo de la válvula moduladora de alivio y a través de un orificio al otro extremo de dicha válvula, además de dirigirse hacia el pistón de carga. Como el aceite fluye dentro del embrague, la presión se incrementa y el embrague comienza a acoplar. La presión de aceite fuerza a la válvula moduladora contra la acción del resorte, que permite que parte del aceite fluya a través del alivio hacia el cárter. El aceite fluye de manera constante a través del orificio hacia el pistón de carga, que se moverá a una velocidad constante contra el resorte. El tiempo que toma el pistón de carga en moverse y hacer contacto contra el tope determina el tiempo que dura la modulación. Cuando el pistón de carga llega a tope, el resorte grande se encuentra comprimido. Cuando el pistón de carga desciende totalmente, la presión del sistema se incrementa. La válvula de alivio limita la máxima presión del embrague. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 70

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Esquema Hidráulico del Tren de Fuerza Mando en todas las ruedas (AWD)

40 La ilustración superior muestra el esquema hidráulico del tren de fuerza de una transmisión estándar equipada con sistema de doble tracción (AWD). El sistema hidráulico para la transmisión con doble tracción, es el mismo que el explicado anteriormente, excepto por una línea de alimentación externa que dirige aceite a la válvula solenoide del AWD. Cuando el solenoide está energizado, el aceite acopla el embrague AWD. En este caso, la válvula solenoide AWD está energizada.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 71

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Esquema Hidráulico del Tren de Fuerza Transmisión automática con mando en dos ruedas

Este es el esquema del sistema hidráulico del tren de fuerza de una transmisión automática. Las válvulas de modulación, han sido agregadas también al embrague de BAJA EN AVANCE, ALTA EN AVANCE y RETROCESO. Las válvulas moduladoras operan igual al descripto para transmisión estándar. El ECM de Maquina contiene el software para controlar el funcionamiento de la transmisión, éste compara las entradas de información con lo almacenado en él para determinar la velocidad apropiada de la maquina. El ECM enviará una señal de salida para energizar los solenoides del embrague apropiado. A través del CAT ET, la 1º velocidad puede ser desacoplada ya que su rango es demasiado bajo y en algunos casos no es necesaria su utilización (carguío normal o desplazamiento).

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 72

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Esquema Hidráulico del Tren de Fuerza Transmisión automática con mando en cuatro ruedas

En esta ilustración se muestra el esquema hidráulico de la transmisión automática con AWD. El funcionamiento es exactamente igual a lo explicado anteriormente.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 73

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Relación de embragues acoplados por cada marcha Transmisión automática

La transmisión automática contiene seis paquetes de embragues y usa 6 solenoides para controlar el acoplamiento de los mismos. La tabla superior muestra la relación de solenoides energizados para cada marcha acoplada. En NEUTRAL ningún solenoide está energizado.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 74

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Transmisión automática Lógica Control Electrónico

La lógica de control electrónica que se utiliza en la transmisión automática involucra los siguientes componentes:   

Componentes de entrada ECM Maquina Componentes de salida

Los componentes de entrada, corresponden a interruptores que envían información del estado de un componente, para que el componente de control lo compare con un estado ideal o deseado y en base a esta comparación, ejecutar una señal de salida hacia los componentes de salida. Los componentes de salida, son normalmente denominados actuadotes, como ser solenoides y relés.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 75

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Transmisión estándar Tomas de presión

El siguiente gráfico muestra la ubicación de las tomas de presión que se utilizan para las pruebas y ajustes de la transmisión de mando directo.

41

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Presión de bomba de transmisión Entrada al convertidor de torque (presión de carga) Embrague de reversa Embrague de avance Presión de lubricación Tracción en todas las ruedas (AWD) (si tiene)

Para obtener los valores especificados de las presiones principales del tren de fuerza, consulte la sección Pruebas y Ajustes del Tren de Fuerza de la Retroexcavadora respectiva

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 76

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Convertidor de torque o de par

Un convertidor de par es un acoplamiento hidráulico al que se ha añadido un estator. Al igual que en el acoplamiento hidráulico, el convertidor de par acopla el motor a la transmisión y proporciona la potencia requerida para mover la máquina. La figura muestra un corte del convertidor de par. La caja se cortó transversalmente para permitir ver las piezas internas. A diferencia del acoplamiento hidráulico, el convertidor de par puede también multiplicar el par del motor, con lo cual aumenta el par a la transmisión. En el convertidor de par se usa un estator, que dirige de nuevo el fluido al rodete en el sentido de rotación. La fuerza del aceite del estator incrementa el par que se transfiere del rodete a la turbina y multiplica el par. Los componentes básicos del convertidor de par son una caja de rotación, el rodete, la turbina, el estator y el eje de salida.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 77

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Convertidor de torque Operación

42

La caja de rotación (1) y el rodete (4) giran con el motor, la turbina (3) impulsa el eje de salida y el estator (5) está fijo y se mantiene fijo por medio de la caja del convertidor de par. El aceite fluye hacia arriba desde el rodete giratorio, pasa alrededor del interior de la caja, va hacia abajo y pasa por la turbina. De la turbina, el aceite pasa de nuevo al rodete por el estator. La caja de rotación se conecta al volante y rodea completamente el convertidor de par. Una válvula de alivio de entrada y una de salida controlan la presión de aceite en el convertidor de par.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 78

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Convertidor de torque Operación

43

El rodete (1) es el elemento impulsor del convertidor de par. Está estriado al volante y gira a las revoluciones del motor. El rodete contiene alabes que envían con fuerza el aceite contra los alabes de la turbina (figura superior). Mientras la turbina gira, el rodete "lanza" el aceite hacia afuera al interior de la caja de rotación. El aceite se mueve en el sentido de rotación cuando deja los alabes del rodete. La turbina (2) es el elemento impulsado del convertidor de par y contiene alabes que reciben el flujo de aceite del rodete. El impacto del aceite del rodete en los alabes de la turbina hace que ésta gire. La turbina hace girar el eje de salida (estriado a la turbina). El aceite se mueve en dirección opuesta a la rotación del motor/volante cuando sale de los alabes de la turbina.

