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• F Diaz Barrera

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SISTEMA DE FRENOS Los componentes corresponden al sistema de frenos del Tractor 854K y el Cargador 992K. el color naranja corresponde al freno de servicio, el freno de estacionamiento en color café, y los componentes comunes a ambos sistemas, están de color rojo.

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La bomba de freno (1) está montada en el lado trasero derecho del mando de bombas (2), opuesta a la bomba de implementos (no se ve), y entrega flujo de aceite al sistema de frenos. La válvula compensadora de la bomba (3) controla el flujo al sistema de frenos.

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BOMBA DE FRENO Se muestran en esta ilustración los componentes principales de la bomba del freno.  Válvula de control de la bomba  Pistón de control  Resorte  Placa oscilante  Montaje del pistón  Barril  Eje de mando o impulsor Cuando la presión en el sistema de frenos es menos de 13790 ± 345 kPa (2000± 50 PSI), el resorte mantiene la placa oscilante al ángulo máximo. El movimiento del pistón de la bomba es el más largo y la bomba tiene máximo desplazamiento. Una cantidad pequeña de aceite desde el pasaje de salida fluye al compensador de la presión. Un carrete en el compensador de la presión bloquea el flujo del aceite al pasaje del pistón de control.

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VÁLVULA COMPENSADORA DE LA BOMBA DE FRENOS Esta ilustración muestra los componentes principales y la operación de la válvula de control de la bomba.    

Perno del ajuste Tuerca de fijación Resorte Carrete de presión compensada

La ilustración izquierda muestra la operación de la válvula de presión compensador cuando la presión de sistema de frenos es menos de 16000 ± 345 kPa (2300± 50 PSI). El aceite de la salida de la bomba fluye alrededor del lado derecha del carrete compensador de presión y en el compartimiento en el extremo derecho del carrete. Cuando la presión del sistema de frenos aumenta 16000 ± 345 kPa (2300± 50 PSI), la presión de el aceite en el compartimiento es alta y mueve el carrete contra el resorte. El movimiento del carrete permite que el aceite fluya más allá del carrete al pistón del control en la bomba.

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Cuando la presión del sistema de frenos alcanza 13790 ± 345 kPa (2000± 50 PSI), aceite de la bomba llena el compartimiento en el pistón del control. Como la presión del sistema de frenos aumenta sobre 13790 ± 345 kPa (2300± 50 PSI), la presión del aceite de la válvula de control de la bomba mueve el pistón del control contra el resorte del control. Este movimiento disminuye el ángulo de la placa oscilante, el movimiento de los pistones y el desplazamiento de la bomba. La cantidad de aceite por cada revolución de la bomba se disminuye a la cantidad en la cual se requiere para mantener la presión de sistema en 13790 ± 345 kPa (2000± 50 PSI).

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Los acumuladores de frenos (1) están ubicados al lado del tanque hidráulico (2). Cuando el motor está funcionando, los acumuladores proporcionan el aceite a presión a la válvula de freno tándem. Si se detiene el motor, o falla la bomba de frenos, los acumuladores también entregan temporalmente aceite de emergencia a los frenos. Las válvulas de carga de nitrógeno de los acumuladores (3) están ubicadas en la parte superior.

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La válvula resolver inversa (1) está ubicada cerca de los acumuladores de frenos (2), y dirige el aceite desde la bomba de frenos a los acumuladores. El interruptor de presión de frenos (3) envía una señal al VIMS si la presión del sistema hidráulico de frenos baja a menos de 8960 KPa (1300 PSI) aproximadamente.

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La válvula de freno de servicio (flecha) está ubicada debajo del pedal de freno derecho. Los pedales de frenos izquierdo y derecho están conectados mecánicamente, lo que permite que la válvula del freno de servicio sea actuada por cualquiera de ellos. La válvula de frenos envía el aceite los frenos de servicio. Los frenos de servicio de discos múltiples, acoplados hidráulicamente, están ubicados entre los planetarios y el diferencial, en cada eje. Cada freno tiene un pistón, discos y platos. Cuando cualquier pedal se presiona, el aceite a presión mueve al pistón, el que comprime a los discos en contra de los platos. La fricción entre los discos causa que las ruedas giren más lento o se detengan. El calor de los frenos es extraído por el aceite en el alojamiento del diferencial.

