Sistema de Avance de Tiempo STC

8/10/2019 Sistema de Avance de Tiempo STC

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INTRODUCCIN

El dispositivo de Control de sincronizacin de tiempo. (STC), permite al motor operar durante lascondiciones de arranque y carga ligera en posicin de ADELANTO de la inyeccin: cuando el motor

est bajo condiciones de carga mediana y total el tiempo de inyeccin se cambia a NOMINAL. Enesta forma, se pueden controlar las presiones en los cilindros del motor, permitiendo un incrementode potencia, sin sacrificar la durabilidad del motor. Como consecuencia se obtienen niveles msbajos en la emisin de Hidrocarburos y xido de nitrgeno..

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1. Control de sincronizacin de tiempo (STC).

2. Cummins ha introducido un nuevo sistema de inyeccinvariable, llamado "Control de sincronizacin de tiempo"(STC). Este sistema lleva a cabo los mismos resultados quela Sincronizacin Variable Mecnica (MVT). Una de lasprincipales diferencias es que el STC, es activado por aceite,mientras que el MVT, es activado por aire.

3. El STC es comnmente usado en los motores de la serieN...

4. as como tambin en los motores de la serie K actuali-zados.


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13. A determinadas RPM y cantidad de combustible, el tiempode inyeccin determina la presin del cilindro. Observe que elpunto de mayor presin puede ser movido modificando el puntoen el cual el combustible comienza a entraren la cmara decombustin.

14. Utilizando el dispositivo STC se puede cambiar el punto dela mxima presin y el grado de la misma. Observe que el STCcausa que el combustible sea inyectado antes bajo las mismascondiciones sin el STC. La presin mxima es reducida, dndoleal motor una vida ms larga.

15. La presin de riel modifica el momento de cambio en el STCpara las posiciones de tiempo avanzado y nominal. Esta es unapresin certificada y ocurre entre la ligera y mediana carga del

motor.

16. Durante el arranque en fro y hacia el calentamiento normaldel motor, una pequea cantidad de combustible essuministrada a la copa del inyector.


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17. Este bajo volumen de combustible resulta en una inyeccinretardada, lo cual afecta la presin del cilindro. En la grfica lacurva superior es la condicin con el STC, el cual incrementa lapresin en el cilindro durante las condiciones de baja velocidad yligera carga.

18. En baja velocidad, el mbolo desciende relativamente lento.Consecuentemente el combustible no es forzado a salir a travs

de los orificios con la suficiente fuerza para obtener una buenaatomizacin.

19. Vamos a suponer que la temperatura del aire es abajo decongelamiento. Hasta que este aire sea calentado lo suficientepor el (los) post-enfriador (es), no permitir que la cmara decombustin se caliente lo suficiente para obtener una buenacombustin.

20. Por lo tanto tenemos dos factores negativos: combustibleque no es atomizado lo suficiente para que sea quemado, aireque no podr dar nicamente una buena combustin, sino queestar constantemente enfriando al pistn, camisa, vlvulas ycabeza de cilindros.


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21. El aire fro es comprimido, resultando en suficiente calorpara quemar nicamente parte del diesel... usualmente aquelfinamente atomizado y la porcin exterior de las gotas msgrandes.

22. Esas condiciones causan humo blanco y carbn. El humoblanco es formado por combustible sin quemar y aire fro.Suciedad y carbn son los resultados de combustibleparcialmente quemado.

23. Lo anterior nos regresa al dispositivo de control de avancede tiempo. Este permite al motor operar en posicin de

ADELANTADO de la inyeccin durante la puesta en marcha(fro) y hacia el calentamiento del refrigerante a la temperaturanormal. Cuando el motor trabaja en condiciones de mediana ytotal carga, el tiempo de inyeccin es NOMINAL.

