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• Alonso Fernando

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MANUAL DEL ESTUDIANTE INSTRUCCIÓN TÉCNICA

CURSO: Trenes de Potencia III TEMA: Sistemas Especiales

DESARROLLO TECNICO MARZO 2008

CURSO: TRENES DE POTENCIA III FSAA - DTSE0023- 2004C

1

Material del Estudiante

INDICE

Página

INDICE DESCRIPCION DEL CURSO..................................................................... Resumen................................................................................................................ Programa del Curso.............................................................................................. Objetivo General.................................................................................................... Requisitos..............................................................................................................

MATERIAL NECESARIO........................................................................... Literatura................................................................................................................ Literatura de Referencia........................................................................................ Herramientas y Equipo..........................................................................................

AGENDA DEL CURSO............................................................................... MODULO 1: DIRECCIÓN DIFERENCIAL.................................................. Lección 1.1: Funcionamiento............................................................................... Lección 1.2: Válvula Contrabalance y Motor de Giro.........................................

MODULO 2: EMBRAGUES DE DIRECCIÓN Y FRENOS......................... Lección 2.1: Embragues y Frenos....................................................................... Lección 2.2: Sistema Hidráulico del tren de Fuerza – Mecánico...................... Lección 2.3: Sistema de Dirección y Frenos – Electrónico............................... Lección 2.4: Calibración y Comparación............................................................

MODULO 3: SUSPENSIONES................................................................... Lección 3.1: Función............................................................................................. Lección 3.2: Componentes................................................................................... Lección 3.3: Suspensión Hidroneumática...........................................................

MODULO 4: SISTEMA DE FRENOS EN CAMIONES............................... Lección 4.1: Sistema de Frenos........................................................................... Lección 4.2: Paquetes de Frenos......................................................................... Lección 4.3: Sistema de carga de Aire................................................................. Lección 4.4: Sistema de Freno de Servicio......................................................... Lección 4.5: Sistema de Freno de Parque........................................................... Lección 4.6: Sistema Hidráulico de Frenos......................................................... Lección 4.7: Sistema de Refrigeración de Frenos.............................................. Lección 4.8: Evaluación del Sistema...................................................................

1 2 2 2 3 3 3 3 3 3 4 5 6 10 13 14 18 21 27 29 30 31 33 35 37 38 41 53 55 57 63 67

Lección 5.1: Control Automático del Retardador............................................... Lección 5.2: Control de Tracción.........................................................................

68 69 71

ANEXOS.....................................................................................................

74

MODULO 5: APLICACIONES ESPECIALES DE FRENOS......................

Anexo 1: Comportamiento de los Engranajes Planetarios Anexo 2: Cilindros de Suspensión y Componentes de Tractor D10R Anexo 3: Hoja de trabajo en Clase y Campo N° 6.5 Anexo 4: Sistema Electrónico de Control

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Material del Estudiante

DESCRIPCION DEL CURSO CURSO: TRENES DE POTENCIA III Tiempo de duración:

5 días

Numero de Participantes:

8 Estudiantes

(40 horas)

DIRIGIDO A Este curso ha sido diseñado para mecánicos que trabajan con maquinaria Caterpillar.

RESUMEN

Este curso completa lo tratado en los cursos previos de Trenes de Potencia. Se hace la introducción a los sistemas de dirección, freno y aplicaciones especiales. El 80% del curso será realizado en aula, y el resto en talleres. La clase en aula abarcará la descripción de todos los sistemas. En los talleres se realizarán pruebas en lo referente a sistemas de frenos.

PROGRAMA DEL CURSO

MODULO 1: DIRECCIÓN DIFERENCIAL Lección 1.1: Funcionamiento Lección 1.2: Válvula Contrabalance y Motor de Giro

MODULO 2: EMBRAGUES DE DIRECCIÓN Y FRENOS Lección 2.1: Embragues y Frenos Lección 2.2: Sistema Hidráulico del Tren de Fuerza - Mecánico Lección 2.3: Sistema de Dirección y Frenos – Electrónico Lección 2.4: Calibración y Comparación

MODULO 3: SUSPENSIONES Lección 3.1: Función Lección 3.2: Componentes Lección 3.3: Suspensión Hidroneumática

MODULO 4: SISTEMA DE FRENOS EN CAMIONES Lección 4.1: Sistema de Frenos Lección 4.2: Paquetes de Frenos Lección 4.3: Sistema de Carga de Aire Lección 4.4: Sistema de freno de Servicio Lección 4.5: Sistema de Freno de Parqueo Lección 4.6: Sistema Hidráulico de Frenos Lección 4.7: Sistema de Refrigeración de Frenos Lección 4.8: Evaluación del Sistema

MODULO 5: APLIACIONES ESPECIALES DE FRENOS Lección 5.1: Control Automático del Retardador Lección 5.2: Control de Tracción

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Material del Estudiante

ENCUESTA OBJETIVOS GENERALES

Al término de este curso, los estudiantes estarán en capacidad de realizar los siguientes procesos: •

Explicar los principios de operación de los distintos tipos de dirección, suspensiones, y frenos.

•

Reconocer componentes de estos sistemas.

REQUISITOS Haber recibido y aprobado el curso de Transmisiones II

MATERIAL NECESARIO LITERATURA −

Manual del estudiante

LITERATURA DE REFERENCIA −

TSRV9104 Fundamentos de Transmisión de Potencia

HERRAMIENTAS Y EQUIPOS −

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Indicados en la Hoja de Laboratorios

Desarrollo Técnico Intro

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Material del Estudiante

AGENDA DEL CURSO PRIMER DÍA

SEGUNDO DÍA

Mañana

• • •

Presentación Inicial, Expectativas Pre-Test Módulo 1, Dirección Diferencial

Tarde

•

Módulo 1, Dirección Diferencial (continuación)

Mañana

•

Módulo 1, Dirección Diferencial (continuación) Módulo 2, Embragues de Dirección y Frenos

•

TERCER DÍA

Tarde

•

Módulo 2, Embragues de Dirección y Frenos (continuación)

Mañana

•

Módulo 2, Embragues de Dirección y Frenos (continuación) Módulo 3: Suspensiones Módulo 4: Sistema de Frenos en Camiones

• •

CUARTO DÍA

QUINTO DÍA

Tarde

•

Módulo 4, Sistema de Frenos en Camiones (continuación)

Mañana

•

Módulo 4, Sistema de Frenos en Camiones (continuación)

Tarde

•

Módulo 5, Aplicaciones Especiales de Frenos

Mañana

•

Módulo 5, Aplicaciones Especiales de Frenos (continuación)

Tarde

•

Módulo 5, Aplicaciones Especiales de Frenos (continuación) Examen Final Encuesta

• •

Horario de Clase:

de 7:30am a 4:30 pm

Horarios de Intermedios recomendados:

10:00 am y 3:15 pm

Duración: 15 minutos

Horario de Almuerzo recomendado:

13:00m

Duración: 45 minutos

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Desarrollo Técnico Intro

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Material del Estudiante Módulo 1

MÓDULO 1: DIRECCIÓN DIFERENCIAL Esta lección discute la Dirección Diferencial. Este tipo de dirección se utiliza en algunos modelos de tractores de cadenas, y en los tractores agrícolas Challenger. Esta lección identifica los componentes de un sistema de dirección diferencial y describe la operación de un sistema de dirección diferencial.

OBJETIVOS Al término de este módulo, el estudiante estará en capacidad de:

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1.

Conocer los componentes de un sistema de dirección diferencial.

2.

Entender la operación de un sistema de dirección diferencial.

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Material del Estudiante Módulo 1

LECCIÓN 1.1: FUNCIONAMIENTO

FUNCIÓN

El propósito de la dirección diferencial es igualar la distribución de potencia a las ruedas de impulsión. La dirección diferencial divide la potencia entre los dos ejes cuando la máquina va en línea recta en forma equitativa. Cuando se requiere un giro, un motor de dirección hace que un lado aumente su velocidad y el otro la disminuya en una cantidad igual. La velocidad de la máquina no cambia El diagrama muestra la relación entre los componentes del sistema de dirección diferencial. Este sistema contiene la dirección, los sistemas planetarios de mando y de ecualización. Hay dos entradas de potencia, una entrada de velocidad y sentido de marcha (desde la transmisión), y una entrada de dirección (desde el motor de dirección). El motor de dirección es parte de un sistema hidráulico de lazo cerrado, y no gira a menos que se estén utilizando los controles de dirección (Steering Controls). Todos los engranajes solares están conectados al eje central. Los tres engranajes solares son conducidos a la misma velocidad. La corona (Ring Gear) del conjunto planetario de ecualización está siempre fija, empernada a la carcasa del freno derecho. El eje izquierdo está conectado mediante estrías al portador para el conjunto planetario de dirección. El eje derecho está conectado mediante estrías al portador para el sistema planetario ecualizador.

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Material del Estudiante Módulo 1

AVANCE EN LÍNEA RECTA

La entrada de la transmisión viene a través de un sistema de piñón y engranaje cónico (corona). El eje de la corona cónica está conectado mediante estrías al portador impulsor. El portador impulsor reparte la potencia entre la corona y el engranaje solar de mando. Esta potencia se transmite a través de los engranajes planetarios. La potencia que fluye a través de la corona impulsora es de baja velocidad y alto torque. La corona impulsora está conectada directamente con el portador de la dirección, que está conectado con el eje exterior izquierdo. La potencia del engranaje solar es de alta velocidad y bajo torque y se transmite a través del eje central al engranaje solar ecualizador. Los engranajes planetarios ecualizadores se mueven alrededor de la corona fija e impulsan el portador a una velocidad más baja y con mayor torque que el engranaje solar. El portador ecualizador está conectado con el eje exterior derecho. Las relaciones de engrane están diseñadas de modo que el eje izquierdo y el eje derecho roten a la misma velocidad y torque si no hay otras entradas presentes, y la máquina viaja en línea recta. Cuando no hay señales de entrada de la dirección, la corona del conjunto planetario de la dirección está fija.

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Material del Estudiante Módulo 1

GIRO A LA IZQUIERDA

El sistema de la dirección diferencial utiliza la potencia de un motor hidráulico para aumentar la velocidad de una cadena y disminuir igualmente la velocidad de la otra. La diferencia resultante de velocidad de las cadenas hace girar al tractor. La velocidad y sentido del motor de la dirección está determinada por los controles de la dirección. Cuando el motor de la dirección es conducido rápidamente, el radio de giro es más pequeño. Durante un giro, la transmisión suministra la mayor parte de la potencia al sistema. El motor de la dirección gira la corona de la dirección. El motor de la dirección está conectado a la corona con el conjunto de piñón y corona cónicos. Cuando el motor de la dirección causa el giro de la corona contrario al portador, la corona se opone a la velocidad del portador. Esto retarda el eje izquierdo. Los engranajes planetarios giran alrededor de la corona a una velocidad más alta. Los engranajes planetarios transmiten más velocidad al engranaje solar, y los engranajes del solar aumentan su velocidad. El lado derecho aumenta de velocidad.

GIRO A LA DERECHA

Cuando el motor de la dirección causa que la corona y el portador giren en la misma dirección, la corona se adiciona a la velocidad del portador. El eje izquierdo gira más rápido. La corona y el portador giran juntos y los engranajes planetarios no giran sobre sus propios ejes. Esto causa que el engranaje solar vaya más lento y el eje derecho se retrasa.

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Material del Estudiante Módulo 1

CONTRA ROTACIÓN

La Contra Rotación ocurre cuando se utilizan los controles de la dirección y la máquina está en NEUTRO. El motor de la dirección es la única entrada. La potencia de la corona es transmitida al portador y al engranaje solar. Las condiciones de terreno tienen que ser iguales bajo ambas cadenas. La Contra Rotación es raramente utilizada en la operación actual de las máquinas, pero permite maniobrabilidad incrementada en espacios limitados, o situaciones no relacionadas con la producción.

