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1. COMPONENTES DEL SISTEMA ELECTR NICO DE LA M QUINA UNIDAD 1 EXAMEN Nombre Indicaciones Haga un c rculo en la letra de la respuesta correcta 1 El detector de velocidad magn tica proporciona una se al de al ECM A frecuencia CA B frecuencia CC C frecuencia anal gica D frecuencia digital E Modulaci n de Duraci n de Impulsos 2 Los sensores proporcionan una se al de modulaci n de duraci n de impulsos A digitales B anal gicos C CA D magn ticos 3 Un sensor de velocidad de efecto Hall proporciona una se al al ECM A de frecuencia CA B de frecuencia CC C de frecuencia anal gica D de frecuencia digital E de Modulaci n de Duraci n de Impulsos 4 El ECM proporciona el voltaje de referencia para A asegurar que el sensor est con corriente B proporcionar una entrada de se al conocida para el ECM C enviar una se al al sistema monitor D asegurarse de que el sensor tiene conexi n a tierra 5 En el siguiente circuito el voltaje medido en el punto A ser A 0 voltios B 10 voltios C 5 voltios D 1 kiloohmio 5 Voltios INTERNO DE CONTROL 1K ohmio AL DISPOSITIVO DE ENTRADA AL CIRCUITO DE SE AL Unidad 1 2 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Unidad 1 Examen 6 10 11 Un sensor de modulaci n de duraci n de impulsos cambia el la de la se al para relacionar el par metro que cambia con un
2. Qu m todos se usan para programar los ECM
3. sta puede romperse NOTA En algunos casos en que la velocidad de salida de la transmisi n no se usa para prop sitos de control y no es crucial para la operaci n de la m quina puede utilizarse un sensor de velocidad magn tico Esto lo determina ingenier a Unidad 1 Lecci n 1 1 1 15 Sistemas Electr nicos de la M quina Fig 1 1 17 Sensores de sincronizaci n de velocidad Los sensores de velocidad de un motor controlado electr nicamente miden la velocidad y la sincronizaci n del motor La velocidad del engranaje se detecta midiendo el cambio del campo magn tico cuando pasa un diente del engranaje La sincronizaci n del motor corresponde a un borde del diente La figura 1 1 17 muestra dos tipos de sensores de sincronizaci n de velocidad Sus caracter sticas operacionales son las mismas Los sensores de sincronizaci n de velocidad se dise an espec ficamente para sincronizar los motores de inyecci n electr nica En vista de que se usan para sincronizaci n es importante que el control electr nico detecte el tiempo exacto en que el engranaje pasa por el frente de la cabeza deslizante Fig 1 1 18 Sensor de velocidad y rueda de sincronizaci n La figura 1 1 18 muestra una rueda de sincronizaci n y un sensor A medida que cada diente cuadrado del engranaje flecha pasa la celda el elemento del sensor env a una se al leve a un amplificador El sistema electr nico interno promedia la se al y la env
4. Herramientas M quina con sensor de frecuencia de detecci n magn tica o sensor de velocidad montado en banco equivalente con el motor y los engranajes Diagrama el ctrico de la m quina Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Escop metro Fluke 123 optativo Indicaciones Ubique el sensor de velocidad en la m quina Es preferible el sensor de velocidad del motor ya que puede generarse la se al sin mover la m quina Si hay disponible una se al de velocidad de entrada de la transmisi n puede usarse Los estudiantes deben consultar el diagrama el ctrico Paso No 1 Inserte el cable de prueba del medidor de paleta en la conexi n del detector de velocidad magn tico Aseg rese de hacer la conexi n en el conector del sensor de velocidad y no en el del mazo de cables de la m quina Paso No 2 Con la m quina en funcionamiento y en condici n que produzca una se al de velocidad realice las siguientes pruebas con el sensor de velocidad conectado al mazo de cables de la m quina y registre los resultados Mida el voltaje CA de la se al de salida del sensor de velocidad a velocidad baja en vac o Mida el voltaje CA de la se al de salida del sensor de velocidad a velocidad alta en vac o Mida la frecuencia de la salida del sensor de velocidad a velocidad baja en vac o Mida la frecuencia de salida del sensor de velocidad a velocidad alta en vac o Paso No 3 Con el motor apagado
5. Paso No 1 Use el mult metro y los cables para medir la resistencia de TP1 TP2 Cu l es la resistencia del emisor a la temperatura ambiente Paso No 2 Use la fuente de calor para calentar el emisor mientras mide la resistencia de TP1 TP2 Cuando el emisor se calienta la resistencia aumenta o disminuye Paso No 3 Quite la fuente de calor y contin e la medici n de la resistencia de TP1 TP2 Cuando el emisor se enfr a la resistencia aumenta o disminuye Responda las siguientes preguntas 1 Si el cuerpo del emisor tuviera una conexi n el ctrica defectuosa a tierra de la m quina la se al de temperatura ser a demasiado alta o demasiado baja 2 Si el cable de se al tuviera un corto a tierra de la m quina en el mazo de cables del veh culo la se al de temperatura ser a demasiado alta o demasiado baja Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 3 Ejercicio de pr ctica de taller Objetivos Dados un equipo de capacitaci n un mult metro digital un par de cables de prueba y una fuente de calor mida la resistencia del emisor de temperatura a diferentes temperaturas El prop sito de esta pr ctica es entender mejor la relaci n entre el cambio de la temperatura y el cambio de la resistencia de los emisores de temperatura usados en los Sistemas Electr nicos Caterpillar Herramientas Modelo de Equipo de Capacitaci n en Sistema
6. Mida el voltaje de TP1 TP3 en las siguientes condiciones y registre los resultados Cu l es el voltaje en TP1 con fluido Cu l es el voltaje en TP2 sin fluido Paso No 6 Vuelva a conectar el sensor de 5 voltios y desconecte el cable a tierra del sensor entre TP3 y TP4 Realice las siguientes mediciones y registre los resultados Cu l es el voltaje en TP1 con fluido Cu l es el voltaje en TP1 sin fluido Responda las siguientes preguntas 1 Qu se al recibe la entrada del control TP1 cuando no hay fluido y el sensor funciona correctamente 2 Qu se al de entrada es la deseable Para las siguientes preguntas suponga que el sensor de nivel de fluido est instalado en el sistema de enfriamiento del motor 3 Qu se al esperar a si el nivel de refrigerante fuera correcto e insertara una sonda en la tuber a de se al en la conexi n del sensor con el interruptor de llave de contacto en la posici n CONECTADA 4 Un cliente se queja de que el sistema monitor de la m quina peri dicamente muestra advertencias de bajo nivel de refrigerante Cada vez que se revisa el tanque de refrigerante el nivel est bien Cuando el t cnico verifica la falla se encuentra bien pero el operador se queja de que hab a una advertencia de bajo nivel de refrigerante cuando apag la m quina Se toman las siguientes mediciones en la conexi n del sensor usando las sondas de prueba con el interruptor de ll
7. Mida y registre la resistencia del sensor de velocidad de la clavija 1 a la clavija 2 Fueron los resultados los esperados Unidad 1 2 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 5 Paso No 5 Deje el sensor de velocidad desconectado Repita las pruebas para el paso 2 con la m quina en las mismas condiciones y registre los resultados Mida el voltaje CA de la se al de salida del sensor de velocidad a velocidad baja en vac o Mida el voltaje CA de la se al de salida del sensor de velocidad a velocidad alta en vac o Mida la frecuencia de salida del sensor de velocidad a velocidad baja en vac o Mida la frecuencia de salida del sensor de velocidad a velocidad alta en vac o Responda las siguientes preguntas 1 En el paso No 2 cambia significativamente el nivel de voltaje de la salida del sensor de velocidad de velocidad baja en vac o a velocidad alta en vac o Explique 2 En el paso No 2 la frecuencia de la salida del sensor de velocidad cambia de velocidad alta en vac o a velocidad baja en vac o Explique 3 En el paso No 5 cambia significativamente el nivel de voltaje de la salida del sensor de velocidad de velocidad baja en vac o a velocidad alta en vac o Explique 4 En el paso No 5 las mediciones registradas de frecuencia difieren de las registradas en el paso No 2 Explique Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia d
8. esta aplicaci n particular el oscilador interno suministra una frecuencia portadora de aproximadamente 5 kHz e Un termistor sensor que mide el par metro de seguimiento y provee una entrada resistiva a un amplificador e Una salida del amplificador que controla la base de un transistor y genera una salida de ciclo de trabajo medida en porcentaje de tiempo en que el transistor ha estado ACTIVADO contra el tiempo que ha estado DESACTIVADO Unidad 1 Lecci n 1 1 1 21 Sistemas Electr nicos de la M quina Localizaci n y soluci n de problemas de los sensores digitales El t cnico de servicio debe usar la informaci n de diagn stico del sistema electr nico suministrada por los diferentes controles electr nicos Si un t cnico de servicio sospecha con base en la informaci n de diagn stico que un sensor digital est fallando puede verificar r pidamente si el sensor o conector mazo de cables del sensor est fallando Usando un mult metro digital un grupo de sonda 7X 1710 y el m dulo adecuado del Manual de Servicio puede medirse el voltaje de salida CC en el cable de se al y compararse con la especificaci n del manual Si est presente una se al pero no dentro de la especificaci n el sensor debe reemplazarse Si no hay se al presente ser necesario determinar si hay voltaje de suministro y si el circuito a tierra est bien Si ambos par metros est n dentro de las especificaciones el sensor debe reempl
9. El circuito de detecci n de se al interna del ECM tambi n detecta los 0 V por estar en paralelo con el interruptor El ECM puede determinar que el interruptor o el cable de entrada del interruptor est cerrado o con corto a tierra El voltaje de referencia se usa para asegurarse de que el punto de referencia interno del control del circuito digital es de 0 V o 5 V digital bajo o alto Como el ECM provee un voltaje de referencia cualquier ca da de voltaje que ocurra en el mazo de cables debido a conexiones en mal estado o de la longitud del cable no afecta la se al del nivel alto en la referencia del ECM La ca da de voltaje del mazo de cables puede dar como resultado que el voltaje medido en el interruptor sea menor que 5 V Como el control usa voltaje de referencia el sensor no tiene que ser la fuente de corriente necesaria para impulsar la se al a trav s de la longitud del mazo de cables Unidad 1 Lecci n 1 1 1 7 Sistemas Electr nicos de la M quina e 0 a 240 Ohmios e 70 a 6800 Ohmios Fig 1 1 9 Entradas tipo emisor En los sistemas de control electr nico se usan diferentes tipos de emisores para proveer entradas al ECM o directamente al procesador del sistema monitor Los dos m s com nmente usados son emisores de O a 240 ohmios y de 70 a 800 ohmios Emisores de 0 a 240 ohmios Miden un valor de resistencia del sistema espec fico que corresponde a una condici n del sistema El nivel de combustible