24. Durante el tiempo de inyeccin ADELANTADO, elcombustible es inyectado al interior del cilindro anticipadamente.La ignicin es ms tarda bajo estas condiciones, dando alcombustible ms tiempo para mezclarse con el aire. Por lo tanto,cuando ocurre la ignicin, el combustible es quemado mscompletamente. La temperatura de la combustin es ms alta yla presin en el cilindro es mayor.


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25. As, controlando la presin, esto es, reducindola, significaque podemos poner ms combustible y aire en el cilindro. Estacondicin da como resultado el obtener una mayor potencia sinsacrificar la durabilidad del motor.

26. Bien, conocemos que hace el STC..., ahora veamos comoopera. Para iniciar nuestra informacin, demos un breve repasoal

27. ciclo de inyeccin, utilizando un inyector "Top Stop" DFF,comenzando con el suministro de combustible a la copa del

inyector.

28. Cuando el rodillo del seguidor est sobre la parte ms bajade la leva, el mbolo del inyector se encuentra en la partesuperior de su carrera. El orificio de suministro es descubierto yel combustible fluye al interior de la copa.


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29. Conforme el rodillo del seguidor se mueve hacia la partesuperior de la rampa de la leva de inyeccin, el orificio desuministro se cierra; el suministro de combustible termina y elmbolo del inyector asienta en la copa, forzando al combustiblea entrar al cilindro. Durante este tiempo el puerto de retorno esdescubierto, permitiendo al combustible fluir por el conducto deretorno hacia el tanque.

30. Ahora, examinemos la relacin entre el buzo STC y elmbolo del inyector. Para este ejemplo utilizaremos undispositivo hidrulico simple con un mbolo interior y otroexterior.

31. En tiempo NOMINAL el buzo se "colapsa" (el mbolo interiorhace contacto con el exterior), antes de que el mbolo delinyector comience a moverse. Tenemos que en tiempoNOMINAL, el inyector estndar, excepto que el rbol de levas

tiene una mayor levantamiento para "tomar" el espacio entre losmbolos del buzo.

32. Cuando el sistema est en tiempo ADELANTADO, la vlvulade control dirige la presin de aceite hacia el buzo, llenando elespacio entre ambos mbolos. El mbolo del inyector inicia sumovimiento conforme el seguidor comienza a subir la rampa deinyeccin. Debido a que esto inici antes, el mbolo del inyectorest haciendo contacto con la copa antes de que el seguidorllegue a la parte ms alta de la leva, permitiendo con este extralevantamiento, que el aceite atrapado entre los mbolos delbuzo sea forzado a salir.


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33. Vamos a aplicar este simple principio en el buzo STC. Nohay aceite en el buzo... el inyector est suministradocombustible. Cuando el seguidor comienza a subir sobre larampa de inyeccin, el balancn del inyector inicia a ejercerpresin sobre el mbolo interior. Como no hay aceite en el buzo,el mbolo interior debe hacer contacto directo con el mboloexterior antes de que el mbolo del inyector pueda comenzar sucarrera descendente.

34. Ahora, vamos a llenar el buzo con aceite. El inyector estsuministrando combustible. Cuando el seguidor comienza asubir sobre la rampa de inyeccin, el balancn del inyector iniciaa ejercer presin sobre el mbolo interior. Debido a que tenemos

aceite entre los mbolos del buzo, se forma un "eslabn slido"y la presin descendente es transmitida inmediatamente almbolo exterior, por lo tanto el mbolo del inyector tambincomienza a descender.

35. Antes de continuar, conozcamos las partes que componen albuzo STC. De Izquierda a derecha tenemos: (1) seguro, (2)conector, (3) resorte de la celda de carga, (4) gua, (5) vlvula

esfrica, (6) camisa, (7) resorte de retroceso del mbolo, (8)retenedor del resorte, (9) resorte vlvula de entrada, (10) vlvulade entrada, (11) mbolo, (12) eslabn y (13) seguro.

36. En cualquier momento que la presin de aceite exceda de70 KPa (10 Ibs/pulg2), la vlvula de entrada se abre para llenarcon aceite la cavidad entre ambos mbolos.