EJEMPLO

Dirección Diferencial de un Challenger

La figura muestra la relación entre los componentes reales. Los tres planetarios y las conexiones de los componentes del conjunto pueden ser vistos.

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CURSO: TREN DE POTENCIA III FSAA - DTSE0023- 2004C

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Material del Estudiante Módulo 1

LECCIÓN 1.2: VÁLVULA CONTRABALANCE Y MOTOR DE GIRO El piñón y corona de la transmisión son conducidos por el tren de potencia mecánicos. El piñón y corona de la dirección son conducidos por un motor hidráulico que es parte de un sistema hidráulico del lazo cerrado. La bomba de la dirección es bidireccional y conduce el motor de la dirección. El aceite sale del motor de la dirección y retorna al ingreso de la bomba de la dirección. Una válvula de contrabalance está situada en el motor. La válvula de contrabalance tiene válvulas de alivio y makeup para manejar picos de presión y sobre revoluciones. Cuando es movido el gatillo en la cabina, una señal es enviada para cambiar el ángulo del plato oscilante (swash plate) de la bomba. Esto cambia la salida de la bomba, la velocidad y/o sentido de dirección del motor. Para viajar en línea recta, el aceite en las líneas está bloqueado al motor. El aceite bloqueado permite que el motor mantenga fija a la corona.

OPERACIÓN EN LÍNEA RECTA

Cuando la máquina está viajando en línea recta, el carrete de control en la válvula de control de la dirección bloquea el aceite en el circuito de la dirección. El carrete de la contrabalance permanece centrado y traba hidráulicamente el motor. La línea de mando está transmitiendo fuerza a la corona de la dirección. La línea de mando está intentando conducir el motor de la dirección. Las fuerzas externas crean picos de presión en un lado del lazo entre el motor y la válvula de Contra Balance (el lado del motor que siente los picos de presión depende de la dirección del recorrido de la máquina) Cuando el pico de presión es alto, se abre la válvula de alivio crossover en el lazo afectado. La porción de la descarga de la válvula (área grande) permite que el aceite de alta presión abra el poppet o válvula de disco (área pequeña) en la válvula de alivio opuesta. La válvula de alivio crossover transmite algo de aceite de alta presión al interior del lado de baja presión del lazo. Esto humedece el punto de la presión.

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Desarrollo Técnico MOD1

CURSO: TREN DE POTENCIA III FSAA - DTSE0023- 2004C GIRO A LA DERECHA

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Material del Estudiante Módulo 1

La válvula de control de la dirección dirige aceite a la válvula contrabalance. El aceite ingresa a la válvula contrabalance y llena la cámara derecha en el vástago. Al mismo tiempo, el aceite ingresa a un pequeño pasaje a la derecha de la entrada, atraviesa un orificio y llena el compartimiento de la cámara del resorte en el extremo derecho del vástago. El aceite en la cámara central derecha en el vástago abre la válvula check, fluye alrededor de la válvula de alivio crossover derecha e ingresa al puerto de entrada del motor. Mientras que el motor comienza a rotar, el aceite de retorno desde el puerto de salida del motor fluye alrededor de la válvula de alivio crossover izquierda hacia el vástago. El aceite es bloqueado temporalmente. Esto causa un incremento rápido en la presión de suministro. Cuando la presión de suministro alcanza el valor especificado, el vástago se mueve hacia la izquierda y descubre los pequeños agujeros perforados en forma cruzada a la derecha de la válvula check izquierda. Esto permite que el aceite de retorno fluya desde el motor al puerto de retorno en la válvula de control de la dirección. Las válvulas de alivio crossover funcionan cuando la sección de descarga de la válvula detecta alta presión. En alta presión, la válvula de descarga se abre y permite el suministro de aceite a presión para alcanzar la válvula poppet en el lado de retorno de la válvula de alivio crossover. Si ocurre un pico de presión, la válvula de alivio crossover izquierda se abre y permite que la presión de suministro fluya directamente hacia el lado de retorno del lazo.

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CURSO: TREN DE POTENCIA III FSAA - DTSE0023- 2004C SOBRE VELOCIDAD

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Material del Estudiante Módulo 1

Ocasionalmente, una situación como la de realizar un giro mientras se está operando en una pendiente hacia abajo, intenta sobre revolucionar el motor de la dirección. La Sobre revolución, causa cavitación en el motor y causa una pérdida en la dirección La válvula de Contra Balance evita la sobre revolución del motor. Cuando empieza la sobre revolución, la presión de suministro rápidamente disminuye. La presión al interior de la cámara del resorte en el extremo derecho del vástago también disminuye. Cuando la presión en el lado de suministro del lazo cae por debajo de cierta presión, el vástago se mueve a la derecha y bloquea el flujo del aceite de retorno. Esto crea una alta contrapresión en el motor y limita la velocidad del motor. Cuando la contra presión excede el valor especificado, la válvula de alivio crossover abre y envía el aceite de retorno directamente al lado de suministro del motor para evitar la cavitación. Para las condiciones de sobre velocidad severas, la válvula makeup en la válvula de control de la dirección se abre y proporciona aceite adicional al lado de suministro del lazo.

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Desarrollo Técnico MOD1

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 13 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

MODULO 2: EMBRAGUES DE DIRECCIÓN Y FRENO Esta lección trata de los sistemas de embragues de dirección y frenos. Los sistemas de los embragues de dirección y frenos se utilizan en los equipos tiende tubos y en los tractores de cadenas que no cuentan con dirección diferencial. Esta lección identifica los componentes y describe la operación del sistema de embrague de dirección y frenos.

OBJETIVOS Al término de este módulo, el estudiante estará en capacidad de:

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1.

Conocer los componentes del sistema de embragues de dirección y frenos.

2.

Entender la operación del sistema de embragues de dirección y frenos.

Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 14 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

LECCIÓN 2.1: EMBRAGUES Y FRENOS El propósito de la dirección diferencial es igualar la distribución de potencia a las ruedas de impulsión. La dirección diferencial divide la potencia equitativamente entre los dos ejes cuando la máquina va en línea recta. Cuando se requiere un giro, un motor de dirección hace que un lado aumente su velocidad y el otro disminuya en una cantidad igual. La velocidad de la máquina no cambia

El propósito del embrague de dirección y frenos es permitir que la máquina gire. Hay un grupo de embrague de dirección y frenos a cada lado de la máquina. Cuando se requiere un giro gradual, el embrague de dirección es liberado para permitir una pérdida de potencia en ese lado. Cuando se requiere un giro cerrado, el embrague de dirección está completamente liberado y el freno se aplica parcial o completamente. En la figura 2.6.2, el embrague de dirección trabaja con los frenos de banda. Algunos tractores de cadenas pequeños de la serie “C” tienen dos pedales de dirección, otros tienen dos palancas de dirección. El movimiento leve de los controles causa un giro gradual. El movimiento completo de los controles causa un giro cerrado. Los embragues son aplicados mediante la acción de un resorte y liberados hidráulicamente. La potencia fluye desde el eje y la corona cónica hacia el tambor conductor del embrague de dirección. El tambor conductor del embrague de dirección transmite potencia hacia los embragues de dirección. Dependiendo de la cantidad de enganche de los embragues de dirección, una parte o toda la potencia fluye a través del tambor de dirección exterior y eje hacia el cubo. Los sprockets de mando de las cadenas están empernados a los cubos. La horquilla y los pistones están controlados por las válvulas de control de la dirección ubicadas detrás del asiento del operador. El tambor exterior del embrague de dirección es también el tambor de freno.

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Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 15 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

Válvula de Control de Embrague de Dirección de Pedal

La válvula para el lado izquierdo del vehículo se muestra en la figura de arriba y está en la posición HOLD (FIJA). El cilindro para el embrague está abierto a drenaje y el vástago y el carrete no se han movido. Cuando el control del lado derecho es movido, el vástago en la válvula cambia de posición. Esto empuja el asiento de válvula para cerrar la cámara de drenaje del resto de la válvula. El carrete en la otra porción se mueve para abrir el pasaje entre el aceite de ingreso y el cilindro para el embrague del lado derecho. El aceite desde la bomba ingresa al mismo lugar para ambas válvulas de pedal. En el lado derecho, el vástago bloquea el flujo del aceite. El aceite no fluye para dar suministro a la otra porción de la válvula del lado izquierdo. Esto se hace solamente para liberar un embrague de dirección a la vez. En la válvula del lado izquierdo, los pasajes dirigen el aceite desde la bomba hacia la otra porción de la válvula del lado derecho. En la válvula del lado derecho, el pasaje de drenaje está cerrado y el aceite de suministro está fluyendo hacia la válvula. Este aceite se dirige al cilindro para el embrague del lado derecho ya que el carrete se ha movido Cada válvula de control de dirección es también una válvula de reducción de presión. Mientras que la presión se incrementa en el cilindro, la presión y el resorte izquierdo mueve el carrete a la derecha contra el resorte interior. Esta acción proporciona una señal de retroalimentación al operador. El aceite de la bomba ingresa al mismo lugar para ambas válvulas de pedal. Este sistema no tiene pasajes de suministro a las crossover para evitar que ambos embragues sean liberados al mismo tiempo. En la válvula del lado izquierdo, el cilindro está abierto a drenaje. En la válvula del lado derecho, el pasaje de drenaje está cerrado y el aceite de suministro fluye hacia la válvula. Este aceite es dirigido al cilindro para el embrague del lado derecho debido a que el carrete se ha movido.

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Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 16 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

Embrague de Dirección y Freno

Cuando la válvula de pedal dirige el aceite hacia el cilindro del embrague de la dirección, éste mueve la horquilla (yoke) y el conjunto del plato de presión hacia la izquierda. Esto alivia algo de la presión que actúa juntando los platos y discos. La liberación del embrague desconecta la cadena del tren de potencia La horquilla pivota sobre la rótula. Cuando el pedal es presionado más allá de la posición de liberación del embrague, la banda de freno aplicada mecánicamente entra en contacto con el tambor externo del embrague de la dirección y permite un giro cerrado. La cantidad de fuerza sobre el pedal, controla la cantidad de enganche del freno.

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Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 17 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

Embrague de Dirección y Freno

Los tractores de cadenas actuales tienen dos conjuntos de embragues multidisco. Uno es el embrague de la dirección y el otro de frenos. Algunas máquinas tienen dos palancas de dirección para controlar el sistema de embrague de dirección y frenos. Los tractores de cadenas más modernos son controlados mediante palancas de dirección tipo FTC (Finger Tip Control). Este sistema es electro-hidráulico. Un movimiento leve de los controles causa un giro gradual. En un giro gradual, los embragues de dirección son liberados. Los embragues de dirección son aplicados hidráulicamente. El movimiento completo de los controles causa un giro cerrado. En un giro cerrado, el embrague de dirección es liberado, luego se aplica el freno. Los embragues de freno son aplicados mediante resortes y liberados por presión hidráulica. En caso de pérdida de presión, los frenos se aplicarán en forma automática. En la figura 2.6.6, la potencia fluye desde el engranaje cónico a través de un eje interior al cubo de entrada. El cubo de entrada está conectado al cubo de salida por los embragues de dirección. La carcasa de freno fija está conectada con el cubo de salida mediante el embrague de freno. Cuando la palanca de dirección causa que el embrague de dirección se libere ligeramente, el embrague de dirección se desliza. Se envía menos potencia al cubo de salida. Cuando se aplican los frenos, el cubo de salida está conectado con la carcasa de frenos fija. Esto detiene la rotación del eje exterior y del movimiento de las cadenas.