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Cuando el operador presiona el pedal del freno (figura derecha), el resorte superior mueve los dos carretes de freno hacia abajo. Los carretes de freno cierran el paso de aceite a tanque y abren el paso desde los dos acumuladores. El aceite desde el acumulador trasero fluye a través del carrete de freno trasero, para aplicar los frenos de servicio traseros y llenar también la cámara entre el carrete trasero y el carrete del freno delantero. El aceite desde el acumulador de freno delantero, pasa a través del carrete de freno delantero y aplica el freno de servicio delantero y llena la cámara en la parte baja del carrete delantero. La presión en la parte baja del carrete de freno delantero y la fuerza del resorte inferior, mueven el carrete delantero hacia arriba, en contra de la presión que hay en la cámara entre ambos carretes. La presión entre los carretes empuja al carrete de freno trasero hacia arriba, en contra de la fuerza del resorte del pedal. La fuerza aplicada desde abajo de los carretes de freno balancea la fuerza que es aplicada desde arriba, en los carretes mismos. Cada carrete, entonces, se comporta como una válvula reductora de presión, limitando la presión de frenado proporcionalmente a la fuerza aplicada en su parte superior.

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La contra la fuerza en la parte de superior de los carretes. Cada carrete de freno actúa como una válvula reductora de presión, para limitar la presión en los frenos, proporcional a la fuerza en la parte superior de los respectivos carretes de freno. Cuando el pedal es desaplicado (figura izquierda) los pasos de aceite de los acumuladores a los frenos son bloqueados, y los pasos a retorno son abiertos. El aceite en los frenos delanteros y traseros fluye a través de sus respectivos carretes a tanque. La fuerza del resorte en la parte baja del carrete delantero mueve ambos carretes hacia arriba.

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La válvula de freno de estacionamiento (1) esta ubicada en el lado derecho del bastidor bajo la cabina. La válvula dirige el aceite al freno de parqueo. Cuando el botón en la cabina del operador es tirado, la palanca del freno de parqueo (2) mueve el carrete dentro de la válvula del freno de parqueo. El carrete bloquea el aceite desde la válvula de carga del acumulador hacia el freno de parqueo permitiendo que el aceite del freno de parqueo retorne a tanque. La fuerza del resorte frena la máquina. Cuando la perilla del freno de estacionamiento es presionado, la palanca del freno de estacionamiento mueve el carrete dentro de la válvula del freno de parqueo. El carrete envía el flujo de aceite dentro del freno de parqueo. El aceite actúa contra la fuerza del resorte, desaplicando en freno de parqueo. También se muestra el interruptor del freno de estacionamiento (3), que comunica el estado de la presión del freno de parqueo al ECM del Tren de Potencia.

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El freno de estacionamiento es de discos múltiples, aplicado por resortes y liberado por presión, y está apernado a la salida de la caja de transferencia. Los discos están solidarios con el cubo, que gira con el eje de mando. Los platos están estriados al alojamiento del freno de estacionamiento, que está fijo por pernos (1) a la carcaza del rodamiento (2). Cuando se LIBERA el freno de estacionamiento, el aceite del sistema de frenos actúa en contra del pistón, que actúa sobre la placa (3) hacia fuera, en contra del resorte. Sin la fuerza del resorte, ahora los discos, platos, cubo y eje de mando están libres. Cuando el freno de estacionamiento es APLICADO, el aceite del sistema de frenos drena a tanque. La fuerza del resorte presiona los platos fijos en contra de los discos, que están girando junto con el cubo. La fricción entre platos y discos detiene el movimiento del cubo. En caso de falla de la bomba de frenos, o se corte el flujo de aceite, el freno puede ser liberado manualmente para mover la máquina, instalando los pernos de liberación (4) en los tres orificios (5). La fuerza de los pernos de liberación actúa retrayendo la placa, en contra del resorte. Sin la fuerza del resorte, los discos, el cubo uy el eje de mando delantero están libres para girar. Los pernos de liberación se guardan en el lugar que muestra la foto cuando no son ocupados.

DIAGRAMA DEL SISTEMA DE FRENOS La figura muestra el sistema de freno durante el ciclo de carga baja (cut in) de la válvula de carga del acumulador, con el freno de servicio y el freno de parqueo aplicados. Cuando la presión del aceite en el acumulador baja aproximadamente a los 1700 +/- 50 PSI, la válvula de carga del acumulador entra en el ciclo de carga baja (cut-in), la fuerza combinada entre la presión del acumulador y la acción del resorte en cada lado exterior de la válvula de lanzadera inversa, es menor que la presión en el centro de la válvula de lanzadera. La presión en el centro de las válvulas de lanzadera, permite moverlas contra los resortes. Este movimiento permite que el aceite fluya desde la válvula de carga del acumulador a los acumuladores. Cuando la válvula de carga de los acumuladores está conectada a los acumuladores, la presión disminuye entre la válvula de lanzadera inversa y la válvula check. Cuando la presión en el lado izquierdo del carrete de la válvula cut-in, cut-out disminuye, la fuerza del resorte mueve el carrete a la izquierda. La presión es dirigida a través del carrete de cut-in, cut-out, hacia el lado izquierdo de la válvula de descarga. La presión del aceite y la fuerza del resorte mantienen la válvula de descarga a la derecha. En esta posición, el orificio de la válvula de descarga restringe el flujo de aceite de la bomba hacia el sistema piloto de dirección e implementos. La bomba envía flujo de aceite a los acumuladores hasta que la presión en los acumuladores y la presión en la válvula inversa de lanzadera alcanza una presión aproximada de 2100+50 psi. (cut-out).