44

El estator es el elemento de reacción estacionaria con álabes que multiplican la fuerza al hacer que el flujo de la turbina regrese al rodete. El propósito del estator es cambiar el sentido del flujo de aceite entre la turbina y el rodete. La figura superior muestra este cambio de sentido, que aumenta el momento del fluido y, por tanto, la capacidad de par del convertidor. El estator está conectado a la caja del convertidor de par. El momento del aceite está en el mismo sentido del rodete. El aceite golpea la parte de atrás de los álabes del rodete y hace que gire. Esto se conoce como reacción. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 79

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Convertidor de torque Operación

45

Las flechas amarillas de la figura muestran el flujo de aceite enviado con fuerza hacia afuera del rodete y alrededor de la caja dentro de la turbina. El aceite impulsa la turbina, y el par se transmite al eje de salida. Cuando el aceite deja los álabes de la turbina, el aceite golpea el estator, que envía el aceite hacia el sentido de giro del rodete. El flujo de aceite se envía hacia arriba para entrar nuevamente al rodete. El aceite fluye continuamente entre los componentes del convertidor de par. El eje de salida, conectado por estrías a la turbina, envía el par al eje de entrada de la transmisión. El eje de salida está conectado a la transmisión mediante una horquilla y un eje de mando, o directamente al engranaje de entrada de la transmisión.

46

La figura muestra una sección transversal del convertidor de par. Las flechas indican el flujo de aceite en el convertidor de par. El orificio de entrada de aceite está justo encima del eje de salida, y el de salida está en el soporte del convertidor, debajo del eje de salida. El aceite de la bomba fluye a través de la válvula de alivio de entrada del convertidor de par (no mostrada). La válvula de alivio de entrada del convertidor de par controla la presión máxima del aceite en el convertidor de par. El aceite fluye, a través de la maza, al rodete y lubrica el Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 80

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Convertidor de torque Operación

cojinete en la maza. El aceite fluye, luego, a través del convertidor de par, como se describió anteriormente. El aceite sale del convertidor de par y fluye a través de la válvula de alivio de salida. La válvula de alivio de salida controla la presión mínima del convertidor de par. El aceite se debe mantener con presión en el convertidor de par, a fin de reducir o minimizar la cavitación, que reduciría la eficiencia del convertidor. Cavitación es la formación de burbujas de vapor de aceite alrededor de los álabes. El convertidor de par absorbe las cargas de impacto. La viscosidad del aceite del convertidor de par es un buen medio para transmitir la potencia. El aceite reduce la cavitación, lleva afuera el calor y lubrica los componentes del convertidor de par. El convertidor de par se ajusta a la carga del equipo. A carga alta, el rodete gira más rápido que la turbina para aumentar el par y reducir la velocidad. Con una pequeña carga en el equipo, el rodete y la turbina giran prácticamente a la misma velocidad. La velocidad aumenta y el par disminuye. En condición de calado, la turbina permanece fija y el rodete queda girando. Se produce el máximo par y se para la turbina.

Embrague unidireccional

47

El convertidor de par de embrague unidireccional opera en forma similar al convertidor de par convencional. En el rodete se usa fluido para accionar la turbina y el eje de salida. Sin embargo, el estator va montado en un embrague unidireccional en vez de una caja fija. Este embrague unidireccional hace que el estator gire libremente cuando no se requiere multiplicación de par. El disco de leva conecta el embrague unidireccional al estator y está estriado al estator. Los rodillos proveen la conexión mecánica entre la leva y la maza. Los resortes sostienen los rodillos en la abertura de la leva. La maza conecta el embrague unidireccional al portador y está estriado a éste. Cuando se tiene una carga pesada y se requiere multiplicar el par, la fuerza Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 81

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

del aceite sobre la parte delantera de los álabes del estator tratará de hacer girar el disco de leva a la derecha. Esta acción hace que los rodillos se "amontonen" entre el disco de leva y la maza, y bloqueen el estator en su lugar. El estator, entonces, envía de nuevo el aceite al rodete para multiplicar el par. Cuando aumenta la velocidad del rodete y la turbina, la fuerza del aceite empieza a golpear la parte de atrás de los álabes del estator y giran el estator hacia la izquierda. Cuando giran en este sentido, los rodillos no se "amontonan" y pueden rodar en la maza, y el estator se desplaza a rueda libre. El estator no envía el aceite al rodete y hace que el convertidor de par actúe más como un acoplamiento hidráulico. Ventajas del convertidor de torque unidireccional

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 82

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Ejes de mando y frenos

48 En las maquinas de la serie “E”, los conjuntos de engranajes planetarios de los mandos finales traseros han sido desplazados afuera del diferencial. Ahora, los sumideros de aceite del diferencial y de los mandos finales se encuentran separados. Se han agregado puertos de inspección de los frenos sobre el eje, que permite medir el desgaste de los frenos con el eje instalado sobre la maquina. La traba diferencial, puede ahora ser acoplada con el equipo en movimiento siempre y cuando se encuentre en primera o segunda velocidad, lo que mejora la funcionalidad de la traba. NOTA: La traba diferencial no puede ser colocada en tercera o cuarta velocidad. En equipos con transmisión automática, el ECM puede limitar la función de la traba diferencial dependiendo de la velocidad seleccionada.

49 Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 83

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Frenos

 Sistema de Frenos sin asistencia

50 El fluido del depósito de aceite de los frenos entra en cada cilindro maestro a través de los orificios de suministro y llena la cámara de resorte y tubería de suministro de los frenos. El resorte mantiene el émbolo y el vástago de la válvula en posición neutral. Cuando se conecta un pedal del freno, la varilla de empuje se mueve contra el émbolo. El émbolo se mueve a la izquierda, y el aceite atrapado dentro del émbolo mueve el vástago de la válvula a la izquierda. El vástago de la válvula bloquea el orificio de suministro, y aumenta la presión de fluido de la cámara de resorte. El fluido presurizado fluye al pistón de los frenos para conectarlos. El aumento de presión saca de su asiento la válvula de compensación. El aceite fluye, a través del tubo puente, al otro cilindro maestro. Si el otro freno no está conectado, la válvula de compensación del otro cilindro maestro bloqueará el aceite. Cuando se conectan ambos frenos, se abre la válvula de compensación de ambos cilindros maestros. Las dos cámaras de resorte están conectadas y la presión se compensa. La cantidad de conexión de los frenos es igual en ambos lados. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 84

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Frenos

Cuando se desconectan los frenos, el resorte del cilindro maestro mueve el vástago de la válvula y deja abierto el orificio de entrada. La presión alta empuja el émbolo hacia atrás, y la presión se compensa nuevamente.