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Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 18 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

LECCIÓN 2.2: SISTEMA HIDRÁULICO DEL TREN DE FUERZA - MECANICO La válvula de prioridad asegura que la dirección y frenos tengan prioridad sobre la hidráulica de la transmisión.

La válvula del embrague de dirección y frenos contiene cuatro válvulas de reducción de presión. Cada válvula de reducción de presión controla la presión máxima ya sea en los embragues de dirección o frenos. Los embragues de dirección se aplican hidráulicamente. Los frenos se aplican mediante resorte y se liberan hidráulicamente. Si el freno de parqueo o estacionamiento está aplicado, el aceite de la bomba no fluye a los carretes de los embragues de freno. Una giro gradual drena poco a poco el embrague de dirección. Un giro cerrado drena el embrague de dirección y los embragues de frenos. El pedal del freno de servicio drena solamente los embragues de frenos. FERREYROS S.A.A. MGR – Jul04

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CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 19 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

Válvula de Dirección y Frenos

La figura 2.6.8 muestra el flujo de aceite y las posiciones de la válvula durante la operación de la máquina en línea recta cuando las palancas de dirección y frenos no son movidas y los pedales de freno no se presionan. El aceite de la bomba desde la válvula de prioridad se envía directamente a las cámaras de suministro alrededor de las válvulas reductoras de los embragues de dirección. El aceite de la bomba hacia las cámaras de suministro de los frenos fluye a través de la válvula check, luego a las cámaras de suministro alrededor de las válvulas reductoras de los frenos. Al inicio de la aplicación del embrague de dirección, o liberación de frenos, el aceite de suministro fluye pasando el carrete de la válvula, llena la cámara de salida e inicia a llenar la cámara del embrague. Al mismo tiempo, el aceite de la cámara de salida abre la válvula check de bola, fluye alrededor del asiento y llena la cámara de reacción. Mientras la presión del embrague aumenta, la presión en la cámara de salida y la cámara de reacción también aumenta. Cuando la presión del embrague alcanza el valor máximo ajustado, la presión en la cámara de reacción mueve el carrete una pequeña distancia hacia la izquierda contra la fuerza del resorte grande en el extremo del carrete. Este movimiento restringe el flujo de aceite hacia el embrague y controla la presión del embrague. Ésta es la posición de DOSIFICACIÓN. Cuando la presión del embrague disminuye, la presión en la cámara de reacción también disminuye. El resorte grande en el extremo izquierdo del carrete mueve el carrete hacia la derecha. El aceite de suministro adicional puede fluir al interior del embrague hasta que la presión alcance el ajuste máximo.

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Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 20 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

Válvula de Dirección y Frenos: Frenos Activados

Cuando el pedal de freno es presionado, el eje del freno gira causando que los lóbulos de la leva sobre el eje del pedal de freno entren en contacto con los émbolos del freno derecho e izquierdo. Los lóbulos de la leva fuerzan los émbolos que comprimen los resortes. La fuerza del resorte del émbolo actúa contra los carretes del freno. Cuando la fuerza del resorte del émbolo supera las fuerzas de oposición, se mueven los carretes del freno y bloquean el pasaje que permite que el aceite de suministro de la válvula check del freno de parqueo alcance a los frenos. El aceite al interior de los frenos es dirigido hacia drenaje por los carretes del freno. Los resortes aplican los frenos. Cuando el freno de parqueo está aplicado, el eje del freno de parqueo gira causando que la palanca abra la válvula poppet. Esto cierra la válvula check. El aceite no fluye a los carretes de freno. Los pasajes del freno se drenan, permitiendo que los resortes apliquen los frenos. Es posible conducir a través de los frenos cuando los embragues de dirección están aplicados. Cuando una palanca de control de la dirección es movida, el eje de la dirección gira causando que el lóbulo de la leva sobre el eje de dirección entre en contacto con el émbolo del embrague de dirección apropiado. El émbolo del embrague de dirección mueve el carrete del embrague de dirección. Esto drena el aceite, y bloquea su flujo al embrague, liberándolo. Cuando la palanca de control de dirección es movida más allá de la mitad de su carrera, el lóbulo de la leva entra en contacto con el émbolo del freno y empieza a aplicar el freno. El diseño del embrague de dirección y de la válvula de freno fuerza el lóbulo de la leva del eje de dirección para aliviar completamente el embrague de dirección antes de que el lóbulo de la leva del eje del dirección entre en contacto con el émbolo de freno. El embrague de dirección debe ser drenado completamente antes de que el freno sea aplicado.

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Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 21 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

LECCIÓN 2.3: SISTEMA DE DIRECCIÓN Y FRENOS CON CONTROL ELECTRÓNICO

El FTC (Control Finger Tip) envía señales al Módulo de Control Electrónico (ECM). El ECM controla la presión a los embragues de freno y de dirección mediante válvulas solenoide proporcionales. El ECM varía la cantidad de corriente hacia las válvulas solenoide proporcionales. La cantidad de corriente suministrada cierra estas válvulas en la cantidad apropiada. Cuando la válvula se cierra, una cantidad de presión proporcional es dirigida para aplicar el embrague de dirección o para liberar el embrague de freno. La válvula de prioridad también es controlada por el ECM. Cuando el ECM envía señal a la válvula de prioridad, el aceite es derivado del convertidor de torque y de los circuitos de lubricación. En lugar de ello, el aceite fluye a los circuitos de dirección, frenos y transmisión. El embrague de dirección y la válvula de freno contiene cuatro válvulas solenoide proporcionales. Cada válvula solenoide proporcional controla la presión máxima ya sea en un embrague de dirección o freno. Los embragues de dirección se aplican hidráulicamente. Los frenos son aplicados mediante resorte y liberados hidráulicamente. Cuando el freno de parqueo es aplicado, el aceite de la bomba no fluye hacia los carretes de los embragues de freno. Un giro gradual drena poco a poco el embrague de dirección. Un giro cerrado drena el embrague de dirección y embragues de frenos. El pedal de freno de servicio drena los embragues de freno.

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Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 22 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

Sistema Eléctrico de Dirección y Frenos

Las entradas y salidas del ECM se muestran en la figura 2.6.11. Los sensores detectan la posición de las palancas de control Finger Tip y del pedal de freno. Las salidas del embrague de dirección y de la válvula de freno son válvulas solenoide proporcionales. El solenoide del freno de parqueo y el solenoide del freno secundario son válvulas solenoide tipo ON-OFF. El ECM responde al comando del operador y no mide la respuesta de la máquina. El operador siente cómo responde la máquina y ajusta las palancas del Control Finger Tip y el pedal de freno adecuadamente. Las palancas de control Finger Tip controlan todos los solenoides proporcionales. El sensor de posición del pedal de freno controla los dos solenoides proporcionales para los frenos. El interruptor de presión (pressure switch) del freno de servicio notifica al ECM cuando el pedal de freno alcanza aproximadamente el 75% o el recorrido completo. Esto causa que el ECM conecte directamente el solenoide del freno secundario con la batería y drene los carretes del freno. Esto aplica completamente los frenos y proporciona máxima capacidad del freno. El interruptor del freno de parqueo da señal al ECM para energizar el solenoide del freno de parqueo. El solenoide del freno de parqueo drena los carretes de freno para aplicar el freno completamente. Cuando el motor es apagado, el interruptor de freno de parqueo evita que el motor arranque.

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Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 23 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

Válvula de Control de Dirección y Frenos COMPONENTES

Cuatro agujeros de presión se utilizan para comprobar la presión del aceite en los circuitos de dirección y frenos. La figura 2.6.12 representa una sección transversal de un carrete de freno. Ambos carretes de freno tienen la misma sección transversal. Los carretes para los embragues de dirección no tienen una válvula de cierre o corte. El solenoide proporcional es controlado por el ECM. El solenoide proporcional establece la presión piloto en la válvula de dirección y frenos. La válvula piloto regula la presión piloto en la cámara de presión piloto. El pistón acumulador ayuda a modular la presión en el embrague y reduce las fluctuaciones de la presión piloto debido al movimiento del conjunto del carrete reductor. El conjunto del carrete reductor regula el flujo del aceite hacia el embrague para mantener la presión determinada por la presión piloto en la cámara de presión piloto. El conjunto de la válvula de cierre (corte) drena la presión de los frenos gradualmente si la presión de la válvula piloto es descendida más rápido que lo permitido por el movimiento normal de la palanca. Drenar gradualmente la presión de los frenos evita la aplicación repentina de los frenos durante un giro. Algo de presión residual es mantenida en el freno para mejorar la respuesta del sistema durante un giro cuando el freno es aliviado. La válvula solenoide del freno de parqueo y la válvula solenoide secundaria se ubican en la parte superior de la válvula de embrague de dirección y de frenos.

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Desarrollo Técnico MOD2

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 24 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

Válvula de Control de Dirección y Frenos OPERACION

El aceite fluye hacia el puerto de suministro, a través de un orificio a la cámara de aceite de suministro. El aceite del puerto de suministro también fluye a través de un orificio con rejilla hacia la cámara de presión piloto en el múltiple. La presión en la cámara de presión piloto es regulada por el conjunto de la válvula piloto. El orificio con rejilla separa la presión piloto de la presión de suministro. La presión en la cámara de presión piloto se incrementa y abre un poppet en la válvula piloto. La abertura permite al aceite de la cámara de presión piloto pasar a la cámara de drenaje. La presión requerida para abrir el poppet en la válvula piloto está determinada por la fuerza aplicada al poppet por la válvula solenoide proporcional. El aceite fluye de la cama de presión piloto, a través del múltiple, hacia el extremo izquierdo del carrete reductor y a través del pequeño pasaje en la válvula de cierre (corte). El aceite de la cámara de presión de frenos fluye a través del pequeño pasaje en el carrete reductor y llena la cámara de retroalimentación. Cuando la presión piloto en el extremo izquierdo del carrete es mayor que la presión de los frenos en el extremo derecho del carrete más una pequeña cantidad determinada por el resorte, el carrete reductor se mueve hacia la derecha y permite aceite de suministro que ingresa a la cámara de frenos. El aceite entonces fluye al embrague de frenos. Cuando los pasajes de freno están llenos de aceite, la presión en la cámara de retroalimentación aumenta. El carrete reductor se mueve hacia la izquierda y restringe el flujo de aceite desde la cámara de suministro hacia los frenos. Cuando se alcanza la presión de los frenos establecida por la presión piloto, el carrete reductor permite el ingreso de suficiente aceite para compensar fugas y mantener una presión constante. El pistón acumulador permite acumular el aceite en la presión piloto. La presión piloto en el extremo izquierdo del carrete reductor hace que el pistón acumulador se mueva hacia la izquierda. Esto aumenta el volumen y la presión del aceite que actúa sobre el carrete reductor. Esto reduce las fluctuaciones de la presión piloto debido al movimiento del carrete reductor. Mientras que la presión experimental cambia por el ECM, el acumulador amortigua los cambios de la presión hidráulica.

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CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 25 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

Cuando se reduce la aplicación del embrague de dirección o es necesario el aumento de la aplicación de los frenos, el ECM disminuye la corriente hacia el solenoide. La presión piloto entonces abre la válvula poppet en la válvula piloto y disminuye la presión en la cámara de presión piloto.. El carrete reductor se mueve hacia la izquierda causando que la cámara de frenos se drene. El aceite se drena hasta que la presión piloto y de los frenos se equilibre y el carrete reductor cierra la abertura hacia la línea de drenaje. Cuando la presión del embrague de dirección es cero, los embragues son liberados por la presión de aceite de lubricación alrededor de los embragues. Cuando la presión de los frenos es cero, los frenos son aplicados por la fuerza del resorte. El conjunto de la válvula de cierre (corte) drena la presión de los frenos gradualmente durante un giro o cuando la presión de la válvula piloto cae repentinamente. Esta característica permite una disminución gradual de la presión piloto para evitar la aplicación intempestiva del freno durante un giro o debido a una falla eléctrica y aún así permite la rápida aplicación del freno. La válvula de corte (cierre) reacciona para mantener presión en la cámara de presión piloto. Una alta presión en la cámara de presión piloto causa que el carrete en la válvula de corte se mueva hacia la izquierda contra la fuerza del resorte. Este movimiento cubre el agujero en la válvula de corte para reducir flujo fuera de la cámara. Esto da lugar a una reducción gradual en la presión piloto y la aplicación gradual de los frenos.