10. INDICADOR DE ALERTA 0 ENGINE TEMP 60 Deg F Fig 1 1 36 Indicadores de alerta Los dispositivos de salida pueden tambi n indicar al operador el estado de los sistemas de la m quina a trav s de indicadores alarmas y visualizadores digitales Los tipos de indicadores de alerta var an en los diferentes sistemas monitores usados en los productos Caterpillar La figura 1 1 36 muestra el indicador de alerta flecha como una l mpara interna instalada en el centro de mensajes principal del sistema monitor No son importantes la ubicaci n ni el tipo de dispositivo La funci n principal de los indicadores de alerta es llamar la atenci n de los operadores si se presenta una condici n anormal del sistema n li E Fig 1 1 37 L mpara de acci n La l mpara de acci n y la alarma son tambi n partes de los sistemas monitores instalados en los productos Caterpillar La l mpara de acci n est asociada con un indicador de alerta para notificar al operador de un problema de la m quina La figura 1 1 37 muestra una l mpara de acci n t pica flecha instalada en el tablero de un tractor de cadenas grande equipado con el Sistema Monitor Caterpillar Unidad 1 Lecci n 1 1 1 31 Sistemas Electr nicos de la M quina M DULOS DE CONTROL ELECTR NICOS Fig 1 1 38 Los ECM Los M dulos de Control Electr nico ECM son computadoras complejas Contienen dispositivos de suministro de energ a electr nica unidade
11. conten an m dulos de personalidad de conexi n autom tica para la programaci n de los valores del motor fallas registradas etc En los ECM m s recientes se usa un m todo de programaci n Flash mediante software y un enlace de datos En este tipo de control no se usa bater a externa para la copia de protecci n a la memoria Fig 1 1 40 ECM VIMS La figura 1 1 40 muestra el m dulo de control electr nico del Sistema de Administraci n de Informaci n Vital VIMS instalado en una excavadora hidr ulica grande El ECM es el coraz n del sistema monitor VIMS y recibe las entradas procesadas de los diferentes controles electr nicos a trav s del Enlace de Datos CAT y provee las salidas apropiadas Este m dulo requiere una bater a de litio de 3 V externa para proveer copia de protecci n de memoria cuando se abre el interruptor de desconexi n de la m quina Unidad 1 1 1 33 Sistemas Electr nicos de la M quina Lecci n 1 Fig 1 1 41 M dulo EPTC La figura 1 1 41 muestra el M dulo de Control de la Transmisi n Programable Electr nica EPTC II usado en los camiones de miner a grandes y en las tra llas El ECM se comunica con el control del motor para proveer conexi n de embrague suave y bajan moment neamente la velocidad del motor cuando se activa el solenoide del embrague Aunque la apariencia y la configuraci n de los controles electr nicos difieren la funci n b sica es la misma En los
12. controles electr nicos se usan datos de los diferentes dispositivos de entrada y realizan tareas con base en la programaci n guardada en la memoria El control EPTC II y algunos otros tienen entradas de interruptor que se pueden usar para las modalidades de servicio realizar funciones de configuraci n recuperar y borrar informaci n de servicio Los procedimientos para el uso de los interruptores son similares de un ECM al otro Las modalidades de servicio son espec ficas en cada tipo de ECM y como referencia deben usarse los manuales de servicio cuando se realiza el servicio a los sistemas de control electr nico NOTA DEL INSTRUCTOR En este punto realice la pr ctica de taller 1 1 6 Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Pr ctica de Taller 1 1 1 Ejercicios de pr ctica de taller 5 Voltios Voltaje de referencia 1K Ohmio SE AL DE ENTRADA TP3 DISPOSITIVO DE ENTRADA Objetivo Esta pr ctica se dise para reforzar la comprensi n acerca del voltaje de referencia usado en las se ales de entrada de los controles electr nicos con nfasis en las se ales de entrada de interruptor Herramientas Modelo de Equipo de Capacitaci n en Sistemas El ctricos 18002 con submontajes Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Indicaciones Arme el circuito como se muestra en la figura Conecte el circuito usando un fusible de 5 V Realice
13. de pr ctica de taller PARTE INTERNA DEL CONTROL 5 Voltios 12V CABLE ROJO AL CIRCUITO DE SE AL TP1 TP2 DISPOSITIVO DE ENTRADA CABLE BLANCO CABLE NEGRO TP 3 SENSOR PWM DE POSICI N gt Objetivos El prop sito de esta pr ctica es reforzar la comprensi n acerca de las se ales de Modulaci n de Duraci n de Impulsos PWM usadas por los controles electr nicos en las se ales de entrada Esta pr ctica tambi n ayuda a entender el significado del voltaje de referencia Herramientas Modelo de Equipo de Capacitaci n de Sistemas El ctricos 18002 con submontajes Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Escop metro Fluke 123 optativo Indicaciones Arme el circuito que se muestra en la figura Conecte los circuitos usando fusibles de 5V y 12V Realice los siguientes pasos y responda las preguntas Paso No 1 Conecte el equipo de capacitaci n a un recept culo de 115 VCA Paso No 2 Conecte el circuito a la fuente de alimentaci n de 12 voltios y 5 voltios Paso No 3 Mida el voltaje CC la frecuencia y el ciclo de trabajo en porcentaje de TP1 TP3 con el sensor de posici n como se muestra en las siguientes figuras Voltaje CC Frecuencia Ciclo de trabajo Unidad 1 2 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Pr ctica de Taller 1 1 4 Paso No 4 Desconecte el cable de la se al del sensor entre TP1 TP2 Realice
14. desconecte el sensor de velocidad del mazo de cables de la m quina Paso No 4 Mida y registre la resistencia del sensor de velocidad de la clavija 1 a la clavija 2 Fueron los resultados los esperados Unidad 1 2 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Pr ctica de Taller 1 1 5 Paso No 5 Deje desconectado el sensor de velocidad Repita las pruebas para el paso 2 con la m quina en las mismas condiciones y registre los resultados Mida el voltaje CA de la se al de salida del sensor de velocidad a velocidad baja en vac o Mida el voltaje CA de la se al de salida del sensor de velocidad a velocidad alta en vac o Mida la frecuencia de salida del sensor de velocidad a velocidad baja en vac o Mida la frecuencia de salida del sensor de velocidad a velocidad alta en vac o Responda las siguientes preguntas 1 En el paso No 2 cambia significativamente el nivel de voltaje de la salida del sensor de velocidad de velocidad baja en vac o a velocidad alta en vac o Explique El nivel de voltaje debi permanecer casi constante por raz n de las caracter sticas de entrada del ECM Puede verse cierto aumento desde la velocidad baja en vac o hasta la velocidad alta en vac o pero el ECM limitar la cantidad 2 En el paso No 2 la frecuencia de la salida del sensor de velocidad cambia de velocidad alta en vac o a velocidad baja en vac o Explique La frecuencia debe aumentar para reflejar l
15. el aceite Algunas v lvulas solenoides de este tipo se activan con se ales de 24 V CC mientras otras lo hacen con un voltaje modulado que resulta en un voltaje medido entre 8 V CC y 12 V CC Unidad 1 Lecci n 1 1 1 27 Sistemas Electr nicos de la M quina ORIFICIO DE PRUEBA CARRETE DE LAVALVULA RESORTE SOLENOIDE DE EMBRAGUE IMPULSOR ACTIVADO CONJUNTO DEL SOLENOIDE INDUCIDO DE LA BOMBA AL EMBRAGUE IMPULSOR ORIFICIO DE PRUEBA 3 CARRETE DE BOLA ORIFICIO E4 lt _212 LAV LVULA SO A gt Fig 1 1 32 V lvula solenoide de embrague impulsor RESORTE RESORTE SOLENOIDE DE EMBRAGUE IMPULSOR DESACTIVADO CONJUNTO DE LA SOLENOIDE DEL INDUCIDO BOMBA AL EMBRAGUE IMPULSOR La figura 1 1 32 muestra una vista seccional de una v lvula solenoide de embrague impulsor Cuando se activa el solenoide de embrague impulsor el solenoide mueve el conjunto del pasador contra el resorte y lejos de la bola El aceite de la bomba fluye por el centro del carrete de la v lvula pasa el orificio y la bola y pasa al drenaje El resorte de la v lvula mueve hacia la izquierda el carrete de la v lvula El carrete de la v lvula bloquea el conducto entre el embrague impulsor y la bomba y abre el conducto entre el embrague impulsor y el drenaje El flujo de la bomba al embrague impulsor se bloquea El aceite del embrague impulsor fluye y pasa el carrete de la v lvula al drenaje Cuando se desactiva el solen
16. el diagrama el ctrico de la m quina Muchos controles tienen pasos a tierra dise ados para los sensores que se est n usando Una conexi n a tierra del sensor digital t picamente la clavija B estar conectada a la l nea de retorno digital del control Tambi n la mayor a de los controles proveer n el suministro de energ a del sensor a los componentes electr nicos del sensor Los ECM del motor alimentan tanto a los sensores digitales como a los anal gicos Unidad 1 Lecci n 1 1 1 19 Sistemas Electr nicos de la M quina FO Fig 1 1 23 Sensor de temperatura digital La figura 1 1 23 muestra un sensor de temperatura digital El s mbolo ISO indica que este tipo de sensor puede usarse para detectar varias condiciones de la m quina aceite hidr ulico tren de fuerza refrigerante etc La caracter stica m s importante en la gr fica es el rect ngulo que representa el s mbolo del diagrama Este mismo s mbolo puede representar otros tipos de sensores La informaci n contenida en el rect ngulo del diagrama ayuda a que el t cnico determine qu tipo de sensor se est usando La siguiente informaci n se puede mostrar dentro del rect ngulo SUMINISTRO El voltaje de entrada requerido para la operaci n del sensor TIERRA SE AL puede indicarse de muchas formas como B B bater a voltaje de suministro al sensor desde las bater as de la m quina 8 indica que el sensor est recibiendo un potencia
17. est muy alejado del engranaje Cuando se instalan estos sensores es importante verificar las especificaciones para asegurarse del espacio libre correcto Unidad 1 1 1 13 Sistemas Electr nicos de la M quina Lecci n 1 SE ALES PEQUE AS DEL ELEMENTO SENSOR fenm ONDA CUADRADA GRANDE ENGRANAJE ELIMINA EN ROTACI N VOLTAJE CC ONDA CUADRADA CA PEQUE A CUADRADA PEQUE A ELEMENTO SENSOR DE CELDA DE HALL EN CABLE DESLIZANTE Fig 1 1 15 Sensor de efecto Hall Para detectar los campos magn ticos en algunos sistemas electr nicos Caterpillar se usa un sensor de efecto Hall En el control de la transmisi n electr nica y en el sistema de inyecci n unitario electr nico se usa este tipo de sensores que proveen se ales de impulso para determinar la velocidad de salida de la transmisi n y la sincronizaci n del motor Ambos tipos de sensores tienen una celda de Hall ubicada en una cabeza deslizante en la punta del sensor A medida que los dientes del engranaje pasan por la celda de Hall el cambio en el campo magn tico produce una se al leve que es enviada a un amplificador en el sensor El sistema electr nico interno del sensor procesa la entrada y env a pulsos de onda cuadrada grande al control El elemento sensor est ubicado en la cabeza deslizante y la medici n es muy exacta gracias a que su fase y su amplitud de salida no dependen de la velocidad ste opera hacia abajo hasta 0 r