51

Las maquinas 416E y 422E no poseen frenos asistidos hidráulicamente y están equipados con un depósito (flecha) dentro del compartimiento del motor.  Sistema de Frenos asistidos Las maquinas 420E/430E/432E/434E/442E y 444E están equipadas con cilindros maestros de frenos asistidos, que disminuye la cantidad de fuerza a realizar sobre el pedal durante un frenado. La siguiente ilustración muestra el grupo de válvulas de freno asistidas, que utilizan aceite del acumulador piloto y ayudan a los cilindros maestros de freno. La fuerza hidráulica multiplica la fuerza del pedal de manera que el esfuerzo que realiza el operador sea menor.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 85

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Esquema del Sistema de Frenos asistidos

52 En la ilustración, el pedal derecho está presionado y el izquierdo liberado. Cuando el pedal de freno es presionado, el varillaje de freno mueve la válvula de ayuda de freno a la derecha. El aceite es dirigido desde el acumulador piloto a la cámara grande del cilindro maestro. La distancia que el pedal es oprimido determina la cantidad de flujo de aceite al cilindro maestro. El pistón del cilindro maestro se mueve a la derecha y fuerza al cilindro esclavo también hacia la derecha (asistencia hidráulica). El aceite en la cámara del resorte del cilindro maestro fluirá a tanque. El cilindro esclavo dirigirá aceite al pistón de freno para acoplar los frenos y bloquear el aceite del circuito de frenos con el retorno al tanque. El aceite en el circuito de frenos entre el cilindro esclavo y la rueda está en un circuito cerrado. Cuando los frenos son liberados, el cilindro esclavo se mueve a la izquierda y el aceite desde el pistón de frenos regresa al cilindro esclavo. Con este cilindro en la posición liberada, el aceite en el circuito cerrado de freno puede fluir solamente entre los circuitos de freno derecho e izquierdo. El pasaje puente conecta ambos cilindros esclavos, que permite que las presiones se equiparen cuando ambos pedales son presionados al mismo tiempo. Cuando los frenos son liberados, el pistón del cilindro maestro se mueve a la derecha y el aceite dentro de la cámara del cilindro maestro es drenada a tanque a través de la válvula de frenos Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 86

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Válvula de control de frenos asistidos

53 La ilustración superior muestra una vista seccional del grupo de válvula de frenos asistidos. Cuando el pedal es liberado, la válvula de frenos asistidos se mueve hacia la izquierda e ingresa aceite desde el múltiple piloto en los cilindros maestros.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 87

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

SISTEMA HIDRÁULICO DE IMPLEMENTOS

Generalidades

El sistema hidráulico proporciona el aceite para el sistema de dirección y la retroexcavadora. El sistema también proporciona el aceite para el cargador, para el control de rodado y para la operación de los estabilizadores. El sistema hidráulico estándar se compone del tanque hidráulico (4), de la bomba de pistón axial de desplazamiento variable, del filtro de aceite, del enfriador de aceite, del banco de válvulas para el control del retro, las válvulas de control del cargador, una unidad de medición para la dirección o HMU y los varios cilindros asociados. La válvula del banco del cargador controla el cilindro hidráulico de levante y el cilindro hidráulico de la inclinación del balde. Si está equipado, el cilindro del auxiliar funciona con la válvula de control auxiliar. Si la maquina está equipada, la válvula de control de rodado y el acumulador del cargador levantan el circuito. Una máquina con inclinación simple estará equipada de un solo cilindro de inclinación. Una máquina con levantamiento paralelo estará equipada de dos cilindros de inclinación.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 88

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Diagrama de bloque del sistema hidráulico de implementos

La bomba está situada en el medio de la máquina y montada a la transmisión. El tanque hidráulico está situado en la parte posterior del compartimiento del motor y delante de la cabina. La válvula de control de la retroexcavadora controla este circuito, y los cilindros de giro. La válvula de control también controla los cilindros del estabilizador, el cilindro del stick, del balde, los cilindros del giro, y del cilindro del boom. El sistema hidráulico también proporciona el aceite para la dirección. El sistema de dirección estándar consiste en la unidad de medición (HMU), el cilindro de dirección y la válvula de prioridad.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 89

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Esquema Red de Señales

55 La red de señales es similar a las últimas máquinas de la serie “C”. Una línea de señales proviene de la retroexcavadora y la otra línea de señales de la sección del cargador, que están conectadas a una T equipada de una válvula revolvedora final. La señal resuelta más alta entre el flujo de dos secciones se dirigirá a la válvula de control de la bomba. Una resolvedora compara dos presiones de señal. Las resolvedoras están conectadas en serie dentro del sistema hidráulico y compara la presión entre los circuitos activos en el sistema. La presión de señal más alta pasará a la revolvedora siguiente. La red de señales comienza en la válvula de control del Retro. El aceite hidráulico fluye de la entrada en la válvula de control del retro a la entrada en la válvula del banco del control del cargador. Cuando los controles del cargador y los controles del retro están en la posición neutral, ningún aceite fluye a la red de señales. El aceite de la señal se drena a través del carrete en cada válvula de control al tanque.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 90

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Cuando el operador actúa la válvula de control de la elevación, el aceite hidráulico fluye en la entrada al carrete de la válvula de prioridad. El carrete mantiene el sistema de dirección lleno de aceite. Cuando la presión del aceite supera la fuerza del resorte, el carrete se mueve a la izquierda. El aceite hidráulico fluye al sistema de dirección y a las válvulas de control del cargador. Cuando el aceite hidráulico fluye a través del carrete para el circuito de la elevación, algo del aceite hidráulico que llega al respectivo banco de válvulas pasa al sistema de la red de señales. Este aceite se convierte en el aceite de la señal de la carga. La otra línea va de nuevo al carrete para el circuito de la elevación. Si el circuito de la elevación es el único que está activo, o si el circuito de la elevación tiene la presión más alta en el sistema del cargador, la válvula se mueve a la izquierda. El aceite de la señal de la carga fluirá hasta la válvula de control de la bomba.

