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Historia de los Sistemas de
Combustible Cummins.
PT/PT-STC (step time control)
Bosch (PLN) (Pump-Line-Nozzle)
HPI-PT
HPI-TP
CAPS
High Pressure Common Rail (HPCR)
Modular Common Rail System (MCRS)
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Cummins Fuel System History
El Sistema de combustible PT se ha distinguido por mas de 50 años por sus caracteristicas en los motores Cummins.
– Alta presión de inyección
– Diseño muy simple
– Cofiable
– Costo Efectivo
Cummins PT
Cummins PT- STC
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Cummins Fuel System History
Bosch Pump-Line-Nozzle systems introduced 1983
HPI-PT introduced in 1995 ( de 19 a 60 Liter)
HPI-TP introduced in 1998 (15 Liter)
Bosch
HHP HPI-PT/TP
-
-
stanadyne
PT
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Bomba de Cebado Integrada
y ensamble de Colador de
Entrada de Combustible
mejorado Pre-filtro de 300
Micrones en la conexión
OEM
Bomba de Cebado de 24 Volts y Pre-filtro
de 300 Micrones ahora en motores de
producción
IFSM
(Módulo de
Sistema de
Combustible
Integrado)
Sistema de Combustible QSX15 HPI-TP
Características Especiales
Inyección de Alta Presión de Uso Pesado - El sistema de combustible Tiempo Presión tiene muchas
características especiales. La característica Tiempo Presión (TP) designa el control de combustible. El tiempo
es la variable de control y la presión de suministro se mantiene constante. El tiempo y la medición de
combustible se controlan por el “tiempo encendido” de la presión regulada por la actuación electrónica.
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Common Rail Fuel System
Used extensively on European and Japanese passenger cars and trucks
Over 3 million systems in service now with excellent performance and reliability
Cummins QSB and QSL Engines now are common rail with more to follow
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Para complementar esto, los siguientes puntos serán tratados:
A) Adecuada terminología y conceptos básicos de hidráulica.
B) Suministro del combustible y su significado en el sistema.
C) La forma en la cual la presión de combustible es regulada hacia los
inyectores.
D) Operación básica del inyector.
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"P" se refiere a la presión de combustible a la entrada de los
inyectores. Esta presión es controlada por la bomba de combustible.
"T" se refiere al tiempo que tiene disponible el combustible para fluir al
interior de la copa del inyector.
El tiempo es controlado por la velocidad del motor a través del árbol
de levas y el tren de inyección.
El concepto P.T. (presión-tiempo), se deriva de las dos principales variables que afectan a la cantidad de combustible que es introducido por ciclo en el sistema de combustible Cummins.
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Antes de ir más adelante, demos una revisada a alguna terminología
básica comenzando con PRESIÓN.
Presión es definida como una "fuerza sobre la unidad de área”. Pero
¿qué es fuerza?. Fuerza es "empujar o jalar" en cualquier dirección, lo
cual puede o no resultar en movimiento.
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La unidad de medición para fuerza usualmente es dada en libras
(newton/metro). Por ejemplo, un peso de 100 libras (45 Kgs. aprox.),
está ejerciendo una fuerza hacia abajo de 100 libras (4.6 newtons
aprox.). Cuando usted está sobre una báscula está midiendo su
peso, o sea, ejerciendo un peso hacia abajo el cual será indicado en
la escala.
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Presión es la medición de fuerza ejercida sobre un área específica. La
más común unidad de medición para el área en relación a la presión es
dada en pulgadas cuadradas. Sin embargo la presión es usualmente
identificada como libras sobre pulgada cuadrada (P. S. I.). Para
determinar presión, la fuerza y el área deben de ser conocidas. La presión
es entonces calculada al dividir la fuerza entre el área
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Describiendo un importante principio de comportamiento de
presión de un liquido en un recipiente sobre el cual aplicamos
presión, ésta es transmitida igual en todas direcciones sin ningún
cambio en la fuerza.