18. las siguientes mediciones de TP1 TP3 y TP2 TP3 y registre los resultados TP1 TP3ITP2 TP3 TP1 TP3ITP2 TP3 TP1 TP3ITP2 TP3 Voltios CC Frecuencia Ciclo de trabajo Paso No 5 Vuelva a conectar el cable de se al de TP1 TP2 Desconecte el cable a tierra de TP3 TP4 Realice las siguientes mediciones de TP1 TP3 y TP1 TP4 y registre los resultados 0 a TP1 TP3 TP1 TP4 TP1 TP3 TP1 TP4 TP1 TP3ITP1 TP4 Voltios CC Frecuencia Ciclo de trabajo Paso No 6 Vuelva a conectar el cable a tierra del circuito de TP3 TP4 Desconecte el cable de energ a del sensor de 12 voltios Realice las siguientes mediciones de TP1 TP3 y registre los resultados Ss a Voltios CC Frecuencia Ciclo de trabajo Unidad 1 3 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Pr ctica de Taller 1 1 4 Responda las siguientes preguntas Las preguntas 1 a se refieren al paso No 3 de esta pr ctica 1 Cu l fue el voltaje CC m s bajo registrado 2 Cu l fue el porcentaje de ciclo de trabajo m s bajo registrado 3 Cu l fue el voltaje CC m s alto registrado 4 Cu l fue el porcentaje de ciclo de trabajo m s alto registrado 5 Cu l fue la frecuencia m s baja registrada 6 Cu l fue la frecuencia m s alta registrada 7 Cu l es la relaci n entre el nivel de voltaje CC y el ciclo de trabajo Ejemplo el ciclo de tra
19. temp del conv de par tra lla 7 Solen de cambio a marcha superior tractor 8 Medidor de temp conv de par tra lla SENR 1343 9 M dulo No 2 interfaz VIMS 10 Sensor de presi n atmosf rica 11 Sensor de temp de escape del turbo izquierdo 12 Solenoide No 3 de la culata Indicaciones Explique brevemente el principio de operaci n de los siguientes componentes 13 Detector de velocidad magn tico del motor 14 Sensor de presi n de entrada del turbo del lado derecho de la 992G 15 Sensor de posici n giratorio del varillaje de levantamiento del 950G 16 Sensor de velocidad de salida del convertidor de par de la 992G Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Unidad 1 Examen COMPONENTES DEL SISTEMA ELECTR NICO DE LA M QUINA UNIDAD 1 EXAMEN Nombre Indicaciones Haga un c rculo en la letra de la respuesta correcta 1 El detector de velocidad magn tica proporciona una se al de al ECM A frecuencia CA B frecuencia CC C frecuencia anal gica D frecuencia digital E Modulaci n de Duraci n de Impulsos 2 Los sensores proporcionan una se al de modulaci n de duraci n de impulsos A digitales B anal gicos C CA D magn ticos 3 Un sensor de velocidad de efecto Hall proporciona una se al al ECM A de frecuencia CA B de frecuencia CC C de frecuencia anal gica D de frecuencia digital E de Modulaci n de Duraci n de Impulsos 4 El ECM
20. 1 5 Unidad 1 Lecci n 1 1 1 22 Sistemas Electr nicos de la M quina Fig 1 1 25 Sensores anal gicos Los sensores anal gicos difieren de otros tipos de sensores no solamente en el modo como funcionan sino tambi n en la manera de probarlos En un diagrama el ctrico el rect ngulo del gr fico ISO del sensor se asemeja al del sensor digital La informaci n que diferencia un dispositivo anal gico de otros tipos est en la nomenclatura que describe el voltaje de suministro del sensor y la tierra del sensor Un sensor anal gico generalmente se identifica con una indicaci n de voltaje en la clavija A como 3 voltios El n mero indica el voltaje de suministro al sensor recibido del control electr nico el voltaje de entrada es regulado La tierra del sensor de la clavija B se identifica mediante la nomenclatura de retorno anal gico o retorno Esto indica que el sensor se pone a tierra a trav s del ECM y no est conectado directamente a tierra del bastidor La definici n de se al anal gica es Una se al que var a ligeramente con el tiempo y en proporci n con el par metro medido Una salida del sensor anal gico representa s lo un voltaje CC en proporci n con el par metro medido generalmente entre O y 5 voltios El sensor tambi n puede identificarse por su tama o peque o El sensor contiene s lo una porci n de los componentes electr nicos necesarios para mostrar una se al anal gica los
21. 18002 con submontajes Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Indicaciones Arme el circuito como se muestra en la figura Conecte el circuito usando un fusible de 5 V Realice las siguientes tareas y responda las preguntas Paso No 1 Paso No 2 Paso No 3 Paso No 4 Conecte el equipo de capacitaci n a un recept culo de 115 V CA Conecte el circuito a una fuente de voltaje de 5 voltios Mida el voltaje de TP1 TP3 con el sensor en las siguientes condiciones y registre los resultados NOTA Algunas veces puede simularse que hay fluido si pone la mano alrededor del probador mientras el pulgar est en contacto con la base roscada del sensor De otro modo se necesitar proveer lo necesario para sumergir la punta del sensor en agua hasta la base roscada Cu l es el voltaje en TP1 cuando hay fluido Cu l es el voltaje en TP1 sin fluido Desconecte el cable de se al del sensor entre TP1 y TP2 Mida el voltaje de TP1 TP3 y de TP2 TP3 en las siguientes condiciones y registre los resultados Cu l es el voltaje en TP1 cuando hay fluido Cu l es el voltaje en TP1 sin fluido Cu l es el voltaje en TP2 cuando hay fluido __ __ Cu l es el voltaje en TP2 sin fluido Unidad 1 2 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Pr ctica de Taller 1 1 2 Paso No 5 Vuelva a conectar el cable de se al y desconecte el sensor de 5 voltios
22. A CORRIENTE ALTA SE AL DE CONTROL Fig 1 1 34 Rel La figura 1 1 34 es el diagrama b sico de un rel Un rel tambi n funciona con base en el principio del electroim n En un rel el electroim n se usa para cerrar o abrir los contactos de un interruptor Los rel s se usan com nmente para aumentar la capacidad de transporte de corriente de un interruptor mec nico o digital Cuando la se al de control desde un ECM activa la bobina de un rel el campo magn tico act a en el contacto del interruptor Los contactos del interruptor se conectan a los polos del rel Los polos del rel pueden conducir cargas altas de corriente como en los arranques o en otros solenoides grandes La bobina del rel requiere una corriente baja y separa el circuito de corriente baja respecto del circuito de corriente alta REL DE ARRANQUE SOLENOIDE DEL MOTOR DE ARRANQUE INTERRUPTOR DE LLAVE DE CONTACTO BATER A 7 BATER A Fig 1 1 35 Circuito de arranque La figura 1 1 35 es el diagrama b sico de un circuito de arranque El circuito de arranque es ejemplo de un circuito controlado por rel La llave en lugar del ECM se usa para activar el rel de arranque y el rel de arranque activa el solenoide del arranque Esto hace que los contactos del rel de arranque lleven la carga de corriente alta requerida por el motor de arranque Unidad 1 1 1 30 Sistemas Electr nicos de la M quina Lecci n 1
23. Componentes electr nicos de la m quina Objetivos Al terminar esta unidad el estudiante podr 1 Explicar la funci n de los componentes electr nicos en los sistemas de control electr nico de las m quinas Caterpillar Materiales de referencia Publicaciones de servicio requeridas Diagrama el ctrico Cargadores de Ruedas 950G 962G RENR2140 Diagrama el ctrico Cargador de Ruedas 992G SENR 1343 Diagrama el ctrico Mototra lla de Ruedas 657E SENR3627 Herramientas Modelo de ayuda de capacitaci n el ctrica 18002 con submontajes 9U7330 Mult metro digital 7X1710 Grupo de sonda Fuente de calor Equipo de soldadura o pistola de calor Lecci n 1 Componentes del sistema de control electr nico Introducci n Algunos de los principales sistemas de la m quina encontrados en los productos Caterpillar se controlan mediante sistemas electr nicos Los sistemas de control electr nico de las m quinas Caterpillar operan en forma similar a muchos otros sistemas del mercado Aunque en las m quinas Caterpillar se usa una variedad de controles electr nicos las tecnolog as de operaci n b sica son las mismas Cada sistema de control electr nico requiere ciertos tipos de dispositivos de entrada para alimentar la informaci n electr nica al M dulo de Control Electr nico ECM para el procesamiento El ECM procesa la informaci n de entrada y entonces env a las se ales electr nicas apropiadas a varios tipos de dispositivos d
24. La unidad 3 El T cnico Electr nico Caterpillar ET Cat cubrir las comunicaciones del sistema de control electr nico que incluyen el diagn stico y la localizaci n y soluci n de problemas La unidad 4 Sistemas Monitores tratar acerca de c mo los sistemas de control electr nico presentan la informaci n a trav s de los sistemas monitores para el operador o el t cnico Unidad 1 Lecci n 1 1 1 3 Sistemas Electr nicos de la M quina e INTERRUPTORES e EMISORES e SENSORES Fig 1 1 2 Componentes de entrada Los dispositivos de entrada usados en los sistemas electr nicos de las m quinas Caterpillar son interruptores emisores y sensores El t cnico debe poder identificar cada dispositivo entender su operaci n y conocer c mo usar el equipo de pruebas de diagn stico para determinar la operaci n correcta de cada componente En esta lecci n veremos ejemplos de cada tipo de dispositivos de entrada Fig 1 1 3 Interruptores En los sistemas de control electr nico se usan diferentes tipos de interruptores para controlar las condiciones de la m quina Todos ellos tienen funciones similares y con frecuencia se conocen como dispositivos de dos estados conectado o desconectado Los interruptores proporcionan una entrada abierta o una a tierra a un ECM Unidad 1 Lecci n 1 1 1 4 Sistemas Electr nicos de la M quina Fig 1 1 4 Interruptor de presi n del aceite del motor La figura 1 1 4 mu
25. UERTO DE SERVICIO TRAILLA ECM DEL MOTOR Fig 1 1 1 Diagrama de los sistemas de control electr nico Tra lla de Ruedas 637G La figura 1 1 1 muestra un diagrama de bloques de los sistemas de control electr nico de la Tra lla de Ruedas 637G que controlan la operaci n de los diferentes sistemas de la m quina Los sistemas de control electr nico tambi n se comunican con el operador y el t cnico y muestran la informaci n de la m quina a trav s del sistema monitor El sistema general de control electr nico mostrado en esta figura usa las computadoras para controlar la operaci n de cada uno de esos sistemas de la m quina Las computadoras son los M dulos de Control Electr nico ECM que se programan para activar los componentes que a su vez realizan las funciones de la m quina como los cambios de la transmisi n la activaci n de cilindros hidr ulicos o alertar al operador acerca de un problema o falla del sistema Todos estos sistemas se interconectan a trav s del enlace de datos Cat El enlace de datos tambi n proporciona un puerto de servicio para prop sitos de diagn stico y de servicio NOTA DEL INSTRUCTOR Explique a los estudiantes que los sistemas de control electr nico cumplen con dos funciones principales controlar los sistemas de la m quina y comunicarse con el operador o con los t cnicos de servicio Esta lecci n se enfocar en los componentes usados para controlar los sistemas de la m quina
26. a a un comparador Si la se al est por debajo del promedio espacio la salida ser baja Si la se al est por encima del promedio el diente bajo la celda la salida ser alta Los circuitos dentro del sensor de sincronizaci n de velocidad est n dise ados espec ficamente para los est ndares de modo que el ECM del motor pueda determinar la posici n exacta del tren de engranajes del motor Unidad 1 1 1 16 Sistemas Electr nicos de la M quina Lecci n 1 SE ALES PEQUE AS DEL ELEMENTO SENSOR CIRCUITO A VOLTAJE CC PROMEDIO SALIDA ENGRANAJE EN ROTACION ONDA CUADRADA GRANDE COMPARADOR ONDA CUADRADA PEQUENA ELEMENTO SENSOR DE CELDA HALL EN CABEZA DESLIZANTE Fig 1 1 19 Se ales del sensor de sincronizaci n de velocidad La figura 1 1 19 muestra un sensor t pico de sincronizaci n de velocidad que genera una se al de salida digital determinada por el patr n de dientes de la rueda giratoria En el sistema de Inyecci n Unitario Electr nico EUD un nico patr n de diente del engranaje de referencia de sincronizaci n hace que el control electr nico determine la posici n del cig e al el sentido de giro y las rpm Cada vez que un borde de diente se aproxima a la celda Hall se genera una se al La se al ser alta durante el tiempo en que el diente est bajo la cabeza deslizante y disminuir cuando haya un espacio entre dientes El control electr nico cuenta cada pulso y determina la