Bomba Hidráulica de Dirección e Implementos

56 La bomba del implemento y la dirección en las máquinas 416E/422E/428E es un diseño similar y funciona igual que la bomba en las máquinas de la serie “A”.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 91

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

La bomba está situada debajo de la placa de piso de la cabina. La válvula de control de la bomba se monta encima de la bomba y contiene un carrete compensador del flujo y el carrete de corte de presión. La bomba de implemento y dirección proveen flujo al grupo de válvulas del cargador, al grupo de válvulas del retro y al sistema de dirección. Para comprender un poco mejor el funcionamiento del sistema, veamos como opera la bomba del mismo. A continuación se adjunta la tabla con el código de colores utilizado en los diagramas Caterpillar

Código de Colores Caterpillar

58

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 92

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Operación del Sistema de Implementos – Bomba Hidráulica

Este sistema presenta una bomba de pistones axiales, de desplazamiento variable controlado por una válvula de control denominada PPPC. A continuación describiremos las etapas principales de operación de la bomba:

Motor detenido

59 Esta ilustración muestra la bomba de 416E/422E/428E del circuito hidráulico con el motor APAGADO. Cuando la bomba está detenida, la fuerza del resorte mantiene la placa oscilante al ángulo máximo. La válvula de control de la bomba contiene dos carretes. El compensador del flujo (carrete del margen) regula el flujo de salida en respuesta a la señal de la carga recibida a través de la red de señales. El flujo proveído por la bomba será la cantidad de flujo requerida para mantener el requerimiento de presión del sistema por sobre la presión de señal. La diferencia entre la presión de salida y la presión de señal se llama “presión de margen.” El carrete de corte de presión limita la presión máxima del sistema y sirve como válvula de alivio para el sistema. Ambos carretes tienen tornillos de ajuste. La baja presión stand by y la presión de margen son controladas por el compensador del flujo. El compensador del flujo aumentará o disminuirá simultáneamente ambas presiones, pero no necesariamente la misma cantidad. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 93

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Baja presión de reserva (stand by)

60 Como la bomba produce flujo del aceite, la presión del sistema comienza elevarse porque el flujo del aceite se bloquea en las válvulas de control del implemento. Esta presión se siente en el carrete del margen y en el carrete de corte de presión. El carrete del margen se mueve hacia arriba contra la fuerza del resorte y permite que el aceite del sistema fluya al pistón actuador grande. Mientras que la presión en el pistón del actuador grande aumenta, el pistón supera la fuerza del resorte guía y del pistón actuador chico y mueve la placa oscilante a un ángulo reducido. Cuando no se requiere flujo en los implementos, no se genera ninguna presión de señal. A este ángulo mínimo de la placa oscilante, la bomba produce suficiente flujo para compensar las pérdidas del sistema y proporcionar respuesta instantánea del implemento cuando se activa alguno de ellos.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 94

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Aumento de desplazamiento o ángulo

61 Cuando se activa un implemento, una señal se envía desde el banco de control a la válvula de control de la bomba. Esta señal más la fuerza del resorte de margen supera la presión de salida de la bomba en la parte inferior del carrete. El carrete entonces, se mueve hacia abajo, bloquea el flujo del aceite al pistón actuador grande y abre un paso al drenaje. La presión en el pistón actuador se reduce lentamente y permite que el resorte guía y el pistón actuador pequeño mueva la placa oscilante a un ángulo creciente. El incremento del ángulo del plato de la bomba produce más flujo.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 95

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Flujo Constante

62 Mientras que el flujo de la bomba aumenta, la presión de salida de la bomba también aumenta. Cuando la presión de salida de la bomba aumenta e iguala la suma de la presión de señal más la presión del resorte de margen, el carrete del margen se mueve a una posición medida y el sistema se estabiliza. La placa oscilante se sostiene a un ángulo relativamente constante para mantener el flujo requerido. La diferencia entre la presión de señal y la presión de salida de la bomba es el valor del resorte del margen.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 96

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Disminución de desplazamiento o ángulo

63 Cuando menos flujo de aceite es necesario, la bomba disminuye el ángulo del plato. Cuando la presión de señal disminuye, la presión del aceite mueve el carrete del margen hacia arriba. Entonces el pistón actuador supera la fuerza del resorte mas el pistón actuador pequeño y mueve la placa oscilante a un ángulo reducido. La bomba produce menos flujo. Mientras que el flujo de la bomba disminuye, la presión de salida de la bomba también disminuye y se convierte en la suma de la presión de señal más la presión de margen, el carrete del margen se mueve a una posición medida y el sistema se estabiliza.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 97

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Alta presión en calado

64 El compensador de presión o carrete de corte está paralelamente conectado al carrete de margen. El compensador de presión limita la presión máxima del sistema para cualquier desplazamiento de la bomba. El carrete del compensador de presión se fuerza hacia abajo durante la operación normal por el resorte de corte de presión. Durante un calado o cuando la presión del sistema es máxima, la presión de señal mas el resorte de margen es igual a la presión de salida de la bomba. La combinación de la presión de señal mas el resorte de margen fuerzan el carrete de margen hacia abajo. Sin embargo, puesto que es la presión de salida la que vence la fuerza del resorte del compensador de presión, el carrete se mueve hacia arriba. El movimiento del carrete de presión bloquea el aceite del pistón del actuador de ir al drenaje y permite que el aceite se dirija al pistón actuador. La presión del aceite en el actuador permite que supere la fuerza del resorte para reducir el desplazamiento de la bomba. La bomba ahora está en el flujo mínimo y la presión de salida está al valor máximo. Esta condición se mantiene para un solo implemento en una condición de calado.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 98

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Grupo de Válvulas de Control del Cargador controlado mecánicamente