Funcionamiento durante distintos tipos de Giro GIRO GRADUAL A LA DERECHA

Cuando la palanca derecha del control de la dirección es movida, el sensor hace que el ECM disminuya la corriente hacia el solenoide proporcional para el embrague de dirección derecho. Esto disminuye la presión del aceite piloto y causa que el carrete reductor se levante y drene el aceite desde el circuito y disminuya la presión aplicada al embrague de dirección derecho

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CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 26 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

GIRO CERRADO A LA DERECHA

Cuando la palanca de dirección es movida completamente hacia atrás, la presión del embrague de dirección se modula a cero. La corriente hacia el solenoide proporcional para el freno derecho se reduce, disminuye la presión del aceite piloto y causa que el carrete reductor se levante. Este movimiento drena el aceite del circuito y disminuye la presión aplicada al freno derecho. La válvula de corte permite que cierta presión residual se mantenga en el freno para mejorar la respuesta del sistema cuando se libera el freno.

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CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 27 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

LECCIÓN 2.4: CALIBRACIÓN Y COMPARACIÓN Calibración El Software Electronic Technician (ET) es utilizado para calibrar los solenoides proporcionales para el sistema de embrague de dirección y frenos Los submodos 01 a 11 se utilizan para el sistema de embrague de dirección y frenos.

Comparación de componentes

BOMBA Y MOTOR DE DIRECCION

El sistema de Dirección Diferencial tiene una bomba y un motor de dirección. El sistema de dirección diferencial tiene tres conjuntos planetarios y frenos de servicio. La máquina con dirección diferencial tiene una bomba PTO de tres secciones y una bomba de barrido del convertidor de torque que es conducida fuera de la bomba de implementos. El sistema de embrague de dirección y frenos tiene dos embragues de dirección y módulos de freno. Una bomba PTO de cuatro secciones.

VÁLVULA DE CONTROL

Los carretes en la válvula de control de la transmisión son diferentes en las dos máquinas. Las máquinas con dirección diferencial tienen una posición de fijación NEUTRAL. Una válvula de freno reemplaza la válvula de embrague de dirección y freno. El motor de dirección es conducido por un sistema separado. La válvula de freno de parqueo es una válvula tipo ON-OFF y la válvula de freno del servicio es una válvula de reductora de presión. Un agujero de presión es utilizado para probar la presión de los frenos.

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CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 28 FSAA - DMTE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 2

VÁLVULA DE CONTROL DE FRENO DE SERVICIO Y DE PARQUEO

El aceite de suministro fluye a través de pasajes internos en el carrete de freno de parqueo. Cuando la palanca del freno de parqueo es activada, el carrete bloquea el camino del aceite. Cuando se libera el freno de parqueo, el aceite fluye a través del PASAJE A al carrete de freno de servicio. Cuando se liberan los frenos de servicio, el plunger del freno de servicio mantiene abierto el carrete del freno. Cuando el carrete del freno está abierto, el aceite fluye a los pistones del freno. Este aceite libera los frenos. Cuando el pedal de freno del servicio es presionado parcialmente, el carrete del freno del servicio tiene menos fuerza sobre el resorte y la presión de aceite hacia los pistones del freno se reduce. Los frenos se aplican parcialmente y reducen la velocidad de la máquina. Cuando el pedal de freno de servicio es presionado completamente, la presión de aceite hacia los pistones de freno es menor que 70 KPa (10 psi).

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CURSO: TREN DE POTENCIA III FSAA - DTSE0023- 2004C

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Material del Estudiante Módulo 3

MÓDULO 3: SUSPENSIONES Esta lección discute las funciones básicas de un sistema de suspensión. También podremos describir los sistemas más usados.

OBJETIVOS Al término de este módulo, el estudiante estará en capacidad de:

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1.

Explicar las funciones de un Sistema de Suspensión.

2.

Describir los principios básicos de amortiguación.

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CURSO: TREN DE POTENCIA III FSAA - DTSE0023- 2004C

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Material del Estudiante Módulo 3

LECCIÓN 3.1: FUNCION FUNCIÓN

La suspensiones son conjuntos de palancas y arreglos de montaje con algún tipo de resorte, para sostener el vehículo y unirlos a los ejes o mandos del mismo. Las siguientes son características y capacidades de desempeño básicas de un buen sistema de suspensión: −

Deben poder soportar la capacidad de carga máxima del equipo, incluyendo factores de seguridad.

−

Deben trasmitir conducción y frenado al chasis del equipo, y a la vez, mantener el contacto rueda-camino, para poder tener control del equipo.

−

Impedir o reducir la oscilación de las ruedas.

−

Debe asegurar los ejes o mandos, manteniendo un alineamiento correcto, para brindar control y reducir el desgaste de neumáticos.

−

Debe permitir movimiento de los ejes, de acuerdo al camino.

−

Amortiguar la conducción, para reducir desgaste o maltrato del equipo (y carga) y dar comodidad al operador.

−

Debe ser duradero, tan liviano como sea posible, y de fácil mantenimiento.

De todas estas condiciones podemos apreciar que un solo tipo de suspensión no podría trabajar con todo tipo de equipo, por lo que se tienen varias disposiciones. En su forma más simple, la suspensión consiste de dos componentes básicos:

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CURSO: TREN DE POTENCIA III FSAA - DTSE0023- 2004C

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Material del Estudiante Módulo 3

LECCIÓN 3.2: COMPONENTES En su forma más simple, la suspensión consiste de dos componentes básicos:

RESORTES

Estos son de cuatro tipos. Resortes Helicoidales, Barras de Torsión, Muelles de Hojas o Bolsas de Aire. Resortes Helicoidal Es el más usado. Es un cable de acero, enrollado en forma de bobina. El principio de funcionamiento es torsión. Proveen una marcha más cómoda que los muelles de hojas. Su resistencia dependerá del diámetro del cable y de la bobina. La fuerza que desarrolla el resorte será proporcional a su compresión o estiramiento. No requieren ajustes Muelles de Hojas Pueden ser de una o varias hojas. Son hojas de placas de acero, de diferentes longitudes, empacadas juntas. Cuando hay un bache, las hojas se doblan y deslizan entre ellas, permitiendo el movimiento de la suspensión. Normalmente se usan en parejas, montados longitudinalmente a la estructura y a los mandos. Barra de Torsión Es una barra recta o en forma de L de acero para resorte. La mayoría son longitudinales, montadas en un extremo al chasis y el otro al componente móvil. Bolsa de Aire Cada vez más usado en todo tipo de equipo. Es un cilindro de jebe llenado de aire comprimido. Un pistón conectado al componente móvil comprime el aire, dando la acción de resorte. Si la carga cambia, una válvula en el tope del cilindro se abre para dejar ingresar o salir aire. Una compresora a bordo del equipo suministra el aire necesario.

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CURSO: TREN DE POTENCIA III FSAA - DTSE0023- 2004C AMORTIGUADORES

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Material del Estudiante Módulo 3

Se llaman así porque amortiguan el movimiento vertical inducido al conducir por un camino escabroso. Si el vehículo sólo tuviera resortes, se volvería difícil de controlar e incómodo. Los amortiguadores hacen que la reacción de los resortes sea menos violenta, y mantienen las ruedas siempre en contacto con el camino. Son componentes de hidráulicos sensibles a la velocidad, es decir, cuánto más rápida sea la reacción de los resortes al camino, mayor será la resistencia al movimiento que ellos opongan. Ellos trabajan junto con los resortes. Este resorte permite el movimiento de la rueda para permitir que la energía de impacto del camino se transforme en energía cinética de la masa sin resorte, con lo cuál esta energía es disipada por el amortiguador.

COMPRESIÓN

SUSPENSIONES DE JEBE

EXPANSION

Son cojines de distintos tipos de jebes, que tienen muchas ventajas en común: Pesan menos que una suspensión de muelles de hoja de la misma capacidad. Dan al vehículo buena estabilidad y tracción. Reducen las vibraciones. Su tiempo de servicio es mayor y requieren menos mantenimiento que los muelles de hoja, pues el jebe se puede acomodar al movimiento sin lubricación, cojinetes o ejes. En muchos casos no requieren amortiguadores. No requieren válvulas o líneas de fluido adicionales. Pueden usarse como accesorio a las suspensiones convencionales, para proteger de sobrecargas a los vehículos.

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Material del Estudiante Módulo 3

LECCIÓN 3.3: SUSPENSIÓN HIDRONEUMÁTICA

La tecnología y pilar de su funcionalidad es la hidráulica. La suspensión suave es proporcionada por la interacción entre un fluido y un gas presurizado. El sistema es accionado por una bomba hidráulica grande operada directamente por el motor, de la misma forma como un alternador o un acondicionador de aire, y provee fluido a un acumulador de presión, donde es almacenado listo para ser descargado a un sistema servo.

Hay dos componentes a analizar: las esferas (trabajan como los resortes en el vehículo) y los amortiguadores (son los componentes hidráulicos que hacen que el fluido actúe como un resorte).

ESFERA

El resorte en este sistema de suspensión lo proporciona un componente hidráulico llamado acumulador, que no es más que gas bajo presión en una botella contenida dentro de un diafragma. Se trata de un balón que permite fluido presurizado para comprimir el gas, y mientras la presión disminuye, el gas empuja el fluido para mantener elevada la presión del sistema. En la figura siguiente se observa el gas nitrógeno, que es comprimido cuando la presión en el fluido supera la presión del gas y empuja el diafragma que comprime el gas. Luego, mientras la presión en el fluido se reduce, el gas empuja el diafragma y expele el fluido de la esfera, retornando el gas y el fluido a un estado de equilibrio. Este es el equivalente hidroneumático al resorte comprimido (limitado) y liberado (limitado). ¿Cómo puede un gas, un diafragma y un fluido hidráulico comprimido formar un resorte?: La presión del gas es el equivalente al peso del resorte. El

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Material del Estudiante Módulo 3

agujero de la entrada en el fondo de la esfera restringe el flujo del fluido y proporciona un elemento de amortiguación. Al cambiar la esfera para diversas especificaciones, es posible ajustar las características de conducción de los vehículos. La suspensión tiene una esfera en su parte superior y la suspensión misma actúa como una jeringa para inyectar fluido al interior de la esfera. Cuando la rueda pasa por un bache, ésta se eleva, empuja el pistón de la suspensión y éste restringe el fluido a través del pequeño agujero en la esfera para permitir que el gas absorba la energía de la sacudida. Luego cuando el carro está sobre el bache, la rueda regresa hacia abajo, el gas empuja el diafragma de retorno, empujando también el fluido abajo hacia la suspensión y con ello la rueda contra el terreno.