27. aje CC m s alto registrado 4 Cu l fue el porcentaje de ciclo de trabajo m s alto registrado 5 Cu l fue la frecuencia m s baja registrada 6 Cu l fue la frecuencia m s alta registrada 7 Cu l es la relaci n entre el nivel de voltaje CC y el ciclo de trabajo Ejemplo el ciclo de trabajo aumenta y el voltaje CC disminuye 8 Cu l es la relaci n entre el nivel de voltaje CC y la frecuencia 9 En el paso No 4 de los porcentajes de ciclo de trabajo registrados de TP2 TP3 cu l fue el m s alto _ Cu l fue el m s bajo Explique 10 En el paso No 4 de los voltajes CC registrados de T P2 TP3 cu l fue el m s alto Cu l fue el m s bajo Explique 11 En el paso No 3 de los porcentajes de ciclo de trabajo registrados de TP1 TP4 cu l fue el m s alto _ Cual fue el m s bajo Explique 12 En el paso No 6 de las frecuencias registradas de TP1 TP3 cu l fue la m s alta Cu l fue la m s baja Explique Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Pr ctica de Taller 1 1 5 Ejercicio de pr ctica de taller agrio u Objetivos Dados una m quina con un sensor de frecuencia de detecci n magn tica un mult metro digital 9U7330 y un diagrama el ctrico realice las siguientes pruebas y responda las preguntas El prop sito de esta pr ctica es dar a los estudiantes la oportunidad de probar un sensor de frecuencia de detecci n magn tica
28. al muestra el par metro como un ciclo de trabajo de 0 a 100 La modulaci n anal gica muestra el par metro como nivel de voltaje Esta secci n presentar los siguientes tipos de sensores de entrada Sensores de frecuencia sensores anal gicos sensores digitales y una combinaci n de sensores anal gicos a digitales Unidad 1 1 1 11 Sistemas Electr nicos de la M quina Lecci n 1 Fig 1 1 13 Sensores de frecuencia En los sistemas de control electr nico se usan varios tipos de componentes para la medici n de la velocidad Los dos sensores m s comunes son 1 Magn tico y 2 de efecto Hall El tipo de sensor usado lo determina ingenier a En un sistema donde no son cr ticas las velocidades bajas se usa un detector magn tico En los sistemas donde la medici n de las velocidades bajas es crucial se usa un sensor de efecto Hall La medici n de la velocidad del motor es un ejemplo de sistema que usa el sensor de velocidad de detecci n magn tica cuyo resultado se muestra en el tac metro Las velocidades menores de 600 rpm no son cruciales a diferencia de otras medidas de rpm por ejemplo la sincronizaci n de un motor electr nico que requiere medidas de velocidad inferiores a O rpm En este caso particular se usar a un sensor de efecto Hall Unidad 1 Lecci n 1 1 1 12 Sistemas Electr nicos de la M quina agrio u G Fig 1 1 14 Sensor de frecuencia magn tico Los sensores de frecuencia de detec
29. ave de contacto en la posici n CONECTADA y el sensor conectado al mazo de cables de la m quina Clavija A Clavija B _0 voltios Clavija C Clavija B _0 voltios Clavija A al bastidor de la m quina _ 5 voltios Clavija C al bastidor de la m quina _ 5 voltios Cu l es la siguiente medici n de voltaje que se debe hacer _ Clavija B al bastidor de la m quina Explique su respuesta y el problema posible __Los resultados de las pruebas iniciales mostraron que la causa pod a ser un cable abierto en el circuito a tierra del sensor El t cnico mide la ca da de voltaje de la clavija B al bastidor de la m quina luego mide la resistencia de la clavija B del mazo de cables de la m quina a tierra de la bater a para confirmar el problema Pruebas posteriores revelan un cable a tierra abierto el cual se ha desgastado en el bastidor de la m quina lo que resulta en una operaci n intermitente del sensor de nivel de fluido Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 2 Ejercicios de pr ctica de taller 5 Volts 12V CABLE ROJO TP 1 AL CIRCUITO DE SE AL DISPOSITIVO DE ENTRADA CABLE VERDE SENSOR DE NIVEL DE FLUIDO Objetivo El prop sito de esta pr ctica es reforzar la comprensi n acerca del voltaje de referencia usado en las se ales de entrada de los controles electr nicos con nfasis en las se ales de entrada de interruptor Herramientas Modelo
30. azarse Si alguna de las mediciones no est dentro de las especificaciones ser necesario continuar con el an lisis de localizaci n y soluci n de problemas Adicionalmente usando un mult metro 907330 FLUKE 87 o un mult metro digital Caterpillar 146 4080 se puede determinar si el sensor PWM tiene alguna falla El mult metro digital puede medir voltaje CC frecuencia portadora y ciclo de trabajo Usando el grupo de sonda 7X 1710 y los cables del mult metro digital conectados entre el cable de se al clavija C y el cable a tierra clavija B en el conector del sensor el t cnico de servicio puede r pidamente analizar la condici n del sensor Las siguientes mediciones son t picas en un sensor de temperatura PWM con el sensor conectado al ECM y la llave de contacto en posici n CONECTADA e Clavija A a clavija B Voltaje de suministro e Clavija C a clavija B 0 7 6 9 V CC en la escala de voltios CC e Clavija C a clavija B 4 5 5 5 kHz en la escala de kHz e Clavija C a clavija B 5 a 95 de ciclo de trabajo en escala de El voltaje CC puede variar entre los diferentes tipos de sensores PWM pero la frecuencia portadora debe estar siempre dentro de las especificaciones del sensor y el ciclo de trabajo debe ser siempre mayor que 0 generalmente entre 5 y 10 en el lado de baja y menor que 95 en el lado de alta pero nunca 100 NOTA DEL INSTRUCTOR En este punto realice las pr cticas de taller 1 1 4 y 1
31. bajo aumenta y el voltaje CC disminuye 8 Cu l es la relaci n entre el nivel de voltaje CC y la frecuencia 9 En el paso No 4 de los porcentajes de ciclo de trabajo registrados de TP2 TP3 cu l fue el m s alto Cu l fue el m s bajo Explique 10 En el paso No 4 de los voltajes CC registrados de TP2 TP3 cu l fue el m s alto Cu l fue el m s bajo Explique 11 En el paso No 3 de los porcentajes de ciclo de trabajo registrados de TP1 TP4 cu l fue el m s alto Cual fue el m s bajo Explique 12 En el paso No 6 de las frecuencias registradas de TP1 TP3 cu l fue la m s alta Cu l fue la m s baja Explique NOTA DEL INSTRUCTOR Despu s de terminada la pr ctica y dadas las respuestas en las hojas de trabajo use el Escop metro Digital FLUKE 123 y muestre la se al de TP1 TP3 en el paso No 3 Explique y demuestre a los estudiantes que el voltaje y la frecuencia m ximos no cambian mientras se realiza el ciclo de trabajo Registre las mediciones del voltaje CC m ximo y el porcentaje de ciclo de trabajo en las tres posiciones del paso No 3 Muestre que el voltaje CC m ximo multiplicado por el porcentaje de ciclo de trabajo es aproximadamente igual al voltaje CC_medido con el mult metro 9U7330 Se hacen algunas aproximaciones en el circuito del medidor pero el valor es cercano Ejemplo 12 Voltios m ximo X 30 Ciclo de trabajo 4 voltios Explique que si los estudiantes encue
32. ci n magn tica pasivos convierten el movimiento mec nico en voltaje CA El detector magn tico t pico consta de una bobina una pieza polar un im n y una caja El sensor produce un campo magn tico que al pasar un diente de engranaje se altera y genera voltaje CA en la bobina El voltaje CA es proporcional a la velocidad La frecuencia de la se al CA es exactamente proporcional a la velocidad rpm Un detector magn tico puede usarse tanto para una operaci n fija como para una operaci n din mica Con el detector desconectado del mazo el ctrico de la m quina la lectura de resistencia de la bobina del detector medida entre las clavijas indicar una resistencia de la bobina de aproximadamente 100 a 200 ohmios Algunos detectores magn ticos pueden medir valores tan altos como 1 200 ohmios El valor de resistencia difiere entre los diferentes tipos de detectores pero una medici n de resistencia infinita indicar a una bobina abierta mientras que una lectura de cero indicar a una bobina en cortocircuito Para operar apropiadamente los sensores de detecci n magn tica basan su medida en la distancia entre el extremo del detector y el paso del diente del engranaje Normalmente cuando se instala el detector se gira hasta que hace contacto con la parte superior del diente del engranaje y entonces se devuelve un giro parcial antes de fijarse en su lugar con una tuerca de seguridad Una se al muy d bil puede indicar que el sensor
33. componentes restantes est n en el control electr nico Los sensores anal gicos se usan com nmente en aplicaciones de motor en las cuales la configuraci n de los sensores con relaci n al ECM del motor permanecen pr cticamente constantes La mayor a de los sensores anal gicos est n a tierra al retorno del sensor anal gico en el ECM monitor NOTA DEL INSTRUCTOR Puede explicar al estudiante que cuando se usan los sensores para aplicaciones de la m quina que requieren mazos de cables muy largos generalmente se usan los sensores digitales Los mazos de cables largos pueden ocasionar ca das de voltaje a trav s del mazo de cables y comprometer el nivel de se al Unidad 1 1 1 23 Sistemas Electr nicos de la M quina Lecci n 1 TERMISTOR AMPLIFICADOR 5V SE AL 0 5V RETORNO ANAL GICO Fig 1 1 26 Diagrama del sensor anal gico de temperatura La figura 1 1 26 muestra los componentes internos de un sensor anal gico de temperatura t pico Los componentes internos principales son un termistor para medir la temperatura y un dispositivo de amper metro OP amplificador operacional para proveer una se al de salida que puede variar entre 0 2 a 4 8 voltios CC proporcional a la temperatura Localizaci n y soluci n de problemas de los sensores anal gicos Los t cnicos deben usar la informaci n de diagn stico del sistema electr nico que proveen los diversos controles Si un t cnico sospecha con base en la i
34. control A voltaje B frecuencia C ciclo de trabajo D referencia a tierra La clavija con c digo del mazo de cables de un sensor ultras nico de nivel de combustible sirve para enviar una se al al control de que la m quina est activada enviar una se al al sensor de nivel de combustible de la hora enviar una se al al sensor de nivel de combustible de la profundidad del tanque de combustible enviar una se al al sensor de nivel de combustible de que se est usando en condiciones de tiempo fr o Jaw Los interruptores de sistema de control electr nico proporcionan al ECM A una entrada abierta B una entrada cerrada C una se al de modulaci n de impulsos D AyB Las entradas tipo emisor miden un valor de del sistema espec fico que corresponde a una condici n especifica del sistema A voltaje B resistencia C frecuencia D corriente Los se usan para aumentar las capacidades de transporte de corriente de un interruptor mec nico o digital rel s solenoides sensores emisores DA gt Mencione los cuatro tipos de componentes de salida Unidad 1 3 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Unidad 1 Examen 12 V se refiere a 13 Qu se puede medir para determinar el estado de un sensor PWM usando un mult metro digital 14 Defina los tres tipos b sicos de se ales de entrada al ECM Tipo interruptor Tipo anal gico Tipo digital 15