65 Esta ilustración muestra al grupo de válvulas del cargador mecánicamente controlado en las máquinas 416E/422E/428E. La válvula del cargador es de centro cerrado y presión compensada. La válvula del cargador incluye las válvulas de la elevación y de la inclinación en el grupo estándar de la válvula del cargador. La válvula de la inclinación contiene dos válvulas de alivio de línea. La válvula auxiliar (si está equipado) contiene una válvula de alivio de línea. El aceite fluye de la bomba a través de la válvula del retro y a la válvula de prioridad. Antes de que se encienda el motor, el resorte sostiene el carrete de prioridad a la izquierda. La válvula de prioridad asegura que el circuito de dirección recibe primero el flujo del aceite. Si el flujo del aceite no es necesario para la dirección y una válvula del implemento en la sección del cargador se activa, la válvula de prioridad dirigirá la mayor parte del aceite a los circuitos del cargador.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 99

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Grupo de Válvulas de Control del Cargador controlado mecánicamente

Múltiple de Entrada

66 Esta ilustración muestra el múltiple de la entrada en la válvula controlada mecánicamente del cargador en los modelos 416E/422E/428E. Cuando se enciende el motor, el flujo de la bomba se dirige a la válvula de prioridad. Con el carrete a la izquierda, el aceite de la bomba se dirige al HMU. Mientras que el paso de HMU se llena, el aceite también pasa a través del agujero axial-perforado en el carrete de prioridad y fluye al extremo izquierdo del carrete. Como aumenta la presión en el extremo izquierdo, el carrete comienza a moverse a la derecha, contra la fuerza del resorte. El carrete comienza a restringir el flujo del aceite hacia la HMU a medida que el carrete continúa moviéndose a la derecha. El aceite restringido por el carrete de prioridad pasa de la HMU a las válvulas del cargador. El carrete de la prioridad nunca bloquea totalmente el flujo del aceite hacia la HMU. Una cantidad pequeña de aceite se permite atravesar el orificio de sangrado dinámico a la cavidad del resorte del carrete de prioridad donde se convierte en aceite de señal. El aceite de la señal fluye de la cavidad del resorte a través de la línea de la red de señales al HMU, adonde el aceite fluye al tanque. Esta acción hace el carrete de la prioridad mida el aceite continuamente al paso de la HMU para mantener una presión predeterminada. Esta presión predeterminada proporciona respuesta instantánea de la dirección cuando es activada. La acción medidora también reduce recorrido del carrete cuando se Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 100

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

requiere utilizar la dirección, lo que da lugar a una respuesta más rápida. Con todos los instrumentos en NEUTRAL en este sistema de centro cerrado, el aceite de la señal se detecta en la válvula de control de la bomba dando por resultado un aumento en el ajuste de la PRESIÓN BAJA STAND BY. Vista ortogonal de una válvula de control

67 Esta ilustración muestra la válvula mecánicamente controlada de levante en las máquinas 416E/422E/428E en la posición NEUTRAL. En la posición NEUTRAL, el resorte mantiene la posición del carrete en el centro y se bloquea el aceite de la bomba. La palanca de mando del cargador tiene cuatro posiciones: LEVANTE, NEUTRAL, BAJADA Y FLOTACIÓN.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 101

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

68 Esta ilustración muestra la válvula mecánicamente controlada de levante en las máquinas 416E/422E/428E en la posición LEVANTAMIENTO. Cuando la palanca de mando del cargador se mueve a la posición de LEVANTE, el carrete se mueve a la derecha. El aceite de la bomba fluye más allá del carrete y actúa en la válvula compensadora de presión. La válvula compensadora se levanta y el aceite fluye al extremo del cilindro de elevación. El cilindro se mueve a la posición de LEVANTE. El aceite de vuelta fluye del extremo del vástago alrededor del carrete de nuevo al tanque. El aceite también fluye alrededor del compensador y se incorpora al aceite de la señal. La presión del aceite en la cámara de la señal y los equilibrios de la fuerza del resorte del compensador contra la presión del aceite de bomba proveen el paso. El aceite de la señal fluye al resolvedor. Si el circuito de levante es el único circuito activo, o si el circuito tiene una presión del puerto de trabajo más alta que los otros circuitos que están activos, la presión del aceite del circuito de la elevación actúa en el control de la bomba para manejar la salida de la bomba. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 102

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

69 Esta ilustración muestra la válvula mecánicamente controlada de la inclinación en las máquinas 416E/422E/428E en la posición NEUTRAL. La válvula de inclinación también incluye las válvulas de alivio de línea del cilindro que limita la presión del aceite en los circuitos de INCLINACIÓN HACIA ATRÁS y de la DESCARGA. El carrete de control de la inclinación también incluye un Solenoide magnético que forma parte del sistema “retorno a posición de carga”. La válvula de control de inclinación del cargador tiene tres posiciones: INCLINACIÓN HACIA ATRÁS, NEUTRAL Y DESCARGA

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 103

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

70 Esta ilustración muestra la válvula auxiliar mecánicamente controlada opcional en las máquinas 416E/422E/428E en la posición NEUTRAL. La válvula del auxiliar controla el aceite al circuito auxiliar y se utiliza típicamente para el balde multiusos (MP.). La válvula de control auxiliar tiene una válvula de alivio de línea para el puerto del trabajo del extremo de vástago. La palanca de mando auxiliar tiene tres posiciones: ABIERTO, NEUTRAL y CERRADO

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 104

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Grupo de Válvulas de Control de la Retro excavadora accionado mecánicamente

71 La ilustración superior muestra la distribución típica del grupo de válvulas de la retroexcavadora 416E/ 422E/ 428E comandados mecánicamente. Las válvulas de control contenidas en el banco son las siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Extensible del Stick Stick Balde Giro Boom Auxiliar Múltiple de admisión de aceite de bomba Estabilizador izquierdo Estabilizador derecho Tapa

En la imagen también puede observarse los puertos de admisión de aceite (11), la válvula de traba de desplazamiento lateral (12) (si tiene) y los puertos de salida de aceite (13).