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37. Durante el ciclo de inyeccin, el aceite se mantiene en elinterior de la celda de carga del buzo. Cuando el balancn obligaa ir hacia abajo al mbolo interior, el "eslabn slido" de aceitecausa que el mbolo del inyector haga contacto antes con elcombustible. El tiempo de inyeccin por lo tanto est en posicinde ADELANTADO. Al trmino del ciclo de inyeccin, el mbolodel inyector apoya firmemente sobre la copa, la fuerza delmovimiento continuado del balancn, incrementa la presin deaceite en el buzo.

38. Esta presin incrementada retira a la vlvula de la celda decarga de su asiento. El aceite se drena a travs de la vlvula yde los orificios del cuerpo del inyector retornando al depsito deaceite (crter) por las reas de las cabezas y bloque decilindros. Mientras tanto, con el levante continuo de la leva, el

mbolo interior hace contacto metlico con el mbolo exterior,manteniendo al mbolo del inyector asentado en la copa.

39. Como hemos indicado el buzo hidrulico STC se localiza enel conjunto del inyector. La operacin del buzo es controlada porla vlvula de control del STC. Esta vlvula tiene dos funciones:(1) recibe presin de combustible y dirige aceite hacia el buzo

para controlar el tiempo, (2) dirige la operacin del Freno CCummins asegurando que el motor est en tiempo NOMINALcuando el freno es activado.

40. La vlvula de control STC utiliza presin de combustible yfuerza de un resorte para controlar la posicin de un mbolo delestilo del AFC. La posicin del mbolo dicta si el conducto deaceite hacia el buzo sea abierto o cerrado. La presin del com-bustible acta sobre la parte final del mbolo.


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41. Durante el tiempo ADELANTADO, el resorte se opone a lapresin de combustible manteniendo el mbolo en posicin de"abierto". Presurizado el aceite, fluye hacia los buzos e inicia elAVANCE del tiempo de inyeccin. La presin mantiene elmbolo en posicin "abierto" hasta que la presin decombustible sobrepasa la presin de interrupcin certificada.

42. En este nivel certificado de presin, esta misma vence a ladel resorte, ocasionando el desplazamiento del mbolo el cualcerrar el conducto del aceite. Por lo tanto no hay suministro de

aceite hacia los buzos y el motor comenzar a operar enposicin de tiempo NOMINAL.

43. Conforme la presin de combustible descienda y caiga abajodel nivel certificado, el mbolo se desplaza y de nuevo descubreel conducto de flujo de aceite. El ADELANTO del tiempo ocurre

cuando el aceite presurizado llena a los buzos. Una presindiferencial especfica es asignada dentro de la vlvula paraevitar que el mbolo oscile entre las posiciones de tiempoAVANZADO y NOMINAL. En los estados con mayor restriccinen las leyes de emisin, los mbolos abren y cierran a diferentespresiones.

44. En los motores de la serie N, la vlvula del STC, se localizaen el bloque de cilindros, abajo de la bomba de combustible.Esta recibe aceite filtrado de la vena principal del bloque decilindros.


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45. Un nuevo casco de balancines est siendo usado... tieneincluido una cavidad para la conexin del STC.

46. La vlvula de control suministra aceite hacia la lnea externadel STC. La vlvula de control conecta a la lnea externa atravs de una vlvula de paso, la cual evita que la lnea sevace. Este diseo previene candados de aire.

47. Conductos internos conectan la lnea de suministro con cadainyector STC y el casco de balancines.

48. La presin de combustible es enviada hacia la vlvula decontrol del STC por medio de una manguera entre la vlvula deparo de la bomba P.T. y la vlvula de control. Observe la lneade retorno entre la vlvula STC y la lnea de retorno del motor.Esta lnea alivia la presin del combustible y altera la presin deinterrupcin de la vlvula sin afectar la respuesta del motor.Dependiendo de la configuracin y requerimientos deemisiones, algunos motores no tendrn esta lnea de retorno.