Una ventaja de este sistema es que, dado que es hidráulico la altura del vehículo puede ser fácilmente alterada. Además toda la unidad se puede comportar como un conjunto preparado para cualquier bache y mantener una conducción suave. Se han colocado correctores de altura instalados de tal forma que controlan la transferencia de fluido hacia las suspensiones. Además es posible aislar el sistema delantero y posterior Otra ventaja mecánica adicional de la suspensión hidráulica es que el vehículo puede ligar su esfuerzo de frenado al peso de las ruedas. En algunos vehículos, el esfuerzo de frenado posterior viene de la presión ejercida sobre el fluido hidráulico por el peso de las suspensiones. Esto quiere decir que mientras el peso se desplaza bajo frenado, hay menos presión en la suspensión trasera. La suspensión puede ejercer menos presión sobre el fluido, y como el peso y el agarre disminuya en los neumáticos, también lo hace el esfuerzo de frenado, entonces el sistema hidroneumático evita que la rueda posterior se trabe. Además de estas ventajas, existen sistemas con suspensión controlado por computadora los cuáles incorporan la computadora que toma lecturas del chasis del vehículo y de los sistemas de control y permite a la computadora tomar decisiones acerca de cómo manipular la suspensión. La computadora podría entonces tomar estas decisiones por medio de servo válvulas, y ofrecer ventajas como una suspensión suave en todo el trayecto.

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Material del Estudiante Módulo 4

MODULO 4: SISTEMA DE FRENOS EN CAMIONES Este módulo permitirá al estudiante identificar las características principales de los componentes del sistema de aire y frenos, ubicar los componentes externos principales, explicar el funcionamiento mecánico e hidráulico de los componentes, identificar las señales de entrada y salida del IBC y describir sus funciones y comportamiento y el de los Sistemas del Retardador Automático (ARC) y de Control de Tracción (TCS).

OBJETIVOS Al término de este módulo, el estudiante estará en la capacidad de: 1. Identificar los componentes y describir su funcionamiento dentro del sistema de dirección y frenos. 2. Realizar correctamente el seguimiento del flujo de aire de los Sistemas de Aire y Frenos y explicar su funcionamiento.. 3. Realizar correctamente el seguimiento del flujo hidráulico de los Sistemas de Frenos y Enfriamiento de Frenos y explicar su funcionamiento. 4. Identificar los componentes principales de Entrada y Salida del Sistema Electrónico de Frenos.

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Desarrollo Técnico 35 MOD4

CURSO: TRENES DE POTENCIA III FSAA-DTSE0023-2004C

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Material del Estudiante Módulo 4

Módulo 4: SISTEMA DE FRENOS EN CAMIONES CLASE Presentación de vistas y ubicación de componentes principales, animaciones de funcionamiento, sistemas hidráulicos y neumáticos principales. LABORATORIO DE CLASE •

Identificar en las vistas a los componentes principales del Sistema de Aire y Frenos utilizando el Manual de Operación de Sistemas, Pruebas y Ajustes del Sistema de Aire y Frenos SENR1592-03.

•

Identificar los elementos internos de los componentes principales del Sistema de Frenos utilizando el Manual de Operación de Sistemas, Pruebas y Ajustes del Sistema de Aire y Frenos SENR1592-03.

•

Trazar el flujo de aire de los sistemas de aire, hidráulico y enfriamiento de frenos utilizando el Manual de Operación de Sistemas, Pruebas y Ajustes del Sistema de Aire y Frenos SENR1592-03.

•

Ubicar los puntos de prueba y discutir sobre las pruebas a realizarse en el Sistema de Aire y Frenos y los posibles resultados y ajustes utilizando el Manual de Operación de Sistemas, Pruebas y Ajustes del Sistema de Aire y Frenos SENR1592-03.

_ _

Manual del estudiante Manual de Operación de Sistemas, Pruebas y Ajustes del Sistema de Aire y Frenos SENR1592-03

LABORATORIO DE CAMPO MATERIAL NECESARIO

TEST

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Desarrollo Técnico 36 MOD4

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Material del Estudiante Módulo 4

Lección 4.1: Sistema de Frenos

El sistema de frenos del camión minero es una conjunción de varios sistemas que funcionan entre si para que el operador pueda controlar y detener el vehículo. Entre estos sistemas tenemos: Sistema de Carga de Aire Sistema Hidráulico de Frenos Sistema Eléctrico o de Control Para transmitir los requerimientos del operador hacia los frenos es necesario de un sistema de accionamiento. Existen muchos y muy variados tipos de sistemas de accionamiento para los frenos pero la mayoría de ellos utilizan aire. Este aire es producido, comprimido y almacenado por un sistema individual llamado Sistema de Carga de Aire. Pero este sistema no proporciona la fuerza necesaria para aplicar los frenos y detener el camión. Esta fuerza adicional es suministrada por el sistema hidráulico, el cual adicionalmente refrigera y lubrica los componentes del sistema. Por último estos dos sistemas deben tener la capacidad de comunicarse entre si y ser supervisados o controlados para una operación eficiente, precisa y confiable. Esta función es cubierta por los controles y mandos eléctricos que interconectan el sistema de frenos con los demás sistemas de la maquina como son el motor y la transmisión.

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Desarrollo Técnico 37 MOD4

CURSO: TRENES DE POTENCIA III FSAA-DTSE0023-2004C

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Material del Estudiante Módulo 4

Lección 4.2: Paquetes de frenos Los frenos utilizados en los camiones mineros son del tipo MULTIDISCO, los cuales contienen platos y discos de fricción engranados por medio de dentados externos e internos a los componentes fijos y móviles de la rueda.

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Platos Salida de Aceite de Enfriamiento Resortes Pistón de Freno de Parqueo Discos Ingreso de Aceite de Enfriamiento Pistón de Freno de Servicio

4GZFD008

Se usan dos sistemas separados de frenos en los camiones fuera de carretera. Los dos sistemas son: el sistema de freno de parqueo/secundario y el sistema de frenos de servicio/retardador. Los frenos de parqueo/secundario son activados por resorte y liberados hidráulicamente. Los frenos de servicio/retardador son activados hidráulicamente por un sistema activado por aire sobre aceite. El pistón de freno de parqueo es empujado por los resortes externos contra el pistón de freno de servicio, haciendo que este presione a los discos contra los platos, frenando de esta manera la máquina. El ingreso de presión (por el lado opuesto del resorte), comprime al resorte, permitiendo así que se separen los discos y los platos.

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Desarrollo Técnico 38 MOD4

CURSO: TRENES DE POTENCIA III FSAA-DTSE0023-2004C

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Material del Estudiante Módulo 4

El pistón de freno de servicio, ubicado entre el pistón de freno de parqueo y los discos, actúa cuando recibe presión de aceite por la parte superior. El aceite hace que el pistón se desplace, presionando así a los discos contra los platos. Cuando se libera la presión de aceite, los resortes internos se extienden, ocasionando el movimiento de los pines, los cuales arrastran al pistón, liberando así los frenos

El aceite de enfriamiento de frenos circula por entre los discos y los platos, enfriando a estos y a su vez formando una película protectora, para reducir el desgaste durante la aplicación de los frenos.

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Desarrollo Técnico 39 MOD4

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Material del Estudiante Módulo 4

Anotaciones

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Desarrollo Técnico 40 MOD4

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Material del Estudiante Módulo 4

Lección 4.3: Sistema de carga de aire Los camiones grandes también están equipados con un sistema de aire. Un compresor de aire impulsado por el motor suministra el aire y llena los reservorios. El aire de los reservorios proporciona energía para realizar varias funciones: • • • • • •

Arranque del motor. Control de los frenos de servicio y retardador. Control de los frenos de parqueo y secundarios. Lubricación automática de grasa. Bocina, aire de asientos y limpieza de cabina Control de la Válvula de Derivación de Gases del Motor (Wastegate)

El operador tiene completo control de los sistemas de frenos desde la cabina, mediante el uso del pedal de frenos, que controla la aplicación del freno de servicio, la palanca del retardador manual, que controla con mayor precisión la aplicación del freno de servicio, la palanca del freno de parqueo que engancha y desengancha al freno de parqueo y el pedal del freno de emergencia, que permite un mayor control en la aplicación del freno de parqueo.

4GZAD003

Este esquema muestra el flujo de aire del sistema de carga de aire. El aire fluye del compresor, a través del secador de aire, hacia el tanque del freno de servicio y retardador. El sistema cuenta con una válvula rele que actúa en caso de que el gobernador del compresor falle. El secador de aire remueve la humedad del sistema. El aire del tanque de freno de servicio y retardador pasa por la válvula de FERREYROS S.A.A. ERI – Jun2004

Desarrollo Técnico 41 MOD4

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Material del Estudiante Módulo 4

protección de presión. Cuando la presión en el tanque alcanza los 550 kPa (80 PSI), la válvula de protección de presión permite que el aire fluya hacia el tanque de freno de parqueo/secundario, el sistema de arranque neumático, el sistema de lubricación automática y los circuitos accesorios (limpiaparabrisas y bocina). Esto previene que el sistema reciba aire antes de que el tanque primario este completamente lleno. Los dos tanques tienen una válvula check en el puerto de suministro de aire para evitar una pérdida de aire si hay una fuga mas allá de los tanques. También cuentan con una válvula de purga para eliminar el condensado que se forma en estos. En caso de no contarse con la suficiente presión de aire para encender la máquina, este se puede suministrar externamente a través de la toma ubicada en la parte inferior izquierda de la máquina, desde la cual se puede abastecer de aire al tanque principal.

Anotaciones

4.3.1 Componentes y Funcionamiento COMPRESOR DE AIRE

El tren de engranajes de sincronización en la parte delantera del motor impulsa el compresor de aire. El sistema de lubricación del motor lubrica el compresor de aire. El sistema de enfriamiento del motor lo enfría. El aire para el compresor de aire viene del múltiple de admisión de aire del motor. El regulador del compresor de aire se monta en el compresor de aire. El regulador del compresor de aire se conecta al secador de aire.

Admisión FERREYROS S.A.A. ERI – Jun2004

Desarrollo Técnico 42 MOD4

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Material del Estudiante Módulo 4

Cuando no existe aire proveniente del gobernador que active el émbolo de descarga, este no afectara la posición de la válvula de admisión del compresor. Como el pistón (es) se mueve hacia abajo en la carrera de admisión, el aire proveniente del múltiple de admisión del motor es obligado a pasar a través del émbolo de descarga y abriendo la válvula de admisión. El aire ingresa y llena la cámara del cilindro. Durante este tiempo la presión del aire no es suficiente para abrir la válvula de descarga por lo que esta bloquea al cilindro del resto de aire del sistema.

Compresión En la carrera de compresión, el pistón se mueve hacia arriba. El aire contenido en la cámara es forzado a pasar por la válvula de descarga al aumentar la presión de la misma. El aire fluye al reservorio a través del puerto de salida y la línea de suministro del sistema. La presión de aire también cierra la válvula de admisión, la misma que previene que el aire retorne al múltiple de admisión del motor.

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Desarrollo Técnico 43 MOD4

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Material del Estudiante Módulo 4

Descarga Cuando el aire proveniente del gobernador acciona émbolo de descarga, este se mueve hacia arriba y mantiene la válvula de admisión del compresor abierta. Es entonces donde el aire contenido en la cámara fluye libremente de y hacia el múltiple de admisión del motor sin lograr abrir la válvula de descarga, aun en la carrera de compresión.

GOBERNADOR DEL COMPRESOR DE AIRE

El regulador del compresor de aire opera con los pistones del compresor de descarga de presión de aire en el compresor de aire para controlar la presión de aire en el sistema. El ajuste de desactivación de la presión del regulador del compresor de aire es de 830 ± 34 kPa (120 ± 5 lb/pulg2). La presión mínima de activación es de 655 kPa (95 lb/pulg2). Cuando se ajuste el regulador del compresor de aire, el resorte (1) sostendrá el ajuste.

Cuando la presión de aire que entra en el regulador del compresor de aire disminuya a la presión mínima de activación (CUT-IN), la fuerza del resorte es mayor que la presión de aire que actúa en el pistón. La válvula de admisión/escape se mueve para cerrar el conducto. Esto abre simultáneamente la abertura de escape del regulador del compresor de aire. El compresor de aire enviará aire comprimido al secador de aire.