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Otro importante principio es que una diferencia de presión entre
dos puntos es requerida para fluir. Flujo es el movimiento de un
líquido al pasar de un área de alta presión hacia una de baja
presión. El flujo continúa hasta que la presión se iguala.
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Con respecto al suministro de combustible, no solamente es importante que
exista un líquido, sino que tanto flujo existe en un período de tiempo dado.
Esto es un rango de flujo. Este mide el volumen de líquido que pasa en un
punto dado en un período de tiempo específico. Una unidad familiar para
medir un rango de flujo es galones por minuto (litros/segundo), el es
abreviado usualmente G.P.M.
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Observemos un sistema hidráulico simple. Este consiste en una bomba
mecánica como fuente de flujo y presión, así como pasajes a través de
los cuales el líquido circula. También está incluida una válvula de paso
(abrir/cerrar), para controlar el flujo. A la salida del pasaje se localiza un
recipiente para recolectar el líquido.
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La cantidad de líquido recolectado en el recipiente puede ser
cambiado por la combinación de:
* Presión del líquido.
* Tiempo en que el líquido es permitido a circular.
* El diámetro del pasaje, a través del cual el líquido circula, esto
es, el área de flujo.
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Por ejemplo, consideramos fuentes iguales de presión conectadas
a diferentes áreas de flujo. Si el período de tiempo es el mismo,
más líquido será recolectado en el recipiente de aquel que tenga el
pasaje de mayor tamaño, porque tendrá mayor área de flujo. POR
LO TANTO, CON UN LIQUIDO A PRESIÓN Y TIEMPO DE
FLUJO SOSTENIDO, EL ÁREA DE FLUJO DETERMINA LA
CANTIDAD DE LIQUIDO RECOLECTADO.
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Si los pasajes son de un área de flujo igual y están conectados a
diferentes presiones y el tiempo a fluir son iguales más liquido será
recolectado en el recipiente que tenga mayor presión. Esto quiere decir,
que SI EL ÁREA DE FLUJO Y EL TIEMPO SON CONSTANTES LA
PRESIÓN DETERMINA LA CANTIDAD DE LIQUIDO
RECOLECTADO.
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Finalmente, considerar si los pasajes de igual área de flujo son
conectados a iguales fuentes de presión. El recipiente en el que se
tenga mayor tiempo recolectará más cantidad de liquido. POR LO
TANTO TENEMOS QUE SI LA PRESIÓN Y EL ÁREA SON
CONSTANTES, EL TIEMPO QUE ES PERMITIDO AL LIQUIDO A
CIRCULAR, DETERMINARA LA CANTIDAD DE LIQUIDO
RECOLECTADO.
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Lo que hemos visto en nuestro sistema hidráulico simple es que podemos
variar la cantidad de líquido recolectado, cambiando: el área del pasaje de
flujo, la presión del liquido y al tiempo en que al líquido le es permitido a
circular o a cualquier combinación de los tres. ESTA RELACIÓN ES LA
ESENCIA DEL SUMINISTRO DEL COMBUSTIBLE EN EL SISTEMA P.T.
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En el sistema el recipiente dentro del cual el combustible es
suministrado es la copa del inyector. La cantidad de combustible
suministrado por ciclo es controlada por las tres mencionadas variables:
presión de combustible, tiempo de flujo y área de flujo.
La Cantidad por Ciclo Depende de:
1. PRESIÓN del Combustible
2. TIEMPO de Flujo
3. ÁREA de Flujo
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El área de flujo total es determinada por la calibración de un juego
completo de inyectores. La calibración de los inyectores es dada por
la designación de partes que forman un conjunto inyector. El manual
de los C.P.L. (lista de partes de control), contiene listados de las
partes críticas de los motores, incluyendo el conjunto del inyector, los
cuales son necesarios para producir un nivel dado de funcionamiento
de un motor.
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Recuerde, con un área de flujo, determinada, el suministro de
combustible es controlado por la presión de la bomba y el tiempo de
flujo. Por lo tanto no tenemos un control directo del tiempo porque
este es controlado por la velocidad del motor a través del émbolo
del inyector el cual es accionado por el árbol de levas y el tren de
balancines.