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49. El banco trasero del Freno C es conectado hacia la vlvulade control STC con una manguera. Cuando el Freno C esactivado, la presin de aceite en el banco del freno es dirigida ala vlvula de control STC a travs de una manguera. Estapresin acta sobre el diafragma del mbolo, manteniendo aste en posicin "cerrado" para operar en posicin NOMINAL. Elmotor permanece en tiempo NOMINAL tanto tiempo como elfreno sea activado. El lapso NOMINAL es usado cuando elmotor est frenando y para mantener una carga aceptable sobreel rbol de levas.

50. Debido a que el Freno C puede ser activado progre-sivamente (1 banco, 2 bancos o 3 bancos), la vlvula de controlSTC recibe la seal de la presin de aceite nicamente cuando

el sistema est en 2 y 3 bancos.

Cuando nicamente un banco es activado, la presin en la lneade entrada y la carga sobre el rbol no son lo suficientementealtas para requerir el tiempo NOMINAL.

51. Si el motor no est equipado con Freno C, la lnea de aceite

deber ser conectada al bloque de cilindros para que retorne aldepsito.

52. La vlvula de control de aceite es calibrada a un especficoflujo y presin utilizando para ello el banco de pruebas parabombas P.T. Modificar la operacin de la vlvula resultar en laprdida de economa de combustible y durabilidad del motor. Lacorrecta operacin de la vlvula es necesaria para mantener unaaceptable presin en el cilindro y nivel de humo blanco yasegurar una ptima economa de combustible.


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53. En este momento comentaremos brevemente, losprocedimientos bsicos involucrados en la calibracin de losinyectores STC, SOBRE el motor y FUERA de el.

54. FUERA del motor el ajuste consiste de: Carrera Bsica del Embolo. Carrera Total del Embolo.

55. Esos ajustes del inyector STC pueden ser efectuadosnicamente en el dispositivo digital No. 3822696. El dispositivoNo. 3875160 NO PUEDE ser usado para calibrar STC. El nuevo

dispositivo digital No. 3822696 est diseado para calibrar todoslos inyectores P.T.

56. La carrera del mbolo es ajustada haciendo girar el tornillotope con una barra o algo similar. El ajuste de la carrera total selleva a cabo haciendo girar la tapa superior.


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57. El ajuste SOBRE el motor es con la herramienta No. 3822648.Inserte el perno central de la herramienta en uno de los cuatroorificios de buzo.

58. Mantenga al buzo en posicin totalmente extendido y apliqueun torque de apriete de 5 Ibs-pulg con la herramienta especial en"T".

59. Los procedimientos complementarios pueden ser encontradosen diferentes boletines tcnicos.

60. En resumen, el STC es usado actualmente en motores N y K.


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61. El sistema permite al motor operar en tiempo de inyeccinADELANTADO durante la puesta en marcha y bajo carga ligera.Con tiempo de inyeccin NOMINAL durante carga mediana a total.

62. Cuando no hay aceite en el buzo hidrulico el mbolo interiorhace contacto directo con el mbolo exterior antes de que elmbolo del inyector comience a inyectar el combustible al interiordel cilindro. El motor est en tiempo NOMINAL.

63. AHORA el buzo es llenado con aceite... el mbolo interiorcomienza a descender. El "eslabn slido" de aceite permite aeste movimiento descendente el que sea transmitido

inmediatamente al mbolo exterior. El combustible comienza a serinyectado antes o sea que el tiempo de inyeccin est en posicinADELANTADO.

64. De esta forma estamos controlando la presin en el cilindro, loque significa poder crear ms caballos de fuerza sin sacrificar ladurabilidad del motor

Traducido por: rea de Capacitacin Cummins, S. de R. L. de C. V.Julio de 2005 Copyright 1987Cummins Engine Company, Inc.

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