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 105

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Esquema de grupo de control de retro excavadora

72 La ilustración anterior muestra la válvula mecánicamente controlada de la retroexcavadora utilizada en las máquinas 416E/422E/428E. El grupo estándar de la válvula contiene seis válvulas de control. Un grupo de válvula con siete u ocho válvulas de control está disponible si la máquina se equipa de una válvula del Extensible y/o de la válvula auxiliar. Todas las válvulas son válvulas de PPPC excepto las válvulas del estabilizador. Las máquinas 422E/428E se equipan de los pistones de desplazamiento lateral para trabar el mecanismo. La válvula de solenoide ON/ OFF. del desplazamiento lateral controla el flujo del aceite a los pistones de traba.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 106

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Vista ortogonal válvula de control retro excavadora

73 Esta ilustración muestra a la válvula auxiliar de la retroexcavadora mecánicamente controlado de las máquinas 416E/422E/428E en la posición NEUTRAL. La válvula del auxiliar controla el aceite a los accesorios auxiliares del circuito. La válvula de control auxiliar tiene una válvula de alivio de línea para el puerto del trabajo del extremo de vástago y el puerto principal de trabajo del extremo de cabeza. La palanca de mando auxiliar tiene tres posiciones: ABIERTO, NEUTRAL Y CERRADO.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 107

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

74 Esta ilustración muestra la válvula mecánicamente controlada del BOOM en las máquinas 416E/422E/428E en la posición NEUTRAL. La válvula del boom controla el aceite al extremo de cabeza y al extremo de vástago del cilindro del boom. La válvula de control tiene una válvula de alivio de línea para el extremo de cabeza y el extremo de vástago del cilindro del boom. La palanca de mando del boom tiene tres posiciones: LEVANTE, NEUTRAL Y BAJADA.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 108

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

75 Esta ilustración muestra la válvula mecánicamente controlada del BOOM en las máquinas 416E/422E/428E en la posición del LEVANTE. Cuando la palanca de mando del retro se mueve a la posición de LEVANTE DEL BOOM, el carrete se mueve a la izquierda. El aceite de la bomba fluye más allá del carrete y actúa en la válvula compensadora de presión. La válvula se levanta y el aceite fluye al extremo de vástago del cilindro del boom. El cilindro se mueve a la posición de LEVANTE. El aceite de vuelta fluye del extremo de cabeza del cilindro alrededor del carrete de nuevo al tanque. El aceite también fluye alrededor del compensador y se incorpora al paso del aceite de la señal. La presión del compartimiento del aceite de la señal y los equilibrios de la fuerza del resorte del compensador contra la presión del aceite en la bomba proveen el paso. El aceite en el paso de la señal fluye al resolvedor. Si el circuito del boom es el único circuito activo, o si el circuito de la elevación tiene una presión del puerto del trabajo más alta que los otros circuitos que están activos, la presión del aceite del circuito del boom actúa en el control de la bomba para controlar la salida de la bomba.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 109

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

76 Esta ilustración muestra la válvula mecánicamente controlada del BALDE en las máquinas 416E/422E/428E en la posición NEUTRAL. La válvula de control del balde controla el aceite al extremo de cabeza y al extremo de vástago del cilindro del balde. La válvula de control tiene una válvula de alivio de línea para el extremo de vástago y el extremo de cabeza. La palanca de mando del cubo tiene tres posiciones: CARGA, NEUTRAL, y DESCARGA.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 110

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Diagrama de bloque del sistema hidráulico de implementos

77 Esta ilustración muestra la válvula del STICK mecánicamente controlado en las máquinas 416E/422E/428E en la posición NEUTRAL. La válvula de control del brazo controla el aceite al extremo de cabeza y al extremo de vástago del cilindro del brazo. La válvula de control tiene una válvula de alivio de línea para el extremo de vástago y el extremo de cabeza. La palanca de mando del brazo tiene tres posiciones: BRAZO ADENTRO, NEUTRAL, y BRAZO AFUERA.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 111

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Circuito de estabilizadores retroexcavadora

78 El circuito de los estabilizadores en las máquinas 416E/ 422E/428E es el que puede observarse en la figura anterior, con el estabilizador derecho en la posición de BAJADA y el estabilizador izquierdo en la posición NEUTRAL. Los cilindros del estabilizador son controlados por las válvulas centro cerrado equipadas de las válvulas de cheque de traba y de las válvulas de cheque pilotos de traba. Las válvulas de cheque previenen la caída del cilindro en cualquier dirección. Cuando la palanca de mando derecha del estabilizador se mueve, el aceite atraviesa la válvula de cheque derecha de traba al extremo de cabeza del cilindro del estabilizador derecho. El aceite piloto se envía a la válvula de cheque izquierda de traba para desasentar a la válvula de cheque. El aceite del extremo de vástago del cilindro atraviesa la válvula de cheque izquierda de traba y la válvula de control del estabilizador al tanque.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 112

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E con inclinación simple

79 Las maquinas 420E y 430E pueden estar equipadas con banco de válvulas del cargador accionado mecánicamente o controlado piloto. El banco de control de la retroexcavadora de estos equipos son accionados de manera piloto. Las maquinas 432E, 434E, 442E y 444E están equipadas con bancos de válvulas controlados de manera piloto tanto en el cargador como en la retroexcavadora.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 113

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E con levante paralelo

80 La imagen superior muestra el diagrama hidráulico de los modelos 432E, 434E, 442E y 444E con sistema de desplazamiento lateral del retro, sistema de control de rodado y sistema de dirección en las 4 ruedas (AWS).

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 114

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Bomba de implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

81 1. Ajuste del control de torque 2. Ajuste del control de flujo 3. Toma de presión de señal 4. Admisión 5. Drenaje de caja de bomba 6. Solenoide de control de torque 7. Toma de presión de salida de bomba 8. Limitador de torque 9. Salida de bomba En las maquinas de la serie D, el carrete de corte de presión sirve como válvula de alivio del sistema hidráulico. En la serie E, la válvula de alivio de señal ubicada en el múltiple de salida del banco del retro cumple la función de alivio del sistema PPPC. El carrete de margen localizado en la válvula donde antes se alojaba de control de torque compensadora.

o compensador de flujo se encuentra compensadora ubicada sobre la bomba, el carrete de corte de presión. El carrete ocúpale lugar restante en la válvula

Este nuevo sistema posee también una válvula de alivio de margen, localizada en el múltiple de salida del banco del retro e incrementa el flujo de bomba en la condición de stand by para mejorar la velocidad de respuesta. Esta válvula entrega al sistema una operación similar a un sistema de centro abierto. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 115