Al pisar el pedal izquierdo o derecho del freno, se aplicará el freno de servicio. El movimiento mecánico del pedal de freno es transmitido a la válvula de freno de servicio, la cual permite que pase el aceite a los frenos de las ruedas delanteras y traseras. Si la máquina pierde potencia, o la bomba de frenos falla, el freno de servicio puede aún aplicarse. La presión en los acumuladores permite varias aplicaciones en los frenos de servicio para detener la máquina, o hacerla girar más lenta para aplicar el freno de parqueo. Cuando se pisa el pedal de freno, se cierra el interruptor de luz de freno, el que ilumina a la luz de parada en la parte trasera de la máquina, también, cuando el pedal derecho de freno es presionado el interruptor del pedal del freno envía una señal al ECM del motor para deshabilitar la función del acelerador. El ECM del motor envía el dato de la posición del interruptor a través de la línea de datos Cat al ECM del tren de potencia. Al pisar el pedal de freno izquierdo, cierra el interruptor de la lámpara de freno y deriva potencia del motor desde el tren de potencia por la liberación del embrague del impelente a los implementos y además controla la presión de aceite en los frenos de servicio. Cuando se pisa el pedal de freno izquierdo, una señal PWM es enviada desde el sensor del pedal al ECM del tren de potencia. El ECM del tren de potencia procesa la señal y envía una señal de salida al solenoide del embrague del impelente, el cual disminuye la presión de aceite en el embrague de impelente. Como el pedal se sigue pisando, la presión en el embrague sigue disminuyendo. Cuando el pedal ha sido presionado aproximadamente 10 grados, la unión mecánica desde el pedal izquierdo hacia la válvula del freno de servicio, provoca que el freno se aplique.

Cuando la presión del acumulador aumenta, hasta la presión de corte máximo, 2000 +/- 50 psi. (cut-out), la combinación entre la presión de aceite y la fuerza del resorte en el lado externo de las válvulas inversas de lanzadera supera la presión de aceite en la parte interna de las válvulas. Los carretes se mueven y bloquean el flujo de aceite a los acumuladores. Como el flujo de aceite a los acumuladores es bloqueado, la presión se comienza a incrementar. Este aumento de la presión provoca que el compensador de la bomba de freno dirija el aceite hacia el pistón de control de la bomba, angulando el plato a mínimo. La válvula check evita que el aceite a alta presión en el pasaje de la válvula lanzadera inversa se devuelva hacia la bomba. La válvula lanzadera inversa permanecerá en el modo cut out hasta que la presión de uno de los acumuladores baje a la presión de cut in, aproximadamente 1700 +50 psi.

La figura muestra el sistema de frenos con el freno de estacionamiento desaplicado. El aceite a presión fluye desde la bomba de freno hacia la válvula lanzadera inversa del acumulador. La válvula permite al aceite fluir hacia los acumuladores de freno delantero y trasero y hacia la válvula del freno de servicio. La parte de aceite que se envía al acumulador del freno trasero también se envía a la válvula de control del freno de parqueo. Cuando el freno de estacionamiento es desaplicado, el flujo de aceite a presión pasa de la válvula de freno de parqueo, hacia el actuador del freno de parqueo. El aceite en el actuador del freno actúa contra la fuerza del resorte que mantiene el freno aplicado. Cuando la presión del aceite supera la fuerza del resorte, el freno de parqueo será desaplicado. Durante una aplicación normal, el freno de estacionamiento seguirá desaplicado hasta que el flujo de aceite bloqueado en la válvula de freno de estacionamiento o la presión desde la válvula de carga del acumulador de freno disminuya aproximadamente a 875 + 75 psi. Si la presión de suministro desde la válvula de carga de acumulador disminuye debajo de 875+75 psi, la fuerza del resorte en el extremo derecho de la válvula de freno de parqueo cambiará hacia la izquierda.