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Desarrollo Técnico 44 MOD4

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Material del Estudiante Módulo 4

Cuando la presión de aire que es proporcionada por el compresor de aire aumente al ajuste de desactivación de la presión (CUT-OUT), la presión de aire moverá el pistón contra la fuerza del resorte. El pistón mueve la válvula de admisión/escape para abrir el conducto al mecanismo de descarga del compresor. La presión de aire fluye a través del regulador del compresor de aire al mecanismo de descarga del compresor. El mecanismo de descarga del compresor detiene el flujo de aire comprimido al resto del sistema.

SECADOR DE AIRE

El secador de aire está ubicado detrás del neumático delantero izquierdo. El aire pasa del compresor de aire al secador de aire. El secador de aire elimina la humedad del sistema. La válvula de alivio del secador de aire está ubicada en el secador de aire y protege el sistema de aire contra los daños. Esta válvula se abrirá a 1206 kPa (175 lb/pulg2) y no puede ajustarse.

TANQUE DE AIRE

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Desarrollo Técnico 45 MOD4

CURSO: TRENES DE POTENCIA III FSAA-DTSE0023-2004C

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Material del Estudiante Módulo 4

TANQUE DE AIRE PRIMARIO El tanque de aire primario está ubicado en la plataforma derecha junto a la cabina. El tanque de aire primario contiene aire a presión para el control de los sistemas y componentes siguientes: sistema de arranque de aire, frenos de servicio, sistema de lubricación automática, bocina, motor del limpiaparabrisas and retardador. El tanque de aire primario contiene una válvula de alivio que se abrirá a 1030 kPa (150 lb/pulg2). Esta válvula de alivio no se puede ajustar.

TANQUE DE AIRE SECUNDARIO El tanque de aire secundario está ubicado en el compartimiento de detrás de la cabina. Se debe quitar la tapa para tener acceso al tanque de aire secundario. El tanque de aire secundario contiene aire a presión para el circuito de frenado secundario. Cada tanque de aire contiene una válvula de drenaje. La válvula de drenaje para el tanque de aire primario está en el tanque de aire primario. El drenaje para el tanque de aire secundario está en el lado derecho de la cabina.

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Material del Estudiante Módulo 4 _ _ _

VÁLVULA DE RETENCION

Asiento Válvula Resorte

Se usan las válvulas de retención unidireccionales en el sistema para detener el flujo inverso de aire de los tanques de aire. Estas válvulas de retención unidireccionales evitan también la pérdida de aire comprimido en el caso de una fuga de aire entre el compresor de aire y los tanques de aire. El aire del compresor de aire comprime el resorte y la válvula se abre. El aire fluye en el tanque de aire. Cuando la presión de aire en el tanque de aire y la fuerza del resorte son mayores que la presión de aire del compresor, la válvula se mueve contra el asiento. El aire no puede fluir del tanque de aire al compresor de aire.

VÁLVULA DE FRENO DE PARQUEO

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Émbolo Palanca Conducto en émbolo Conducto de escape Conducto de entrega Resorte Válvula de admisión Asiento de válvula Resorte Conducto de alimentación

La válvula de control del aire del freno de estacionamiento se encuentra en la consola de control cerca del control de la transmisión. La válvula de control del aire del freno de estacionamiento controla el flujo de aire a la válvula del freno de estacionamiento y secundario. Cuando la palanca está en la posición DESCONECTADA, la palanca empuja el émbolo. El émbolo mueve la válvula de admisión del asiento de la válvula. El émbolo también bloquea el conducto de escape. La presión de aire del conducto de alimentación fluye alrededor de la válvula de admisión al FERREYROS S.A.A. ERI – Jun2004

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conducto de entrega. El aire fluye fuera del conducto de entrega a la válvula del freno de estacionamiento y secundario. El flujo de aire empuja hacia abajo un carrete en la válvula del freno de estacionamiento y secundario. Esto permite que el flujo de aceite desconecte los frenos de estacionamiento aplicados por resorte. Cuando la palanca se pone en la posición CONECTADA, la palanca suelta el émbolo. El resorte levanta el émbolo de la válvula de admisión. El resorte empuja la válvula de admisión contra el asiento de la válvula. Se bloquea el flujo de aire del conducto de alimentación. El conducto de entrega permanece abierto. El aire de la válvula del freno de estacionamiento y secundario fluye a través del conducto en el émbolo. Este aire sale de la válvula de control del aire del freno de estacionamiento a través del conducto de escape. Cuando se corta el suministro de aire a la válvula del freno de estacionamiento y secundario, un resorte en el mismo mueve el carrete. Esto para el flujo de aceite a la cámara de los frenos de estacionamiento. Ahora se conectarán, los frenos de estacionamiento.

VÁLVULA DE CONTROL DE PEDAL (FRENO DE SERVICIO)

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Asiento de válvula Resorte de goma Conjunto de pistón Retén Conducto de salida Resorte Asiento de válvula Asiento de válvula Válvula Caja de la válvula Resorte Conducto de escape Conducto de admisión Diafragma de escape

La válvula de control de aire del freno de servicio es una válvula operada a pedal. Cuando se pisa el pedal, se envía presión de aire modulado del tanque de aire primario a la válvula del relé neumático del freno. El bastidor de la válvula de control de aire del freno de servicio actúa como un múltiple. El suministro de aire del tanque de aire primario a algunas de las otras válvulas de control fluye por el cañón de la válvula de control de aire del freno de servicio. Cuando se pisa el pedal del freno, se ejerce fuerza en el asiento de la válvula. Esta fuerza oprime el resorte de goma y el conjunto de pistón. El asiento de válvula bloquea el conducto de escape en la válvula. El conjunto de pistón mueve la válvula del asiento de válvula. El aire comprimido del conducto de admisión fluye alrededor de la válvula al conducto de salida. Entonces el aire fluye de la válvula de control de aire del freno de servicio a la válvula del relé neumático del freno. Cuando la presión de aire bajo el conjunto de pistón aumenta, el conjunto de pistón se alza suficientemente para permitir que la válvula suba al asiento de la válvula. Esto para el suministro de aire comprimido al conducto de salida. El conjunto de pistón está todavía en contacto con la válvula por lo tanto, también se cierra el conducto de escape. Ahora, las presiones dentro de la válvula de control del freno de servicio están en equilibrio. La presión de aire se bloquea en las tuberías de aire. FERREYROS S.A.A. ERI – Jun2004

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Cuando se permite que el pedal del freno suba ligeramente, se reduce la fuerza encima del conjunto de pistón. El aire comprimido bajo el conjunto de pistón y la fuerza del resorte levantarán el conjunto de pistón de la válvula. El aire comprimido de las tuberías de aire fluirá alrededor del conjunto de pistón y a través del conducto de escape. El aire del conducto de escape sale de la válvula de control del freno de servicio a través del diafragma de escape. Seguirá saliendo aire de la válvula de control del freno de servicio hasta que se equilibren las presiones. Cuando se suelte completamente el pedal de freno, el conjunto de pistón se separa de la válvula. La presión de aire fluye a través del conducto de escape al diafragma de escape. El resorte sostiene la válvula contra el asiento de la válvula.

VÁLVULA RELE

Las válvulas relé de aire de los frenos están en la parte superior del bastidor detrás del tanque de combustible. La válvula relé de aire de los frenos activan los cuatro cilindros maestros de los frenos cuando se conectan los frenos de servicio o el retardador. De la misma forma activan los cuatro cilindros maestros de los frenos cuando los frenos son conectados por el control automático del retardador.

Cuando se pisa el pedal del freno o se usa el retardador, se envía una señal de presión al conducto de control de la válvula del relé de aire. Esto hace que se abra una válvula interna en la válvula del relé del aire de los frenos. A su vez, esto hace que circule el aire del tanque de aire primario por la válvula del relé de aire de los frenos. Después el aire pasa a las cámaras de aire de los cilindros maestros de los frenos, los cuales conectan los frenos.

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Cuando se suelta el pedal del freno o no sea necesario usar el retardador, se detendrá la señal de presión que llega al conducto de control de la válvula del relé de aire de los frenos. La válvula interna en la válvula del relé de aire de los frenos se desplazará para bloquear el flujo de aire procedente del tanque de aire primario. Cuando los cilindros maestros de los frenos no reciben aire de las cámaras de aire, se desconectarán los frenos.

Hay una válvula de retención doble en los cilindros maestros delanteros y otra en los cilindros maestros traseros. Las válvulas de retención doble permiten que las válvulas relé compartan las mismas tuberías de aire a los cilindros maestros de los frenos.

VÁLVULA DE RETENCION DOBLE

La válvula de retención doble permite que dos circuitos de aire separados compartan las mismas tuberías de aire. Cada circuito de aire envía presión de aire a la válvula de retención doble. El aire del circuito de aire con la presión de aire más alta fluye a través de la válvula de retención doble. El aire no puede fluir de dos lugares, a través de la válvula de retención doble a la misma vez. _ Conducto de admisión _ Conducto de salida _ Lanzadera _ Conducto de admisión _ Agujero de montaje

La lanzadera (3) se moverá cuando las presiones de entrada no sean iguales. La lanzadera se aparta del conducto de admisión con presión más alta. La lanzadera cierra el conducto con presión más baja. El aire fluye del conducto de admisión abierto al conducto de salida (2).

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CURSO: TRENES DE POTENCIA III FSAA-DTSE0023-2004C VÁLVULA DE CONTROL DE PALANCA (RETARDADOR)

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Material del Estudiante Módulo 4 _ _ _ _ _ _ _ _

Leva de la válvula de control de aire Émbolo Asiento de la válvula de escape de aire Resorte Asiento de la válvula de admisión de aire Conducto de alimentación Conducto de entrega Conducto de escape

Cuando el operador necesite retardar la máquina, un control manual que está en el lado derecho de la columna de dirección proporciona un accionamiento modulado del freno de servicio. La válvula de control de aire del retardador está debajo del tablero de instrumentos. Un conjunto de eje conecta el control manual a la válvula de control de aire del retardador. La válvula de control de aire del retardador modula la presión de aire al conducto de control de la válvula del relé neumático del freno. La presión de entrega se limita a 550 kPa (80 lb/pulg2). Cuando el control manual está en la posición DESCONECTADA, la válvula de admisión bloquea el aire que se encuentra al nivel de presión del sistema en el conducto de suministro. Cuando el control manual se mueve fuera de la posición DESCONECTADA, la leva ejerce fuerza en el resorte. El resorte acciona presión en el pistón. El pistón se mueve hacia abajo contra el extremo del escape del conjunto de válvula. El extremo del escape del conjunto de válvula tiene contacto con el asiento de la válvula. Esto evita que llegue aire al conducto de escape. El extremo de admisión de aire del conjunto de válvula no está fuera del asiento de válvula. El suministro de aire fluye más allá del extremo de admisión de aire del conjunto de válvula al conducto de entrega. La presión de aire de distribución bajo el pistón aumentará hasta que esta presión sea mayor que la presión del resorte encima del pistón. La presión de aire de distribución empujará el pistón hasta que el extremo de la admisión de aire del conjunto de válvula esté contra el asiento de la válvula. El extremo del escape de la válvula está todavía contra el asiento de la válvula. La presión de aire de distribución al conducto de control de la válvula relé permanecerá constante hasta que se mueva el control manual. Cuando el control manual se pone en la posición DESCONECTADA, hay menos fuerza en el resorte. La presión de aire levantará el pistón. Se permite que la presión de aire de distribución fluya más allá del asiento de válvula al conducto de escape. Esto sucede hasta que la fuerza encima del pistón y debajo del pistón sea igual. Cuando la presión de aire sea igual, el extremo de escape del conjunto de válvula se asienta en el asiento de válvula.