35. cuentemente se llaman superior e inferior o de arriba y abajo para referirse a la gama de operaci n para la cual fueron dise ados Aunque los sensores tienen una ptima gama de operaci n en caso de falla el ECM usar la se al del sensor que quede como apoyo Estos sensores se pueden diagnosticar en forma similar a los sensores de velocidad magn ticos mencionados antes Unidad 1 Lecci n 1 1 1 18 Sistemas Electr nicos de la M quina Fig 1 1 22 Sensores digitales En los sensores digitales de los sistemas electr nicos Caterpillar se utiliza un m todo llamado Modulaci n de Duraci n de Impulsos PWM para proveer la entrada electr nica variable necesaria en algunos controles Los requerimientos de cada aplicaci n determinar n la selecci n de cada dispositivo Los sensores digitales se usan para medir una variedad de aplicaciones tales como la posici n la velocidad la fuerza la presi n etc Para el estudio de los sensores PWM digitales usaremos un dispositivo sensor de temperatura PWM Todos los sensores PWM realizan la misma funci n b sica Tenga en cuenta el tama o f sico de un sensor PWM digital Es importante que el estudiante pueda identificar los diferentes tipos de sensores electr nicos En la mayor a de los casos un sensor digital es m s grande que un sensor anal gico ya que el sensor digital contiene los componentes electr nicos dentro de la caja del sensor Si es posible se puede verificar
36. de Equipo de Capacitaci n de Sistemas El ctricos 18002 con submontajes Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Indicaciones Arme el circuito como se muestra en la figura Conecte el circuito usando un fusible de 5 V Realice las siguientes tareas y responda las preguntas Paso No 1 Conecte el equipo de capacitaci n a un recept culo de 115 V CA Paso No 2 Conecte el circuito a una fuente de voltaje de 5 voltios Paso No 3 Mida el voltaje de TP1 TP3 con el sensor en las siguientes condiciones y registre los resultados NOTA Algunas veces puede simularse que hay fluido si pone la mano alrededor del probador mientras el pulgar est en contacto con la base roscada del sensor De otro modo se necesitar proveer lo necesario para sumergir la punta del sensor en agua hasta la base roscada Cu l es el voltaje en TP1 cuando hay fluido Cu l es el voltaje en TP1 sin fluido Paso No 4 Desconecte el cable de se al del sensor entre TP1 y TP2 Mida el voltaje de TP1 TP3 y de TP2 TP3 en las siguientes condiciones y registre los resultados Cu l es el voltaje en TP1 cuando hay fluido Cu l es el voltaje en TP1 sin fluido Cu l es el voltaje en TP2 cuando hay fluido __ _ _ Cu l es el voltaje en TP2 sin fluido Unidad 1 2 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 2 Paso No 5 Vuelva a conectar el cab
37. e 1 4 o y or ATL s i E k i de e e PE f J gt G E TA ds p gt gt yA Md t Lat F por n o n rS Fi i b 2 o e i i es n o Tar A ia i Dem Fig 1 1 27 Sensor anal gico a digital Un sensor anal gico a digital es un dispositivo que incorpora sistemas electr nicos anal gico y digital El uso de un sensor anal gico a digital depende del ECM espec fico que est procesando la informaci n La figura 1 1 27 muestra un sensor de presi n anal gico a digital t pico La presi n se mide usando la secci n anal gica La se al se env a a un convertidor donde es procesada y convertida en salida digital PWM y se env a al ECM daras SECCI N ANAL GICA CONVERTIDOR DIGITAL ye ALECTR NICO SE AL V gt TIERRA PANTALLA RECT NGULO GR FICA GR FICO ISO Fig 1 1 28 Componentes del sensor anal gico a digital La figura 1 1 28 muestra dos secciones de un sensor t pico A D La secci n anal gica mide el par metro presi n y env a una se al a la secci n digital convertidor La salida de la secci n digital es una se al PWM que se env a al ECM El rect ngulo gr fico ISO no identifica si el sensor no se est usando como dispositivo anal gico a digital La informaci n del rect ngulo gr fico ISO hace referencia a la salida del sensor En este ejemplo la salida es una se al PWM digital El s mbolo de visuali
38. e salida como solenoides luces indicadoras alarmas etc Los t cnicos necesitan comprensi n de los diferentes tipos de dispositivos de entrada y salida adem s de poder realizar los procesos de localizaci n y soluci n de problemas de diagn sticos necesarios relacionados con las capacidades de diagn stico internas de cada sistema de control electr nico Objetivos Despu s de completar esta lecci n el estudiante podr 1 Dados los diagramas el ctricos de las m quinas 950G 962G 992G y 657E identificar los componentes de entrada los componentes de salida y los M dulos de Control Electr nico ECM durante un ejercicio de pr ctica de taller 2 Explicar la funci n y la operaci n del interruptor de dos estados del rel del sensor anal gico del sensor digital del sensor magn tico de velocidad y del sensor de velocidad de efecto Hall 3 Dados una m quina y los Manuales de Servicio correspondientes probar y diagnosticar los diferentes tipos de componentes electr nicos estudiados en este m dulo Unidad 1 Lecci n 1 1 1 2 Sistemas Electr nicos de la M quina SISTEMA MONITOR ENLACE DE DATOS DE VISUALIZACI N ECM DE LA TRANSMISI N DE LA TRAILLA ECM DE LA TRANSMISI N DEL TRACTOR ENLACE DE DATOS CAT M DULO DE VISUALIZACI N sopas sel DE LA TRA LLA ECM DEL IMPLEMENTO L I L A CONECTOR DEL PUERTO DE SERVICIO CABINA CONECTOR DEL P
39. el Instructor Pr ctica de Taller 1 1 6 Ejercicios de pr ctica de taller Objetivos Dadas las publicaciones de servicio apropiadas y la hoja de trabajo de la pr ctica el estudiante localizar e identificar los componentes indicados del diagrama el ctrico de la m quina y registrar la informaci n en la hoja de trabajo dada NOTA DEL INSTRUCTOR El instructor necesita completar la pr ctica para llevar a cabo la presentaci n en clase Esta pr ctica se propone reforzar la capacidad de los estudiantes para identificar el tipo y operaci n esperados de los diferentes componentes vistos en clase Indicaciones Usando los diagramas el ctricos RENR2140 SENR3627 y SENR 1343 identifique los siguientes componentes electr nicos Haga una lista del tipo de componentes de interruptor anal gico digital otro indique si es una entrada salida o ECM el n mero de la pieza y las coordenadas en el diagrama de cada componente Componente Tipo Entr Sal ECM No Pieza Coord RENR2140 1 Sensor de velocidad del motor 2 Control del Sistema Monitor Caterpillar 3 Interruptor de posici n del cuchar n 4 Interruptor de temperatura del enfriador de aceite del eje 5 ECM del Tren de Fuerza SENR3627 6 Emisor de temp del conv de par tra lla 7 Solen de cambio a marcha ascend tractor 8 Medidor de temp conv de par tra lla SENR 1343 9 M dulo No 2 de la interfaz VIMS 10 Sensor de presi n atmosf rica 11 Senso
40. el carrete de la v lvula contra el resorte El carrete de la v lvula bloquea el conducto entre el embrague de traba y el drenaje y abre el conducto entre el embrague de traba y la bomba El aceite de la bomba fluye y pasa el carrete de la v lvula al embrague de traba Cuando se desactiva el solenoide del embrague de traba se anula la fuerza que manten a el conjunto del pasador contra la bola El aceite de la bomba fluye a trav s del orificio y la bola y pasa al drenaje El resorte mueve hacia la izquierda el carrete de la v lvula El carrete de la v lvula abre el conducto entre el embrague de traba y el drenaje y bloquea el conducto entre el embrague de traba y la bomba El flujo de la bomba al embrague de traba se bloquea El aceite del embrague de traba fluye y pasa el carrete de la v lvula al drenaje En este tipo de v lvula un aumento de la corriente resulta en aumento de flujo al embrague lo que produce un aumento de presi n Las v lvulas solenoides similares a sta se usan en las transmisiones de algunas m quinas Caterpillar para conectar y desconectar los embragues suavemente Los solenoides tambi n se usan para controlar el aire en algunas m quinas y para accionar los inyectores de los motores controlados electr nicamente La teor a b sica de los solenoides es la misma Se usa un campo magn tico inducido para producir trabajo mec nico Unidad 1 1 1 29 Sistemas Electr nicos de la M quina Lecci n 1 BATER
41. ente disminuye a medida que la temperatura aumenta En los emisores con un solo terminal se usa la base de montaje para que la tierra de la m quina complete el circuito de se al Por esto es importante tener un buen contacto el ctrico entre la base del emisor y el metal al cual se montan El uso de cinta de tefl n para sellar puede interferir con la conductividad el ctrica del contacto La mayor a de los emisores usan una arandela no conductiva que evita que el cable conectado al terminal central entre en corto con la caja del emisor NOTA DEL INSTRUCTOR En este punto realice las pr cticas de taller 1 1 1 a 1 1 3 Unidad 1 Lecci n 1 1 1 10 Sistemas Electr nicos de la M quina DE FRECUENCIA MODULACI N DE DURACI N DE IMPULSO PWM DIGITAL ANAL GICO ANAL GICO A DIGITAL Fig 1 1 12 Entradas tipo sensor Los sensores se usan para medir par metros f sicos tales como velocidad temperatura presi n y posici n Un sensor electr nico convierte un par metro f sico en una se al electr nica La se al electr nica es proporcional al par metro f sico En los sistemas electr nicos Caterpillar los sensores se usan para controlar los sistemas de la m quina que cambian constantemente La se al electr nica representa la medici n del par metro La se al se modula en uno de tres modos La modulaci n de frecuencia muestra el par metro como nivel de frecuencia La Modulaci n de Duraci n de Impulsos digit
42. es un sistema t pico en el que se usa este tipo de emisor La resistencia de salida se mide en el ECM o en el procesador del sistema monitor y el valor corresponde a la profundidad de combustible del tanque El ECM o el procesador del sistema monitor calcula la resistencia y el sistema monitor muestra la salida del medidor El emisor de O a 240 ohmios puede programarse para operar en un medidor en un indicador de alerta o tanto en un medidor y en un indicador de alerta Emisores de 70 a 800 ohmios Miden un valor de resistencia del sistema espec fico que corresponde a una condici n del sistema Un sistema t pico en que se usa este tipo de emisor es una temperatura o sistema similar con los mismos par metros de operaci n La resistencia de salida se mide en el ECM o en el procesador del sistema monitor y el valor corresponde a la temperatura del fluido aceite refrigerante que se est midiendo El ECM o el procesador del sistema monitor calcula la resistencia y el sistema monitor muestra la salida en un medidor un indicador de alerta o en un medidor e indicador de alerta Estos emisores tambi n se usan en sistema monitores antiguos y como dispositivos de entrada directa a los medidores Unidad 1 Lecci n 1 1 1 8 Sistemas Electr nicos de la M quina Fig 1 1 10 Emisor de nivel de combustible En la figura 1 1 10 se muestra un emisor de O a 240 ohmios usado para medir el nivel de combustible El emisor flecha est en la