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En esta figura podemos observar que el seguidor se encuentra sobre la
base del círculo interior de la leva y el resorte del inyector ha levantado
el émbolo del inyector, descubriendo el orificio de suministro. El período
de tiempo que el orificio de suministro se encuentra descubierto, es el
tiempo disponible para que el combustible fluya al interior de la copa del
inyector.
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A cualquier velocidad la presión del riel deja únicamente a los
inyectores el control de la cantidad de combustible suministrado por
ciclo en el sistema de combustible Cummins P.T.,
La función de la regulación de la presión del riel hacia los inyectores
nace dentro de la bomba de combustible, la cual está diseñada y
calibrada para dar la correcta presión del riel durante todas las
condiciones de operación del motor.
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Es muy importante de entender, que a cualquier velocidad del motor, la
cantidad de combustible suministrado al interior de la copa por ciclo,
determina la cantidad de POTENCIA que el propio motor desarrolla. La
magnitud de LA POTENCIA es determinada por la cantidad de
combustible inyectado por ciclo, el cual es controlado por la presión de la bomba.
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Hemos comentado bastante los principios básicos relacionados
con el suministro o medición del combustible en el sistema P.T. y la
relación entre el combustible suministrado y el torque del motor.
Vamos ahora a familiarizarnos con el flujo del combustible a través
de la bomba y la manera en la cual la presión del riel hacia los
inyectores es regulada.
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Las funciones básicas de una bomba de combustible PTG-AFC son:
A) Transferir el combustible del tanque de almacenamiento de la unidad al motor.
B) Entregar una presión de riel a los inyectores.
C) Gobernar la velocidad mínima.
D) Gobernar la máxima velocidad del motor.
E) Darle al operador el control de la salida de potencia y velocidad del motor
abajo de la velocidad gobernada.
F) Controlar las emisiones de humo durante la aceleración
G) Paro del motor.
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Una bomba de engranes está localizada en la parte trasera de la
bomba de combustible. Esta es impulsada por el eje principal de
la bomba a las mismas R.P.M. del motor. El combustible que viene
del tanque entra por el lado de succión de la bomba de engranes y
es pasado por el lado externo de los engranes hacia la salida de
la bomba.
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Del conjunto AFC o del tornillo de no-aire el combustible se dirige a la válvula de
paro. La mayoría de las válvulas de paro son controladas por un solenoide. En
posición de paro un muelle oprime a una válvula de disco contra el casco de la
propia válvula de paro ocasionando que no circule combustible hacia los
inyectores. Cuando el solenoide es energizado, la fuerza electromagnética que
es creada, atrae a la válvula de disco venciendo la tensión del muelle, al
despegarse la válvula de disco del cuerpo, permite que el combustible circule
hacia los inyectores.
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EN ESTE MOMENTO VOLVAMOS NUESTRA
ATENCIÓN HACIA LOS INYECTORES.
COMENCEMOS POR MIRAR DE CERCA AL
INYECTOR PTD "TOP STOP" (Tope
Superior) E IDENTIFICAREMOS LAS
IMPORTANTES PARTES Y PASAJES QUE
VAN A SER COMENTADOS MAS
ADELANTE.
1. Copa del inyector
2. Retenedor de la copa.
3. Válvula esférica.
4. Filtro de malla metálica.
5. Orificio ajustable (esprea).
6. Entrada de combustible.
7. Arandela
8. Tuerca seguro.
9. Tuerca de ajuste "top stop". (Tope Superior)
10. Seguidor del inyector.
11. Resorte de retroceso.
12. Adaptador.
13. Retorno de combustible.
14. Ligas.
15. Embolo del inyector.
16. Barril.
17. Puerto de drenaje.
18. Orificio de suministro.
19. Arista de corte del émbolo
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Estamos concientes de que ustedes han logrado una mejor
comprensión de la operación del SISTEMA DE COMBUSTIBLE P.T.
CUMMINS