VÁLVULA DE CONTROL FRENO SECUNDARIO

El control manual que está en el lado izquierdo de la columna de la dirección opera el sistema del freno secundario. La válvula de control de aire del freno secundario controla el flujo de aire al circuito de aire de frenado secundario. Cuando la válvula de control de aire del freno secundario está en la posición de OFF, la presión de aire del sistema completo fluye por la válvula de control de aire del freno secundario a la válvula de control de aire del freno de estacionamiento. Si la válvula de control de aire del freno de estacionamiento está en la posición de OFF, la presión de aire del sistema completo fluye a la válvula de control del freno de estacionamiento y secundario. Esta presión de

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aire evita el accionamiento de los frenos de estacionamiento. Cuando la válvula de control de aire del freno secundario está en la posición CONECTADA, la válvula de control de aire del freno secundario bloquea el aire de admisión. No habrá aire en las tuberías de aire del resto del circuito. Se accionarán los frenos de estacionamiento. Si el tanque de aire secundario pierde presión de aire, el sistema funcionará como si la válvula de control de aire del freno secundario estuviese en la posición CONECTADA. El freno de estacionamiento se conectará lentamente.

Anotaciones

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Lección 4.4: Sistema de Freno de Servicio 4.4.1 Componentes

4GZAD004

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Tanque De Aire Válvula Rele del freno de servicio Válvula Rele del ARC Válvulas de Retención Doble Válvula del ARC Válvula del Freno de Servicio Válvula del Retardador Interruptor del Retardador Válvula de Derivación de los Frenos Delanteros Cilindros Maestros de Freno Interruptor del Freno de Servicio/Retardador Interruptor Luces de Freno Válvula de Protección de Presión

4.4.2: Funcionamiento Para el sistema de Freno de Servicio/Retardador, el aire proveniente del tanque principal se dirige a través del múltiple de aire a las tres válvulas de control, la del freno de servicio, la del retardador manual y la del retardador automático (ARC).

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De acuerdo a qué válvula se accione, el aire pasa por un conjunto de válvulas doble check, la que deje pasar el aire que provenga del lado de mayor presión (o accionamiento) y seguir la ruta respectiva. Una válvula doble check compara el aire proveniente del freno de servicio con el proveniente del retardador manual. La otra compara el aire proveniente del retardador manual con la del retardador automático. La última compara el aire proveniente del freno de servicio con el proveniente de la válvula anterior. Cuando se acciona cualquiera de las válvulas de accionamiento de frenos, este va a pasar por el switch de freno de servicio/retardador, lo que ocasionará que se enciendan las luces de frenos. A su vez la señal llega a la válvula diverter del enfriador de frenos delanteros para que el aceite pase por el enfriador. Cuando se acciona el retardador manual o el ARC, el aire pase por el switch del retardador, haciendo que se encienda la luz de accionamiento del retardador en el panel. A su vez la válvula del ARC tiene un switch que indica que está actuando este. Cuando se aplica el freno de servicio o el retardador manual, el aire se dirige a la válvula relé de servicio la que a su vez controla el paso del aire del tanque hacia los cilindros de frenos. Cuando actúa el ARC, el aire se dirige a la válvula relé del ARC y la válvula de protección de presión, las que controlan el paso del aire del tanque hacia los cilindros de frenos

Anotaciones

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Lección 4.5: Sistema de Freno de Parqueo 4.5.1 Componentes

4GZAD011

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Tanque de aire secundario Válvula de freno secundario Válvula de freno de estacionamiento (parqueo) Interruptor de freno secundario/estacionamiento Bomba de liberación freno de estacionamiento Filtro de carga Válvula de control de los frenos de estacionamiento/secundario INVERTER VALVE

4.5.2: Funcionamiento Para el sistema de Freno de Parqueo/Secundario, el aire proveniente del tanque secundario llega a la válvula del freno secundario y a la válvula inversora. De la válvula inversora, se dirige a la válvula de freno de parqueo que es del tipo ON/OFF. Cuando se activa el freno de parqueo, el aire no pasa. Cuando se desengancha el freno de parqueo, la válvula de freno de parqueo deja pasar el aire, el cual pasa por el switch de freno de parqueo para indicar que se ha desenganchado el freno de parqueo y llega a la válvula de liberación del freno de parqueo, que al recibir la señal de aire, deja pasar el aceite para liberar el freno de parqueo. Cuando se aplica el freno secundario, el aire proveniente de este llega a la válvula inversora la cual invierte la señal (a mayor cantidad de aire proveniente del freno secundario, menor cantidad de aire se dirige hacia la válvula de FERREYROS S.A.A. ERI – Jun2004

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liberación del freno de parqueo) con lo cual se aplica parcialmente el freno de parqueo. Esto permite controlar mediante el pedal, el enganche del freno de parqueo

Anotaciones

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Lección 4.6: Sistema Hidráulico de Freno

4GZFD014

El Sistema Hidráulico de Frenos toma aceite del tanque de compensación o Make Up que a su vez es abastecido por el aceite de la válvula de liberación del freno de parqueo. Cuando sea necesario, los cilindros de frenos ante la falta de aceite, tomarán este del tanque. Mientras no sea necesario, es el mismo aceite el que trabaja una y otra vez durante las aplicaciones de los frenos. Los cilindros de frenos, accionados por aire, envían el aceite hacia los compensadores de desgaste o Slack Adjusters, quienes a su vez impulsados por este aceite proveniente de los cilindros de frenos, envían el aceite del lado de frenado hacia los paquetes. De ser necesario, parte del aceite proveniente de los cilindros de frenos pasaran al lado de frenado para compensar el desgaste de los paquetes o ante alguna fuga que se presente

Anotaciones

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4.6.1 Componentes y Funcionamiento

VALVULA DE LIBERACION DEL FRENO DE PARQUEO 4GZAD010

La válvula de liberación recibe el aceite proveniente del filtro de liberación del freno de parqueo o en todo caso de la bomba auxiliar de remolque. Parte de este aceite se dirige al sistema piloto de la válvula de control de levante. El aceite que ingresa a la válvula pasa por la válvula de alivio del freno de parqueo (680 PSI): el exceso de aceite se dirige al sistema de enfriamiento de frenos delanteros. El aceite pasa a través de una válvula check y llega al carrete de control. Mientras el carrete no reciba presión de aire, el resorte mantiene cerrado el paso, por lo que no hay ingreso de aceite para la liberación del freno de parqueo. Una vez que se recibe señal de aire proveniente de la válvula de activación ubicada en la cabina, el carrete deja pasar el aceite y los frenos quedan liberados. El aceite que sale de la válvula se dirige directamente hacia los frenos de parqueo delanteros. En el caso de los frenos de parqueo posteriores, el aceite debe pasar primero por la válvula de control del TCS. La válvula de activación del freno de parqueo es de dos posiciones, por lo que su movimiento deja o bloquea el paso de aire. Sin embargo, el pedal de freno secundario permite controlar la cantidad de aire que pasa a través de esta válvula, lo que a su vez facilita el control de la aplicación del freno de parqueo.

Anotaciones

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CILINDROS DE FRENOS

4GZFD005

La máquina cuenta con 4 cilindro de frenos de servicio (2 delanteros y 2 posteriores). Estos se encargan de convertir la presión de aire, proveniente del sistema de aire, en presión hidráulica que es la que finalmente se va a aplicar a los paquetes de freno. El aire ingresa a la cámara de aire y empuja al pistón de aire contra el resorte. El pistón empuja a su vez al vástago, el cual se asienta en el pistón de aceite, bloqueando el paso, que finalmente va a enviar el aceite hacia el slack adjuster o compensador de desgaste para finalmente dirigirse a los frenos. La diferencia de áreas entre el pistón de aire y e de aceite permite multiplicar la presión de aire por 6.6 veces: De esta manera, sólo son necesarios 120 PSI de aire para aplicar 790 PSI en los frenos. Una vez liberado el aire, el resorte hace retornar el conjunto a su posición original. Si es que se ha usado más aceite que el original en los frenos, la falta de aceite es cubierta con el aceite proveniente del tanque compensador (Make Up). De acuerdo al sistema, a cantidad de aceite enviada a los frenos durante cada aplicación debe mantenerse constante, por lo que la carrera del pistón también lo debe ser. Es por esto que si hay algún problema que origine que el pistón se desplace más de lo normal, el vástago indicador se desplazará, activando el switch que dará la alarma de “CARRERA DE FRENO ALTO”. Esta indicación se puede deber a fugas o presencia de aire en el aceite, lo que lleva a que la presión aplicada a los frenos no sea suficiente por lo que debe detenerse la máquina y solucionar el problema lo más pronto posible.

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Anotaciones

SLACK ADJUSTERS (COMPENSADORES DE DESGASTE)

4GZFD006

El aceite proveniente de los cilindros de frenos ingresa a los slack adjusters (uno para los frenos de servicio delanteros y uno para los frenos de servicio posteriores), empuja a los pistones grandes, los que a su vez impulsan el aceite que se encuentra al otro lado hacia los paquetes de frenos conforme dichos pistones se desplazan. Cuando se liberan los frenos, el aceite proveniente de estos empuja a los pistones grandes hacia el centro del slack adjuster, lo que ocasiona que el aceite que se encuentra al medio sea impulsado de retorno a los cilindros de frenos. El desplazamiento de los pistones grandes es fijo, por lo que la cantidad de aceite enviado en cada aplicación debe ser la misma. Sin embargo, conforme los discos se van desgastando, se hace necesaria un mayor desplazamiento de los pistones de freno de servicio. Para corregir esto, si es que el pistón grande durante la aplicación llega al tope y la presión aplicada en los frenos aún no es suficiente, la presión proveniente de los cilindros de frenos permitirá que se desplace el pistón pequeño con lo cual quedará el paso libre para que ingrese una mayor cantidad de aceite hacia los frenos. Una vez liberados los frenos, este aceite que ingresó ya no retorna, por lo FERREYROS S.A.A. ERI – Jun2004

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que la siguiente vez ya no será necesario enviar más aceite. Esto permite mantener constante la carrera de frenos.

Anotaciones

SISTEMA DE REMOLQUE

4GZAD005

Normalmente, el aceite de suministro fluye de la bomba de liberación del freno de parqueo, a través del filtro de liberación del freno de parqueo, hacia la válvula de liberación del freno de parqueo. Si hay presión de aire presente proveniente de la válvula de aire del freno de parqueo o de la válvula del freno secundario, el aceite de suministro fluye mas allá de la válvula de alivio, la válvula check y del carrete para LIBERAR los frenos de parqueo. La válvula de alivio limita la presión del sistema para liberar los frenos y para el aceite piloto para mover la válvula de levante. La presión de apertura de la válvula de freno de parqueo es 680 PSI. Este esquema muestra el flujo de aceite a través del sistema de liberación de freno de parqueo cuando el sistema de remolque está activado. La presión de apertura de la válvula de alivio de la bomba de remolque es: 650 PSI. La presión de liberación del freno de parqueo se debe incrementar a un mínimo de 550 PSI. Los frenos de parqueo empiezan a liberarse entre 450 y FERREYROS S.A.A. ERI – Jun2004

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500 PSI. Durante el remolque, el interruptor de liberación de frenos en el panel debe energizarse siempre que la presión de liberación de parqueo disminuya por debajo de este nivel o los frenos se deslizarán. Los frenos de parqueo se liberan completamente entre 500 y 560 PSI. NOTA: Un mínimo de 80 PSI de presión de aire debe estar disponible en la válvula de liberación de freno de parqueo para asegurar la completa liberación de los frenos para el remolque. El interruptor de liberación de frenos debe estar activado sólo cuando se requiere presión adicional para liberar los frenos. No deje el motor funcionando por un largo periodo. La presión de liberación del freno de parqueo no debe exceder de 790 PSI. Si se excede esta presión se puede ocasionar daños internos al conjunto del freno.