43. estra un interruptor de presi n de aceite del motor flecha ubicado en el lado derecho del motor Los contactos del interruptor de presi n est n normalmente abiertos cuando el motor no est en funcionamiento Cuando el motor est en funcionamiento y la presi n de aceite est dentro de la gama deseada determinada por ingenier a los contactos se cierran y el circuito completo va a tierra Si la presi n de aceite del motor disminuye hasta el nivel en que los contactos se abren el interruptor enviar una se al al ECM Los interruptores usados en los sistemas de control electr nico est n cerrados en operaci n normal En caso de un cable roto la entrada del interruptor se mostrar como un circuito abierto y tambi n enviar una se al al ECM Fig 1 1 5 Interruptor de nivel del refrigerante del motor La figura 1 1 5 muestra un interruptor electr nico usado algunas veces para registrar el nivel de refrigerante del motor Su dise o y operaci n difieren de otros tipos de interruptores de nivel Este tipo de interruptor requiere para su operaci n una entrada de 8 V CC Durante la operaci n normal el nivel de fluido refrigerante est alrededor del manguito pl stico del interruptor El interruptor internamente proporciona un circuito de se al a tierra al ECM Es importante para la operaci n de este tipo de interruptor que el manguito de pl stico de la sonda est intacto Si el manguito de pl stico se maltrata ha
44. ircuito como se muestra en la figura Conecte el circuito usando un fusible de 5 V Realice las siguientes tareas y responda las preguntas Paso No 1 Paso No 2 Conecte el equipo de capacitaci n a un recept culo de 115 V CA Conecte el circuito a una fuente de energ a de 5 voltios Paso No 3 Mida la ca da de voltaje del interruptor Cu l es la ca da de voltaje del interruptor cuando est abierto Cu l es la ca da de voltaje del interruptor cuando est cerrado Responda las siguientes preguntas 1 Qu se al recibe la entrada de control TP3 cuando el interruptor est abierto 2 En d nde se presenta la ca da de voltaje cuando el interruptor est abierto 3 Cu l voltaje de entrada se debe medir en TP3 si se desconecta el interruptor 4 Cu l voltaje de entrada se debe medir en TP3 si hay un corto a tierra en el interruptor TP 1 Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Pr ctica de Taller 1 1 2 Ejercicios de pr ctica de taller 5 Volts 12V CABLE ROJO AL CIRCUITO DE SE AL DISPOSITIVO DE ENTRADA SENSOR DE NIVEL DE FLUIDO Objetivo El prop sito de esta pr ctica es reforzar la comprensi n acerca del voltaje de referencia usado en las se ales de entrada de los controles electr nicos con nfasis en las se ales de entrada de interruptor Herramientas Modelo de Equipo de Capacitaci n de Sistemas El ctricos
45. l de 8 voltios El 8 se usa como ejemplo Algunos controles proveen otros niveles de voltaje V voltaje de suministro al sensor de una fuente diferente de las bater as de la m quina El t cnico necesita seguir la fuente de suministro del sensor al control electr nico para determinar el voltaje de suministro del sensor El uso del t rmino tierra GND dentro de la representaci n gr fica del sensores es importante para el t cnico Los sensores digitales generalmente est n a tierra en el bastidor de la m quina especialmente en una sitio cercano al sensor ste tambi n es un modo de identificar qu tipo de sensor se usa Algunos sensores digitales est n a tierra en el retorno digital del ECM al cual est n conectados El t rmino se al signal identifica el cable de salida del sensor El cable de se al suministra la informaci n del par metro al m dulo de control electr nico para su proceso Unidad 1 1 1 20 Sistemas Electr nicos de la M quina Lecci n 1 CONTROL ELECTR NICO OSCILADOR CICLO DE TRABAJO SE AL IMn ps TIERRA d AMPLIFICADOR Fig 1 1 24 Diagrama del sensor de temperatura digital TERMISTOR La figura 1 1 24 muestra los componentes internos de un sensor de temperatura digital Los componentes principales son e Un sensor regulado que suministra voltaje de entrada desde un control electr nico e Un oscilador que provee la frecuencia portadora de se al En
46. las siguientes tareas y responda las preguntas Paso No 1 Conecte el equipo de capacitaci n a un recept culo de 115 V CA Paso No 2 Conecte el circuito a una fuente de energ a de 5 voltios Paso No 3 Mida la ca da de voltaje del interruptor Cu l es la ca da de voltaje del interruptor cuando est abierto Cu l es la ca da de voltaje del interruptor cuando est cerrado Responda las siguientes preguntas 1 Qu se al recibe la entrada de control TP3 cuando el interruptor est abierto 2 En d nde se presenta la ca da de voltaje cuando el interruptor est abierto 3 Cu l voltaje de entrada se debe medir en TP3 si se desconecta el interruptor 4 Cu l voltaje de entrada se debe medir en TP3 si hay un corto a tierra en el interruptor TP 1 Unidad 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 1 Ejercicios de pr ctica de taller 5 Voltios Voltaje de referencia 1K Ohmio SE AL DE ENTRADA TP3 DISPOSITIVO DE ENTRADA Objetivo Esta pr ctica se dise para reforzar la comprensi n acerca del voltaje de referencia usado en las se ales de entrada de los controles electr nicos con nfasis en las se ales de entrada de interruptor Herramientas Modelo de Equipo de Capacitaci n en Sistemas El ctricos 18002 con submontajes Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Indicaciones Arme el c
47. le de se al y desconecte el sensor de 5 voltios Mida el voltaje de TP1 TP3 en las siguientes condiciones y registre los resultados Cu l es el voltaje en TP1 con fluido Cu l es el voltaje en TP2 sin fluido Paso No 6 Vuelva a conectar el sensor de 5 voltios y desconecte el cable a tierra del sensor entre TP3 y TP4 Realice las siguientes mediciones y registre los resultados Cu l es el voltaje en TP1 con fluido Cu l es el voltaje en TP1 sin fluido Responda las siguientes preguntas 1 Qu se al recibe la entrada del control TP1 cuando no hay fluido y el sensor funciona correctamente 2 Qu se al de entrada es la deseable Para las siguientes preguntas suponga que el sensor de nivel de fluido est instalado en el sistema de enfriamiento del motor 3 Qu se al esperar a si el nivel de refrigerante fuera correcto e insertara una sonda en la tuber a de se al en la conexi n del sensor con el interruptor de llave de contacto en la posici n CONECTADA 4 Un cliente se queja de que el sistema monitor de la m quina peri dicamente muestra advertencias de bajo nivel de refrigerante Cada vez que se revisa el tanque de refrigerante el nivel est bien Cuando el t cnico verifica la falla se encuentra bien pero el operador se queja de que hab a una advertencia de bajo nivel de refrigerante cuando apag la m quina Se toman las siguientes mediciones en la conexi n del sensor usa
48. n valor de del sistema espec fico que corresponde a una condici n especifica del sistema A voltaje B resistencia C frecuencia D corriente Los se usan para aumentar las capacidades de transporte de corriente de un interruptor mec nico o digital rel s Solenoides sensores emisores J A wp Mencione los cuatro tipos de componentes de salida Rel s Solenoides Alarmas Indicadores de alerta Unidad 1 3 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Unidad 1 Examen 12 V se refiere a V generalmente se refiere a un suministro de sensor proporcionado por el ECM que es un nivel de voltaje diferente al de la bater a de la m quina 13 Qu se puede medir para determinar el estado de un sensor PWM usando un mult metro digital Voltaje CC Frecuencia Ciclo de trabajo 14 Defina los tres tipos b sicos de se ales de entrada al ECM Tipo interruptor Mide el estado de un interruptor abierto o a tierra Tipo anal gico Mide la amplitud de una se al normalmente 0 5 voltios Tipo digital Mide la frecuencia velocidad o la duraci n de impulso de una se al peri dica 15 Qu m todos se usan para programar los ECM Los primeros ECM ten an m dulos de personalidad que deb an reemplazarse En los ECM posteriores se usan un m todo de programaci n Flash Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Unidad 1 Examen
49. ndo las sondas de prueba con el interruptor de llave de contacto en la posici n CONECTADA y el sensor conectado al mazo de cables de la m quina Clavija A Clavija B Clavija C Clavija B Clavija A al bastidor de la m quina Clavija C al bastidor de la m quina Cu l es la siguiente medici n de voltaje que se debe hacer Explique su respuesta y el problema posible Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Pr ctica de Taller 1 1 3 Ejercicio de pr ctica de taller Objetivos Dados un equipo de capacitaci n un mult metro digital un par de cables de prueba y una fuente de calor mida la resistencia del emisor de temperatura a diferentes temperaturas El prop sito de esta pr ctica es entender mejor la relaci n entre el cambio de la temperatura y el cambio de la resistencia de los emisores de temperatura usados en los Sistemas Electr nicos Caterpillar Herramientas Modelo de Equipo de Capacitaci n en Sistemas El ctricos 18002 con submontajes Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Fuente de calor pistola de calentamiento soldador u otro Indicaciones Usando el submontaje con el emisor de temperatura realice las siguientes mediciones Registre los valores y responda las preguntas NOTA Caliente con precauci n s lo el emisor de temperatura y cuide de no derretir el tablero de submontaje al aplicar el calor sobre ste o recalentar el emisor
50. nformaci n de diagn stico que un sensor anal gico est fallando puede verificar r pidamente si el sensor o la conexi n del mazo de cables del sensor est n fallando Usando un mult metro digital un grupo de sondas 7X1710 y el m dulo apropiado del Manual de Servicio puede medirse el voltaje de salida CC en el cable de se al y compararse con la especificaci n del manual Si no hay se al presente ser necesario determinar si el voltaje de suministro est presente y verificar el circuito a tierra Si ambas mediciones est n fuera de las especificaciones el sensor debe reemplazarse Si una de las mediciones no est dentro de las especificaciones ser necesario continuar el an lisis de la localizaci n y soluci n de problemas Las siguientes mediciones son t picas en un sensor de temperatura anal gico con el sensor conectado al control y el interruptor de llave de contacto en posici n CONECTADA e Clavija A a clavija B Entrada regulada de 5 V CC desde el control e Clavija C a clavija B 1 99 4 46 V CC del sensor e El voltaje de se al de la clavija C ser diferente en cada tipo de sensor que se est usando La salida es proporcional al par metro medido temperatura presi n etc Los t cnicos deben consultar el M dulo de Servicio correspondiente para las especificaciones de cada sensor Unidad 1 Lecci n 1 1 1 24 Sistemas Electr nicos de la M quina D3 4 o MES a Ie 41 y A La 2
51. nsor de velocidad montado en banco equivalente con el motor y los engranajes Diagrama el ctrico de la m quina Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Escop metro Fluke 123 optativo Indicaciones Ubique el sensor de velocidad en la m quina Es preferible el sensor de velocidad del motor ya que puede generarse la se al sin mover la m quina Si hay disponible una se al de velocidad de entrada de la transmisi n puede usarse Los estudiantes deben consultar el diagrama el ctrico Paso No 1 Inserte el cable de prueba del medidor de paleta en la conexi n del detector de velocidad magn tico Aseg rese de hacer la conexi n en el conector del sensor de velocidad y no en el del mazo de cables de la m quina Paso No 2 Con la m quina en funcionamiento y en condici n que produzca una se al de velocidad realice las siguientes pruebas con el sensor de velocidad conectado al mazo de cables de la m quina y registre los resultados Mida el voltaje CA de la se al de salida del sensor de velocidad a velocidad baja en vac o Mida el voltaje CA de la se al de salida del sensor de velocidad a velocidad alta en vac o Mida la frecuencia de la salida del sensor de velocidad a velocidad baja en vac o Mida la frecuencia de salida del sensor de velocidad a velocidad alta en vac o Paso No 3 Con el motor apagado desconecte el sensor de velocidad del mazo de cables de la m quina Paso No 4