Cuando la válvula del freno de parqueo cambia a la izquierda, el aceite en la válvula de freno de parqueo fluye a tanque y el resorte aplica el freno. Si la presión en la válvula de carga del acumulador disminuye bajo 875 +/- 50 psi, la fuerza del resorte en el lado derecho de la válvula de freno de parqueo moverá la válvula a la izquierda, permitiendo que el aceite en el freno se dirija al tanque, y el resorte aplique el freno de parqueo.

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE EJES La figura muestra el diagrama del sistema de enfriamiento de los ejes delantero y trasero. Cada eje tiene su propio sistema de enfriamiento. La bomba de pilotaje/enfriamiento de ejes entrega aceite que hace girar al motor de enfriamiento de ejes, que comanda a las bombas de enfriamiento de los ejes. Las bombas hacen circular el aceite hacia los enfriadores. Cuando el operador aplica el freno de servicio, se genera calor en discos y platos, a la vez que las pesadas cargas generan calor en el diferencial. Las bombas de enfriamiento extraen el calor de la carcaza del diferencial enviando el aceite a los enfriadores, los que extraen el calor del aceite y lo envían de vuelta a los respectivos ejes. El aceite ingresa al eje en cada extremo de la carcaza del diferencial. Cuando el aceite está frío, la resistencia al flujo dentro de los enfriadores provoca un aumento en la presión de la bomba. El aumento de la presión abre la válvula bypass del filtro de aceite, permitiendo el paso del aceite frío sin filtrar al eje. El ECM VIMS monitorea la temperatura del aceite de los ejes a través de los sensores de temperatura de los ejes delantero y trasero. La válvula solenoide de derivación es controlada por el ECM de transmisión. Cuando la T° del aceite de los ejes es menos de 30°C, el ECM energiza al solenoide. Cuando es energizado, el solenoide de la válvula de reparto dirige el aceite desde la bomba de pilotaje/enfriamiento de ejes , al lado derecho de la válvula de reparto. La válvula se mueve a la izquierda y el aceite de la bomba de

pilotaje/enfriamiento de ejes fluye hacia el sistema de pilotaje de la dirección. Entonces, el motor de enfriamiento de ejes no es alimentado con aceite, lo que evita que circule aceite a través de los ejes cuando se pone en marcha la máquina.

Cuando la temperatura del aceite aumenta sobre los 35°C, el ECM de Transmisión desenergiza al solenoide, y el motor de enfriamiento comanda a las bombas de enfriamiento de ejes. Cuando la temperatura del aceite está sobre los 35°C , el aceite de los ejes fluye desde las bombas de enfriamiento hacia la válvula bypass térmica. Con el aceite a más de 35°C y menos de 60°C, el resorte mueve a la válvula térmica hacia arriba, y el aceite de las bombas no pasan por el enfriador. Cuando la temperatura aumenta sobre los 60°C, la válvula térmica empieza a moverse hacia abajo, en contra del resorte, permitiendo que parte del aceite desde las bombas fluya hacia los enfriadores. Si la temperatura del aceite aumenta a más de 74°C, la válvula térmica se mueva totalmente hacia arriba, venciendo al resorte y permitiendo que todo el aceite de las bombas de enfriamiento pase a los enfriadores.

El motor de enfriamiento de aceite de los ejes (1) y las bombas de enfriamiento (2) se ubican en el riel del bastidor izquierdo, cerca de la transmisión.

La válvula de reparto (1) y el solenoide de reparto (2) se ubican en el riel del bastidor izquierdo. Cuando el solenoide es energizado, el aceite desde la bomba de pilotaje de dirección/enfriamiento de ejes es dirigido al sistema de pilotaje de dirección.

Los filtros de aceite de enfriamiento (1) están ubicados en la parte de atrás de la máquina. La toma de muestra S.O.S. (2) están ubicadas en cada línea hidráulica.

Las válvulas térmicas (flecha) se ubican encima del bastidor trasero, detrás del motor.

Los enfriadores de aceite (1) están ubicadas en la parte de atrás de la máquina, frente al enfriador de aceite hidráulico (2).

CONCLUSIÓN Esta presentación le ha proporcionado información de los sistemas del Cargador 992K y el Tractor de Ruedas 854K. el correcto entendimiento de la información y las características, a las que se puede acceder a través de la herramienta Cat ET, pueden ayudarlo para realizar los diagnósticos, solucionar fallas y testear la máquina de un modo más fácil y preciso. Siempre use la última Información de Sevicio, para asegurarse que se empleen las especificaciones y procedimientos de pruebas actualizados.