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Operación Bomba de implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

Baja presión de reserva (stand by)

82 Con todos los implementos en NEUTRAL, la válvula de prioridad de la dirección drena una pequeña cantidad de aceite a través del orificio de sangrado dinámico hacia el tanque a través de la HMU. Este aceite crea una presión de señal de carga censada, que es sentida en el compensador de flujo de la bomba. En la condición BAJA PRESIÓN STAND BY, el ángulo del plato es mínimo, aplicando el máximo ajuste del resorte del limitador de torque. El ajuste de este resorte cambia al variar el ángulo del plato.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 116

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Operación Bomba de implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

Flujo constante

83 La bomba aumentará o disminuirá su desplazamiento cuando haya cambios en los requerimientos del sistema. El aceite de bomba fluye al compensador de flujo y actúa sobre el carrete, moviéndolo hacia arriba contra la acción del resorte de margen y la presión de señal, abriendo un pequeño pasaje (presión reducida) hacia el pistón actuador grande. La presión en el pistón actuador grande mueve el plato a un ángulo que satisface las necesidades de demanda. Cuando las demandan fueron satisfechas, la presión de salida de bomba es igual a la suma de la presión de señal y el resorte de margen, ubicando el carrete en una posición medida haciendo que el sistema se estabilice.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 117

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Operación Bomba de implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

Modos de torque de bomba

84 El diagrama de presión-flujo (P-Q) corresponde a la bomba de dirección e implementos. El propósito del diagrama es mostrar como el limitador de torque afecta el flujo máximo en las secciones del cargador y retroexcavadora cuando el limitador está abierto. El flujo inicial de bomba representado en el diagrama corresponde a la BAJA PRESIÓN STAND BY. Cuando es requerido un mayor flujo, el diagrama muestra el incremento de flujo de la bomba que luego decrece lentamente a medida que la presión aumenta. El compensador de flujo regula el flujo de la bomba cuando la presión en el sistema y los requerimientos de flujo están por debajo de las curvas (área rosa). La primera línea curva (Modo Bajo Torque) indica el momento en donde el limitador de torque tiene control sobre el flujo de la bomba. El limitador de torque disminuye el ángulo del plato a medida que la presión se incrementa. El rango de disminución de ángulo del plato sigue muy de cerca la curva de torque del motor.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 118

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Operación Bomba de implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

Modos de torque de bomba

PARÁMETROS DE TORQUE DE SOLENOIDE DE BOMBA MODO DIRECCIONAL ACTIVADO (AVANCE O RETROCESO) Solenoide Solenoide Energizado Desenergizado Alto Torque Bajo Torque 1600 rpm 1300 rpm 420E 1600 rpm 1200 rpm 430E 1600 rpm 1300 rpm 432E 1600 rpm 1300 rpm 434E 1600 rpm 1200 rpm 442E 1600 rpm 1200 rpm 444E

85 Cuando el solenoide de control de torque se encuentra energizado, la bomba estará en el modo de ALTO TORQUE. Si la maquina se encuentra en el modo direccional (Avance o Retroceso) y los implementos están operando, el solenoide no se energizará hasta que el motor alcance una cierta velocidad. De esta manera, toda la potencia del motor es utilizada por el tren de fuerza para optimizar la eficiencia. Como el tren de fuerza y el sistema hidráulico utilizan potencia del motor, las rpm decrecen y el solenoide de control de torque se desenergizará cuando se alcancen las respectivas rpm. El torque hidráulico sobre la bomba y las rpm del motor se incrementan para ganar la potencia necesaria y permitir una mejor utilización del tren de fuerza.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 119

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Operación Bomba de implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

Modos de torque de bomba

PARÁMETROS DE TORQUE DE SOLENOIDE DE BOMBA MODO DIRECCIONAL ACTIVADO (NEUTRAL)

420E 430E 432E 434E 442E 444E

Solenoide Energizado Alto Torque 1200 rpm 1200 rpm 1200 rpm 1200 rpm 1200 rpm 1200 rpm

Solenoide Desenergizado Bajo Torque 1100 rpm 1100 rpm 1100 rpm 1100 rpm 1100 rpm 1100 rpm

86

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 120

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Operación Bomba de implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

Limitador de torque abierto

87 El limitador de torque monitorea el ángulo del plato de la bomba y por lo tanto la presión de salida. El ajuste de la presión del limitador de torque varía con el ángulo del plato gracias a un vínculo mecánico. Cuando es requerido un alto flujo de la bomba, el compensador de flujo recibe una señal desde la válvula de control para mover el plato a máximo desplazamiento. Con el incremento de presión en el pasaje del control de torque al limitador, el limitador de torque se abre y drena aceite hacia el tanque. Este aceite drenado provoca una reducción de presión en el extremo superior del carrete de control de torque, que permite que el aceite comience a fluir a través de u pasaje taladrado en el carrete. A causa de la presión reducida en la cabeza del carrete de control de torque y el incremento de la presión de salida de la bomba en el extremo inferior del mismo, el carrete se mueve hacia arriba permitiendo que el aceite de bomba fluya al pistón actuador grande y mover el plato a un ángulo menor. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 121

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Operación Bomba de implementos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

Solenoide de control de torque energizado

88 Cuando se obtiene la velocidad apropiada del motor para una operación del cargador o del retro, el solenoide de control de torque es energizado (según parámetros figuras 80 y 81), el flujo de bomba se incrementa. El aceite de salida de bomba fluye a través del solenoide por el orificio grande y también a través de un orificio pequeño. El flujo de bomba combinado incrementa la presión en el extremo superior del carrete y lo mantiene asentado. Al mismo tiempo, ocurre una alta presión en el puerto de trabajo (salida de bomba) que genera una alta presión de señal y que mantiene al carrete compensador de flujo hacia abajo. La combinación de los dos carretes ayuda a mantener parcialmente en posición de máximo desplazamiento el ángulo de la bomba proveyendo un alto flujo y poder cumplir con las demandas del sistema. Debido al vínculo mecánico entre el plato y el limitador de torque, la tensión en el resorte se incrementa, por lo que la bomba disminuirá su ángulo a un ajuste de presión mas alto. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 122

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Resumiendo, la presión de salida de bomba está siempre disponible, sin embargo, el flujo de bomba es regulado para mantener el máximo torque de entrada del motor.