52. ntaje de TP1 T P3 con el sensor de posici n como se muestra en las siguientes figuras Voltaje CC Frecuencia Ciclo de trabajo Unidad 1 2 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 4 Paso No 4 Desconecte el cable de la se al del sensor entre TP1 TP2 Realice las siguientes mediciones de TP1 TP3 y TP2 TP3 y registre los resultados TP1 TP3 TP2 TP3 TP1 TP3 TP2 TP3 TP1 TP3ITP2 TP3 Voltios CC Frecuencia Ciclo de trabajo Paso No 5 Vuelva a conectar el cable de se al de TP1 TP2 Desconecte el cable a tierra de TP3 TP4 Realice las siguientes mediciones de TP1 TP3 y TP1 TP4 y registre los resultados O O TP1 TP3I TP1 TP4 TP1 TP3 TP1 TP4 TP1 TP3ITP1 TP4 Voltios CC Frecuencia Ciclo de trabajo Paso No 6 Vuelva a conectar el cable a tierra del circuito de TP3 TP4 Desconecte el cable de energ a del sensor de 12 voltios Realice las siguientes mediciones de TP1 TP3 y registre los resultados Ss a Voltios CC Frecuencia Ciclo de trabajo Unidad 1 3 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 4 Responda las siguientes preguntas Las preguntas 1 a se refieren al paso No 3 de esta pr ctica 1 Cu l fue el voltaje CC m s bajo registrado 2 Cu l fue el porcentaje de ciclo de trabajo m s bajo registrado 3 Cu l fue el volt
53. ntran alg n problema con el sensor PWM por no tener la capacidad de medir el ciclo de trabajo es posible obtener una aproximaci n del porcentaje del ciclo de trabajo y determinar si el sensor funciona bien Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 4 Ejercicio de pr ctica de taller PARTE INTERNA DEL CONTROL 5 Voltios 12V CABLE ROJO TP1 TP20 AL CIRCUITO DE SE AL DISPOSITIVO DE ENTRADA CABLE BLANCO CABLE NEGRO TP 3 SENSOR PWM DE POSICI N Objetivos El prop sito de esta pr ctica es reforzar la comprensi n acerca de las se ales de Modulaci n de Duraci n de Impulsos PWM usadas por los controles electr nicos en las se ales de entrada Esta pr ctica tambi n ayuda a entender el significado del voltaje de referencia Herramientas Modelo de Equipo de Capacitaci n de Sistemas El ctricos 18002 con submontajes Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Escop metro Fluke 123 optativo Indicaciones Arme el circuito que se muestra en la figura Conecte los circuitos usando fusibles de 5V y 12V Realice los siguientes pasos y responda las preguntas Paso No 1 Conecte el equipo de capacitaci n a un recept culo de 115 VCA Paso No 2 Conecte el circuito a la fuente de alimentaci n de 12 voltios y 5 voltios Paso No 3 Mida el voltaje CC la frecuencia y el ciclo de trabajo en porce
54. o La figura 1 1 7 muestra un diagrama de bloques de un interruptor conectado a un cable del dispositivo de entrada Cuando el interruptor est en la posici n abierta la resistencia del cable de entrada del interruptor a tierra es infinita El circuito b sico se asemeja a un divisor de voltaje La resistencia a trav s del interruptor es tan grande que el voltaje de referencia de 5 voltios puede medirse a trav s del interruptor Unidad 1 Lecci n 1 1 1 6 Sistemas Electr nicos de la M quina Como el circuito sensor de se al dentro del ECM est en paralelo con el interruptor tambi n detecta los 5V El ECM puede determinar que el interruptor o el cable de entrada del interruptor se encuentran en posici n abierta AL DISPOSITIVO DE ENTRADA CIRCUITO SENSOR DE SE AL Fig 1 1 8 Entrada del interruptor interruptor cerrado La figura 1 1 8 muestra el mismo circuito con el interruptor en la posici n cerrada Cuando el interruptor est en la posici n cerrada la resistencia del cable de se al a tierra es muy baja cerca de cero ohmios El circuito b sico divisor de voltaje ahora cambi de valor La resistencia del resistor en el control es significativamente mayor que la resistencia del interruptor cerrado La resistencia a trav s del resistor es tan grande que el voltaje de referencia de 5 V se puede medir a trav s del resistor La ca da de voltaje a trav s del interruptor cerrado pr cticamente es 0 V
55. o profundo Los procedimientos de localizaci n y soluci n de problemas del sensor ultras nico son los mismos usados para el PWM El sensor ultras nico no puede probarse fuera de la m quina y debe instalarse en un tanque de combustible para poder probarse Unidad 1 Lecci n 1 1 1 26 Sistemas Electr nicos de la M quina Solenoides Rel s L mparas Indicadores Alarmas Visualizadores digitales Fig 1 1 30 Componentes de salida Los dispositivos de salida se usan para notificarle al operador el estado de los sistemas de la m quina En los productos Caterpillar se usan numerosos dispositivos de salida como solenoides rel s l mparas e indicadores Muchos sistemas de control electr nico Caterpillar accionan solenoides para realizar una funci n de control Algunos ejemplos son cambios de velocidad levantar un implemento inyecci n de combustible etc Los solenoides son dispositivos electr nicos que funcionan seg n el principio de que cuando una corriente el ctrica pasa a trav s de una bobina conductora se produce un campo magn tico El campo magn tico puede usarse para realizar un trabajo El uso del solenoide est determinado por la tarea que deba realizar La figura 1 1 31 muestra algunas v lvulas solenoides usadas para los cambios de velocidad de la transmisi n Cuando se activa un solenoide la bobina crea un campo magn tico que mueve un carrete interno Cuando se mueve el carrete deja derivar
56. oide del embrague impulsor el resorte mueve el conjunto del pasador contra la bola La bola bloquea el flujo de la bomba a trav s del orificio al drenaje La presi n de aceite aumenta en el extremo izquierdo del carrete de la v lvula y lo mueve a la derecha contra el resorte El carrete de la v lvula bloquea el conducto entre el embrague impulsor y el drenaje y abre el conducto entre el embrague impulsor y la bomba El aceite de la bomba fluye y pasa el carrete de la v lvula al embrague impulsor En este tipo de v lvula un aumento de la corriente resulta en una disminuci n del flujo al embrague y por lo tanto de la presi n Unidad 1 Lecci n 1 1 1 28 Sistemas Electr nicos de la M quina ORIFICIO DE PRUEBA CARRETE DE LAV LVULA RESORTE SOLENOIDE DE EMBRAGUE DE TRABA ACTIVADO SOLENOIDE PASADOR DE LA AL EMBRAGUE DE TRABA ORIFICIO DE PRUEBA CARRETE DE LAV LVULA RESORTE SOLENOIDE DE EMBRAGUE DE TRABA DESACTIVADO SOLENOIDE PASADOR DE LA BOMBA AL EMBRAGUE DE TRABA Fig 1 1 33 V lvula solenoide de embrague de traba La figura 1 1 33 muestra un corte de un solenoide de embrague de traba Cuando se activa el solenoide de embrague de traba el solenoide mueve el conjunto del pasador contra la bola La bola bloquea el flujo de aceite de la bomba a trav s del orificio al drenaje La presi n de aceite aumenta en el extremo izquierdo del carrete de la v lvula y mueve hacia la derecha
57. os cambios de velocidad de los dientes del engranaje en movimiento cuando pasa por la punta del sensor de velocidad 3 En el paso No 5 cambia significativamente el nivel de voltaje de la salida del sensor de velocidad de velocidad baja en vac o a velocidad alta en vac o Explique El nivel de voltaje debe aumentar por el incremento de velocidad de los dientes del engranaje cuando pasan por la punta del sensor de velocidad ya que el circuito de entrada del ECM podr a no limitar este cambio 4 En el paso No 5 las mediciones de frecuencia registradas difieren de las registradas en el paso No 27 Explique Las mediciones de frecuencia deben haber sido las mismas en ambos pasos Las caracter sticas de entrada del ECM no deben limitar el cambio de frecuencia de la se al de salida del sensor de velocidad La frecuencia aumenta a medida que lo hacen las rpm del engranaje verificado Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 5 Ejercicio de pr ctica de taller agrio CS Objetivos Dados una m quina con un sensor de frecuencia de detecci n magn tica un mult metro digital 9U7330 y un diagrama el ctrico realice las siguientes pruebas y responda las preguntas El prop sito de est pr ctica es dar a los estudiantes la oportunidad de probar un sensor de frecuencia de detecci n magn tica Herramientas M quina con sensor de frecuencia de detecci n magn tica o se
58. parte superior del tanque de combustible y mide la profundidad del combustible del tanque Hay dos tipos de emisores de nivel disponibles Uno tiene una gama de resistencia interna de entre O y 90 ohmios y el otro una gama de resistencia de entre 33 y 240 ohmios La profundidad de combustible del tanque determina la posici n que el flotador se desplaza arriba o abajo del v stago en espiral girando el v stago a medida que se mueve El emisor est unido a la parte superior del conjunto y acoplado magn ticamente al v stago giratorio La resistencia de salida del emisor cambia a medida que el v stago gira y es medido por el ECM o mostrado en el medidor de combustible S1 ocurre una falla en el circuito del emisor de nivel de combustible la causa probable es El emisor Circuito a tierra abierto Se al en corto a Bater a Cable de se al abierto NOTA El emisor resistivo puede tener servicio en forma separada del conjunto de nivel de combustible Unidad 1 Lecci n 1 1 1 9 Sistemas Electr nicos de la M quina Fig 1 1 11 Emisor de temperatura de fluido La figura 1 1 11 muestra los emisores resistivos usados para detectar las temperaturas de fluido La resistencia del emisor se halla t picamente en la gama de 70 a 800 ohmios La salida de la resistencia var a con la temperatura del fluido y la se al se env a al ECM El ECM env a una se al al sistema monitor para alertar al operador La resistencia generalm
59. pm sobre una gama amplia de temperatura de operaci n La figura muestra algunos de los componentes principales del sensor de efecto Hall La se al de un sensor de velocidad de efecto Hall sigue directamente los puntos altos y bajos del engranaje que est midiendo La se al ser alta generalmente 10V cuando el diente est en frente del detector o baja 0 V cuando un diente no est en frente del detector S1 hay un patr n en el engranaje la se al del detector representar el patr n Algunas veces el engranaje de velocidad tendr el patr n y el ECM podr determinar la velocidad y el sentido de marcha del engranaje Los dispositivos de efecto Hall est n dise ados para mejores resultados en un espacio de aire cero Cuando se instala un sensor de velocidad de efecto Hall la cabeza deslizante se extiende completamente y el sensor se gira hacia adentro de modo que la cabeza deslizante hace contacto con la parte superior del diente del engranaje La cabeza deslizante se mueve dentro del sensor a medida que se aprieta y ajusta el espacio libre Unidad 1 1 1 14 Sistemas Electr nicos de la M quina Lecci n 1 Cas Fig 1 1 16 Sensor de velocidad de salida de la transmisi n El sensor de velocidad de salida de la transmisi n es t picamente un dispositivo de efecto Hall La se al de salida de onda cuadrada est normalmente en la clavija C del conector Este sensor generalmente requiere 10V en la clavija A pa