Anotaciones

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Lección 4.7: Sistema de Enfriamiento de Frenos

Cuando los paquetes de frenos son activados, aceite de enfriamiento esta continuamente pasando por los mismos. Este aceite extrae el calor y las partículas contaminantes generadas por los discos y platos al actuar entre sí. Adicionalmente a la bomba que provee el caudal o flujo de aceite de enfriamiento, algunas válvulas de alivio y otras de carga derivan el aceite excedente del sistema de levante de tolva dentro del flujo de aceite de refrigeración en vez de retornarlo directamente al tanque.

4.7.1 Componentes El sistema se compone básicamente de los siguientes componentes: Bomba de enfriamiento de los frenos Filtros Enfriador de frenos delanteros Enfriador de frenos posteriores Válvula de derivación

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Enfriador aceite de frenos delanteros.

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Válvula de derivación de los frenos delanteros

_

Filtros enfriador aceite de frenos delanteros.

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Enfriadores de aceite de los frenos traseros. Rejillas.

_

del los

del de los

Anotaciones

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4.7.2: Funcionamiento Se tienen 2 circuitos de enfriamiento de frenos: Circuito de enfriamiento de frenos delanteros • El enfriador de aceite de frenos delanteros es alimentado a través de los filtros de enfriamiento de frenos delanteros por la válvula de control de levante y por la válvula de alivio de liberación de freno de parqueo, que a su vez son alimentadas por las bombas de levante y por la bomba de liberación de freno de parqueo respectivamente. La presión de suministro es controlada por la válvula de alivio ubicada en la válvula de control de levante. Cuando no se aplican los frenos de servicio/retardador, el aceite es derivado por la válvula diverter y no pasa por el enfriador, dirigiéndose directamente a las ruedas delanteras. Cuando se aplican los frenos de servicio/retardador, el aceite pasa por el enfriador. El circuito de enfriamiento de los frenos delanteros tiene una válvula de alivio del enfriador de aceite en la válvula de control de levantamiento. La válvula de alivio del enfriador de aceite de los frenos impide una presión excesiva. La válvula de alivio se abre a 790 kPa (115 lb/pulg). Circuito de enfriamiento de frenos posteriores • Los enfriadores de aceite de frenos posteriores son alimentados a través de las rejillas de enfriamiento directamente desde las tres bombas de enfriamiento de frenos posteriores. La presión de suministro es controlada por las válvulas de alivio ubicadas en el tanque de levante y frenos. Parte del aceite de la válvula de liberación del freno de parqueo abastece al tanque Make Up (no aparece en el esquema) El circuito de enfriamiento de los frenos traseros tiene dos válvulas de alivio de los enfriadores de aceite en el tanque de aceite hidráulico. Las válvulas de alivio de los enfriadores de aceite impiden una presión excesiva. Las válvulas de alivio se abren a 790 kPa (115 lb/pulg). La presión de enfriamiento de frenos puede medirse en las tomas ubicadas en los tubos de enfriamiento de frenos. Una toma está ubicada en el tubo de entrada de enfriamiento de frenos y la otra en el tubo de salida. La presión medida en el tubo de entrada (proveniente de los enfriadores de aceite) siempre será mayor que la presión medida en el tubo de salida. Con la temperatura del aceite de enfriamiento entre 79 y 93°C, la presión medida en el tubo de entrada debe estar por encima de 14kPa (2 PSI) en BAJA y por debajo de 172kPa (25 PSI) en ALTA. Hay cuatro sensores de temperatura de aceite de frenos, uno para cada freno, ubicados en los tubos de enfriamiento de frenos. Estos sensores proporcionan señales de entrada al VIMS, lo que mantendrá informado al operador de la temperatura de enfriamiento de frenos. La causa más común de alta temperatura de enfriamiento de frenos es debido a la operación del camión en un cambio que es demasiado alto para la pendiente y no mantener la suficiente velocidad del motor. La velocidad del motor debe mantenerse a aproximadamente 1900 RPM durante las bajadas largas con carga. FERREYROS S.A.A. ERI – Jun2004

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También asegúrese que los pistones en el slack adjuster no estén reteniendo demasiada presión en los frenos.

anotaciones

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Lección 4.8: Evaluación del Sistema

El movimiento repentino de la máquina o el escape de aire o de aceite a presión pueden causar lesiones personales o mortales a las personas que se encuentren en la máquina o cerca de ella. Para evitar la posibilidad de lesiones personales, realice el procedimiento siguiente antes de probar y ajustar el sistema hidráulico. 1. Ponga la máquina sobre una superficie lisa horizontal. No se acerque a las máquinas en funcionamiento ni al personal. 2. Ponga la palanca de cambios de la transmisión en la posición NEUTRAL. Pare el motor. 3. Permita sólo un operador en la máquina. No deje que se acerquen otras personas a la máquina o asegúrese de que estén siempre a la vista del operador. 4. Conecte los frenos de estacionamiento. 5. Ponga bloques delante y detrás de las ruedas. 6. Levante completamente la caja del camión. Conecte el cable de retención a la parte trasera del camión. 7. Asegúrese que el carrete selector giratorio de la transmisión esté en la posición NEUTRAL-1. 8. Asegúrese de aliviar toda la presión de aire y aceite antes de trabajar en las conexiones, mangueras o componentes. 9. Pise el pedal del freno varias veces hasta que no haya presión de aire en el freno.

Nota: El sistema hidráulico comprende la operación y el enfriamiento de los frenos y el sistema de levantamiento. Los procedimientos de localización y reparación de fallas del sistema hidráulico de esta sección tratan de los frenos y del sistema de enfriamiento de los frenos. Consulte Operación de Sistemas/Pruebas y Ajustes, sobre el sistema hidráulico del sistema de levantamiento. La localización y reparación de fallas puede ser difícil. En las páginas siguientes, se indica una lista de posibles problemas. Para resolver un problema, consulte el problema y las causas probables indicadas a continuación. Esta lista de problemas y causas probables solamente dará una indicación de la existencia de un posible problema y de las reparaciones que pueden ser necesarias. A veces, hay que efectuar reparaciones adicionales u otras reparaciones necesarias además de las recomendadas en la lista. Recuerde que un problema no es normalmente causado sólo por una pieza. Los problemas son causados normalmente por la relación de una pieza con las otras piezas. Esta lista no comprende todos los posibles problemas y las causas probables. El técnico de reparaciones debe localizar el problema y el origen del mismo, y a continuación debe efectuar las reparaciones necesarias. Se realizaran las pruebas y regulaciones acorde a la hoja de trabajo 6.5 (Anexo 3).

FERREYROS S.A.A. ERI – Jun2004

Desarrollo Técnico 67 MOD4

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 68 FSAA - DTSE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 5

MODULO 5: APLICACIONES ESPECIALES DE FRENOS Esta lección describe dos aplicaciones especiales del sistema de frenos de los Camiones de Obra (OHT) más modernos: El Control Automático del Retardador (ARC) y el Control de Tracción (TCS).

OBJETIVOS Al término de este módulo, el estudiante estará en capacidad de:

FERREYROS S.A.A. CGV – Jul04

1.

Describir los componentes y operación del Sistema de Control Automático del Retardador.

2.

Describir los componentes y operación del Sistema de Control de Tracción.

3.

Realizar pruebas de Diagnóstico – Anexo 2

Desarrollo Técnico MOD5

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 69 FSAA - DTSE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 5

LECCIÓN 5.1: CONTROL AUTOMÁTICO DEL RETARDADOR

Los camiones de obra (OHT) tienen un sistema de retardo, que puede ser activado usando una palanca manual o un sistema electrónico (llamado Control Automático del Retardador) para controlar la velocidad del equipo cuando desciende por pendientes. En vez de desacelerar el equipo reduciendo potencia, este sistema trabaja con los frenos de servicio del equipo. El ARC usa dos solenoides: − Uno de suministro, de tipo ON/OFF, que se activa cuando el switch en la cabina está prendido. − El otro solenoide es de control, de tipo proporcional. El ECM determina la aplicación de freno por el ARC. El objetivo es mantener una velocidad de motor segura.

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Desarrollo Técnico MOD5

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 70 FSAA - DTSE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 5

Se usan válvulas doble-check para separar la válvula del ARC del retardador manual, y el circuito retardador del pedal de freno de servicio. La señal de freno más fuerte controlará el sistema. El sistema del ARC tiene una válvula relé dedicada porque este sistema activa y desactiva los frenos de manera frecuente. Si esta válvula se desgasta por el uso, las otras válvulas relé estarán disponibles para el uso del freno de servicio.

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Desarrollo Técnico MOD5

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 71 FSAA - DTSE0023- 2004C

Material del Estudiante Módulo 5

LECCIÓN 5.2: CONTROL DE TRACCIÓN - TCS

Algunos camiones de obra (OHT) tienen un sistema de Control de Tracción electrónico. Es empleado para reducir el deslizamiento no deseado de alguna rueda . El ECM monitorea los sensores de velocidad de ambas ruedas traseras, el sensor de velocidad de la transmisión y el switch de freno de servicio en el Cat Data Link. Cuando los frenos de servicio se aplican y la velocidad sobre el terreno es mayor a 12 mph, el TCS no se activa. Cuando una de las ruedas patina, el TCS bloquea parte del flujo de aceite que va a la cámara de freno de parqueo. Como los frenos de parqueo son activados por resorte y liberados con presión de aceite, la acción del TCS activa los frenos de parqueo. Las revoluciones de la rueda que desliza disminuyen y la llanta con más tracción recibe mayor torque. Debe haber un 60% de diferencia de velocidad para que se active. Cuando loas velocidades se igualen, se desactiva el solenoide y se permite el paso de todo el aceite a los frenos de parqueo. El sistema es controlado por el ECM de frenos. Los sensores de las ruedas son análogos (alimentados con 10V).

FERREYROS S.A.A. CGV – Jul04

Desarrollo Técnico MOD5

FERREYROS S.A.A. CGV – Jul04

El aceite de la válvula del freno de parqueo fluye, a través de una malla, a orificios, a través del solenoide selector a los spools reductores para los frenos, moviéndolos al centro de la válvula de control de tracción. Todo el flujo de aceite de frenos de parqueo pasa los spools reductores, para los frenos.

El aceite de la bomba, que fluye a la parte superior de la válvula de control de tracción mueve el pistón, abriendo una válvula check de bola. El drenaje de la parte superior de la válvula se abre.

La válvula de control de tracción puede aplicar el freno de izquierdo o derecho en forma independiente.

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 72 FSAA - DTSE0023- 2004C Material del Estudiante Módulo 5

Desarrollo Técnico MOD5

FERREYROS S.A.A. CGV – Jul04

La otra rueda permanecerá libre. Cuando la rueda deja de deslizar, el selector y el solenoide proporcional se desactivan, permitiendo el paso de todo el aceite a la cámara de freno, liberándolo.

Cuando se activa el solenoide para frenar alguna rueda, se conecta la línea de presión piloto de esa rueda con drenaje Este flujo será controlado por el solenoide proporcional. Al hacer esta conexión, la presión que libera el freno de parqueo de la rueda seleccionada caerá, empezando a frenarse.

Cuando se detecta una rueda que desliza se activan el selector y el solenoide proporcional

CURSO: TRENES DE POTENCIA III - 73 FSAA - DTSE0023- 2004C Material del Estudiante Módulo 5

Desarrollo Técnico MOD5