Sistema hidráulico del cargador 420E/ 430E accionamiento mecánico

89 La serie E de cargadoras retroexcavadoras utilizan un sistema hidráulico del tipo PPPC. La válvula de prioridad en los 420E/ 430E ubicada en el banco de válvulas del cargador opera de manera similar al explicado anteriormente cuando se detalló la válvula de prioridad de dos secciones en los modelos 416E/ 422E/ 428E. NOTA: las maquinas 420E/ 430E con banco de válvulas del cargador controlado mecánicamente utilizan el mismo múltiple de entrada que los equipos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E y 444E que poseen banco de válvulas del cargador controlado por piloto.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 123

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Grupo de válvulas del cargador accionado piloto 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

90 Los componentes principales del banco de válvulas del cargador operado piloto son: 1.

Múltiple de salida o tapa

2.

Válvula y solenoides de control auxiliar (si posee)

3.

Válvula de control de inclinación

4.

Válvula de control de levante

5.

Múltiple de entrada o admisión

6.

Válvula de alivio de señal de carga censada

A continuación se muestran los diagramas ortogonales de las tres válvulas de control del cargador operado piloto:

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 124

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

91

92

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 125

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

93

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 126

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Grupo de válvulas de control de retro excavadora accionado piloto 420E/ 430E

94 Esta ilustración muestra el esquema del sistema hidráulico de implementos del retro en maquinas 420E y 430E controlados u operados piloto. En los modelos 432E/ 434E/ 442E y 444E se utiliza un sistema similar, solo que las válvulas de control de los estabilizadores se encuentran localizadas en el centro del banco. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 127

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Grupo de válvulas de control de retro excavadora accionado piloto 432E/ 434E/ 442E/ 444E

95 A continuación se muestran algunas válvulas de control del banco de retroexcavadora operada piloto de los modelos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E y 444E: Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 128

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Grupo de válvulas de control de retro excavadora accionado piloto 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

96

97

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 129

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Vista ortogonal de válvula de control de retro excavadora accionado piloto 420E/ 430E

98

99 Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 130

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Vista ortogonal de válvula de control de retro excavadora accionado piloto 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

100

101 Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 131

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Vista ortogonal de válvula de control de retro excavadora accionado piloto

Cuando el aceite es dirigido desde la válvula de control, el boom gira a la derecha. Si la válvula de control es movida de la posición GIRO A LA DERECHA hacia NEUTRAL, el aceite será bloqueado en la válvula. Pero como el movimiento y el stick continúa debido a la inercia, esto provoca un incremento de presión y generando un contra giro hacia la izquierda. Como la presión se vuelve a incrementar, el boom contra rota nuevamente a la derecha hasta que la presión se estabiliza. Las válvulas de choque de giro alivian la presión de aceite dirigiendo aceite desde el extremo del vástago del cilindro izquierdo y del extremo de cabeza del cilindro derecho a los extremos de vástago del cilindro derecho y de cabeza del cilindro izquierdo respectivamente. Las válvulas de choque de giro operan de la misma manera cuando el boom gira en ambas direcciones.

102 El múltiple de salida del banco del retro es similar en los 420E y 430E respecto a los modelos 432E/ 434E/ 442E y 444E, la única diferencia es que en estos últimos también puede estar contenida la válvula solenoide de traba del desplazamiento lateral del retro. Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 132

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

La válvula de alivio de carga censada limita la máxima presión de carga censada para el banco del retro. La válvula de drenaje de señal provee una forma de fluir aceite de señal a tanque cuando los circuitos son retornados a la posición neutral. La válvula de alivio de margen/flujo dirige parte del aceite de bomba al tanque en condición Baja Presión Stand By debido a que la bomba produce mas flujo de salida que el requerido para compensar las fugas internas. Esta válvula dirige parte de aceite de bomba en tres circunstancias distintas:  En condición Stand By con todos los controles en NEUTRAL 

Cuando un cilindro es descendido abruptamente o calado

 Cuando una válvula de control es retornada rápidamente a NEUTRAL

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 133

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Dirección Dirección en dos ruedas 416E/ 422E/ 428E

103 Las características de sistema de dirección con señal dinámica es igual que la serie “D”. Con la señal dinámica y la dirección en NEUTRAL, el carrete de prioridad de la dirección envía el aceite a través de la línea de red de señales a la HMU y de ahí de nuevo al tanque. Cuando se gira el volante de dirección, este aceite de la señal dinámica cambia de puesto el carrete de prioridad para dirigir el aceite de la bomba al HMU, dando por resultado una respuesta más rápida de la dirección que en sistemas sin una señal dinámica. La serie “E” también incluye las válvulas de compensación y alivio cruzado, y una válvula de alivio de carga censada. Las válvulas de compensación y alivio cruzado permiten capacidad de manejo cuando el motor está detenido, permitiendo que el aceite recircule entre la HMU y el cilindro de dirección cuando se da vuelta el volante. La válvula de alivio de carga censada limita la señal de detección de la carga máxima para el grupo de válvulas del cargador.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 134

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Dirección Dirección en dos ruedas 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

104 Esta ilustración muestra el sistema de dirección en los equipos 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E y 444E. La unidad HMU es la misma que en los modelos 416E/ 422E y 428E, pero el resto está equipada con una bomba hidráulica y válvula de prioridad diferente que se ha descripto anteriormente.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 135

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Sistema de Dirección Dirección en dos ruedas 420E/ 430E/ 432E/ 434E/ 442E/ 444E

105

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 136

Finning Capacitación Ltda Material del Estudiante

Conclusiones

Este material del estudiante muestra la ubicación de componentes y la operación de los sistemas de motor, sistema de refrigeración, tren de fuerza, sistema hidráulico de implementos y sistema eléctrico. Este material puede utilizarse como apoyo al manual de servicio del equipo de manera de ayudar al técnico de servicio a analizar problemas en la mayoría de los sistemas de este equipo.

Gerencia de Capacitación y Desarrollo

Localización de Fallas Retroexcavadora Caterpillar 137