60. proporciona el voltaje de referencia para A Asegurar que el sensor est con corriente B Proporcionar una entrada de se al conocida al ECM C Enviar una se al al sistema monitor D Asegurarse de que el sensor tiene conexi n a tierra 5 En el siguiente circuito el voltaje medido en el punto A ser A 0 voltios B 10 voltios C 5 voltios D 1 kiloohmio 5 Voltios INTERNO DE CONTROL 1K ohmio AL DISPOSITIVO DE ENTRADA AL CIRCUITO DE SENAL Unidad 1 2 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Unidad 1 Examen 6 10 11 Un sensor de modulaci n de duraci n de impulsos cambia el la de la se al para relacionar el par metro que cambia con un control A voltaje B frecuencia C ciclo de trabajo D referencia a tierra La clavija con c digo del mazo de cables de un sensor ultras nico de nivel de combustible sirve para A enviar una se al al control de que la m quina est activada B enviar una se al al sensor de nivel de combustible de la hora C enviar una se al al sensor de nivel de combustible de la profundidad del tanque de combustible D enviar una se al al sensor de nivel de combustible de que se est usando en condiciones de tiempo fr o Los interruptores de sistema de control electr nico proporcionan al ECM A una entrada abierta B una entrada cerrada C una se al de modulaci n de impulsos D AyB Las entradas tipo emisor miden u
61. r de temp de escape del turbo izquierdo 12 Solenoide No 3 de la culata Indicaciones Explique brevemente la operaci n principal de los siguientes componentes 13 Detector de velocidad magn tico del motor 14 Sensor de presi n de entrada del turbo del lado derecho de la 992G 15 Sensor de posici n giratorio del varillaje de levantamiento del 950G 16 Sensor de velocidad de salida del convertidor de par de la 992G Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Estudiante Pr ctica de Taller 1 1 6 Ejercicios de pr ctica de taller Objetivos Dadas las publicaciones de servicio apropiadas y la hoja de trabajo de la pr ctica el estudiante localizar e identificar los componentes indicados del diagrama el ctrico de la m quina y registrar la informaci n en la hoja de trabajo dada Indicaciones Usando los diagramas el ctricos RENR2140 SENR3627 y SENR 1343 identifique los siguientes componentes electr nicos Haga una lista del tipo de componentes de interruptor anal gico digital otro indique si es una entrada salida o ECM el n mero de la pieza y las coordenadas en el diagrama de cada componente Componente Tipo Entr Salida ECM No Pieza Coord RENR2140 1 Sensor de velocidad del motor 2 Control del Sistema Monitor Caterpillar 3 Interruptor de posici n del cuchar n 4 Interruptor de temperatura del enfriador de aceite del eje 5 ECM del Tren de Fuerza SENR3627 6 Emisor de
62. ra alimentar el circuito electr nico interna El ECM monitor de la se al env a el voltaje de 10 V y generalmente este voltaje se denomina suministro del sensor Localizar y solucionar las fallas de un sensor de efecto Hall es dif cil a causa del tipo de conector usado en los sistemas electr nicos Caterpillar En el sensor el conector es de tipo MS Especificaci n Militar y no permite el uso del grupo de sonda 7X1710 para probar din micamente el sensor En algunas m quinas el mazo de cables puede tener una conexi n cerca del sensor de velocidad en donde puede usarse el grupo de sonda Un procedimiento recomendado para revisar el sensor es usar los diagn sticos de la m quina y determinar si el control est recibiendo la se al correcta de entrada de velocidad Muchas veces para determinar si hay se al puede usarse el grupo de sonda en la conexi n de entrada de se al en el control Si no hay se al quite el sensor de la m quina y revise visualmente la punta de autoajuste en busca de da o Si no se puede determinar que el sensor se encuentra en buen estado debe reemplazarse Es importante cuando se instala el sensor que la cabeza deslizante del sensor est completamente extendida y en contacto con la parte superior o pico del diente del engranaje Si la cabeza no est completamente extendida el espacio libre puede no estar lo suficientemente cerca Si en la instalaci n la cabeza no hace contacto con el pico del diente
63. s El ctricos 18002 con submontajes Mult metro digital 9U7330 o equivalente Juego de cables del medidor Fuente de calor pistola de calentamiento soldador u otro Indicaciones Usando el submontaje con el emisor de temperatura realice las siguientes mediciones Registre los valores y responda las preguntas NOTA Caliente con precauci n s lo el emisor de temperatura y cuide de no derretir el tablero de submontaje al aplicar el calor sobre ste o recalentar el emisor Paso No 1 Use el mult metro y los cables para medir la resistencia de TP1 TP2 Cu l es la resistencia del emisor a la temperatura ambiente Paso No 2 Use la fuente de calor para calentar el emisor mientras mide la resistencia de TP1 TP2 Cuando el emisor se calienta la resistencia aumenta o disminuye Paso No 3 Quite la fuente de calor y contin e la medici n de la resistencia de TP1 TP2 Cuando el emisor se enfr a la resistencia aumenta o disminuye Responda las siguientes preguntas 1 Si el cuerpo del emisor tuviera una conexi n el ctrica defectuosa a tierra de la m quina la se al de temperatura ser a demasiado alta o demasiado baja 2 Si el cable de se al tuviera un corto a tierra de la m quina en el mazo de cables del veh culo la se al de temperatura ser a demasiado alta o demasiado baja Unidad 1 1 Sistemas Electr nicos de la M quina Copia del Instructor Pr ctica de Taller 1 1 4 Ejercicio
64. s de procesamiento central memoria circuitos de entrada de sensor y circuitos interruptores de salida Los m dulos de control se comunican con otros controles electr nicos mediante un enlace de datos bidireccional En la mayor a de los ECM usados en los sistemas de control electr nico Caterpillar usa los tres tipos de entradas estudiadas en esta lecci n stas son de interruptor que miden el estado de un interruptor abierto o a tierra anal gicos que miden la amplitud de una se al generalmente entre O y 5 voltios y digitales que miden una frecuencia velocidad o duraci n de impulso de una se al peri dica Ingenier a determina qu tipo de control usar y se basa en los tipos de entradas y salidas La mayor a de los controles se identifican mediante un t rmino llamado interruptor que determina las caracter sticas de salida como interruptor de corriente o de voltaje Unidad 1 Lecci n 1 1 1 32 Sistemas Electr nicos de la M quina Fig 1 1 39 ECM del motor La figura 1 1 39 muestra un ECM t pico usado en los motores electr nicos Las entradas asociadas con el ECM del motor son t picamente entradas moduladas anal gicas que operan en voltajes de corriente continua de 0 a 5 voltios El ECM mide las entradas de los diferentes sensores procesa las entradas y entonces provee una se al apropiada de salida para controlar las funciones espec ficas del motor Los ECM de los motores de modelos anteriores
65. sta el punto de exponer el v stago conductivo interno el interruptor no funcionar correctamente Unidad 1 Lecci n 1 1 1 5 Sistemas Electr nicos de la M quina Para diagnosticar localizar y solucionar efectivamente problemas de los interruptores y de las entradas de los interruptores es importante que el t cnico de servicio entienda los principios de operaci n de la entrada del interruptor en un sistema de control electr nico La figura 1 1 6 muestra un ejemplo t pico de una entrada tipo interruptor 5 Voltios Voltaje de referencia AL DISPOSITIVO DE ENTRADA CIRCUITO SENSOR DE SE AL Fig 1 1 6 Entrada tipo interruptor El ECM usa un voltaje regulado internamente llamado voltaje de referencia El valor del voltaje var a y puede ser de 5 voltios 8 voltios o 12 voltios Aun cuando el valor es diferente en algunos controles el proceso es el mismo El voltaje de referencia se conecta al cable de se al a trav s de un resistor t picamente de 2 kiloohmios El circuito sensor de se al en el control se conecta el ctricamente en paralelo con la resistencia del dispositivo de entrada El an lisis del circuito el ctrico b sico muestra que el circuito sensor de se al dentro del control detecta la ca da de voltaje a trav s del dispositivo de entrada 5 Voltios Voltaje de referencia AL DISPOSITIVO DE ENTRADA CIRCUITO SENSOR DE SE AL Fig 1 1 7 Entrada del interruptor interruptor abiert
66. velocidad memoriza el patr n nico patr n de dientes de los impulsos y compara ese patr n con un est ndar dise ado para determinar la posici n del cig e al y el sentido de giro Un sensor de sincronizaci n de velocidad es diferente a una se al de efecto Hall t pica debido a que el tiempo de aparici n exacta de la se al se programa en el ECM del motor para hacer que la se al se use en la funci n crucial de sincronizaci n Unidad 1 Lecci n 1 1 1 17 Sistemas Electr nicos de la M quina Fig 1 1 20 Sensores de sincronizaci n de velocidad La figura 1 1 20 muestra dos sensores de sincronizaci n de velocidad usados en algunos motores EUI m s recientes como los Motores 3406E y 3456 Caterpillar Los nuevos sensores son de detecci n magn tica y se usan siempre en pares Un sensor se dise a espec ficamente para un rendimiento ptimo a velocidades de motor bajas que ocurren durante el arranque y el per odo de calentamiento El otro sensor se dise a para un rendimiento ptimo en las velocidades de operaci n normal del motor El montaje de los sensores difiere uno del otro para evitar su intercambio E ES Fig 1 1 21 Sensores de sincronizaci n de velocidad instalados La figura 1 1 21 muestra los sensores de sincronizaci n de velocidad flechas del Motor 3456 EUI Caterpillar Los sensores se montan perpendiculares a la cara del engranaje de sincronizaci n de velocidad Los sensores fre
67. zaci n gr fica se usa para identificar el sistema verificado En este ejemplo el sistema es presi n de aire de los frenos Unidad 1 Lecci n 1 1 1 25 Sistemas Electr nicos de la M quina Localizaci n y soluci n de problemas de los sensores anal gico a digital El t cnico de servicio debe seguir los procedimientos de localizaci n y soluci n de problemas en este tipo de dispositivos usando los mismos procedimientos mencionados antes para los sensores digitales PWM La salida del sensor determina si debe hacerse servicio al componente Fig 1 1 29 Sensor ultras nico Algunas m quinas Caterpillar tienen un sensor ultras nico de nivel Este tipo de sensor se usa en los sistemas de combustible y reemplaza los tipos anteriores de sensores en que se utilizaban unidades de detecci n resistivas dentro del tanque de combustible El sensor ultras nico de nivel de combustible reacciona al nivel de combustible del tanque El sensor emite una se al ultras nica ascendente en un tubo gu a en el tanque La se al se refleja en un disco met lico de la parte inferior de un flotador montado en el sistema de combustible y la se al vuelve al sensor El sensor mide el tiempo que la se al tarda en salir del sensor reflejarse en el disco y volver al sensor El sensor tiene cuatro contactos El estado abierto o a tierra del contacto 3 del conector le indica al ECM si el sensor est instalado en un tanque profundo o en uno poc

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