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VEB+
Índice
VEB+
Este material de formación y capacitación
se trata de un CD de estudio de auto
instrucción sobre el VEB+, con proyecto y
función de los nuevos componentes,
además de otras diferencias con el VEB.
1 Presentación............................................... 1
2 Freno Motor ................................................ 2
3 VEB+ (Freno Motor Volvo) ........................ 4
4 Descripción VEB+....................................... 5
5 Condiciones accionamiento del VEB+........ 6
6 Accionamiento del VEB + ........................... 7
La capacitación práctica o entrenamiento
7 Motor (no el freno motor) .............................. 8
referente a procedimientos de servicio,
8 Freno motor, funcionamiento...................... 9
diagnósticos
herramientas
9 Freno motor, funcionamiento...................... 10
especiales se describe en el boletín de
10 Freno motor, funcionamiento...................... 11
servicio Volvo (Impact). Cerciórese siempre
11 Válvula VCB, funcionamiento ..................... 12
que va a utilizar la información más reciente
12 VEB+, descripción ...................................... 14
del Impact, puesto que normalmente hay
13 VEB+, fuerzas de frenado .......................... 16
modificaciones y actualizaciones.
14 VEB+, balancines de escape y del freno.... 17
y
uso
de
15 Pistones hidráulicos.................................... 19
16 VEB activado .............................................. 20
17 Funcionamiento de los balancines ............. 21
18 Frenado por compresión............................. 22
19 Frenado por compresión............................. 23
20 Frenado por compresión............................. 24
21 Resumen del VEB+ .................................... 25
Este material de formación y capacitación se trata de un CD de estudio de auto
instrucción sobre el VEB+, con proyecto y función de los nuevos componentes, además
de otras diferencias con relación al VEB.
La capacitación práctica referente a procedimientos de servicio, diagnósticos y uso de
herramientas especiales se describe en el boletín de servicio Volvo (Impact). Cerciórese
siempre que va a utilizar la información más reciente del Impact, pues normalmente
ocurren modificaciones y actualizaciones.
El motor Volvo está normalmente equipado con EPG (Exhaust Pressure Governor –
Regulador de Presión del Escape), una válvula accionada por aire comprimido, que
restringe el pasaje de los gases de escape a través del sistema de escape durante el
frenado del motor.
En el D16E, el EPG va suplementado con un tipo de freno motor conocido como
válvula mariposa del tubo de escape, que tiene la función de aumentar la contrapresión
sobre los pistones durante la marcha lenta, mientras el motor está frío, y lo hace
trabajar con más fuerza, hasta alcanzar y mantener la temperatura de trabajo
adecuada.
Durante el frenado del motor, la válvula se mantiene casi totalmente cerrada,
suministrando contrapresión al motor, y aumentando así la potencia de frenado.
El EPG va ubicado a la salida de escape del turbocompresor.
El VEB+ es un desarrollo avanzado y perfeccionado del VEB, abreviatura de Freno
Motor Volvo, en inglés.
El VEB+ no es más que el EPG en combinación con un dispositivo en el mecanismo de
la válvula llamado Volvo Compression Brake (Freno por Compresión Volvo).
El freno por compresión consiste de:
- Un eje de comando especial con cuatro levas para cada cilindro: leva de admisión, leva
del inyector, leva de escape y leva del freno.
- La cuarta leva (leva del freno) es nueva y se destina a la función VEB+. Tiene dos
resaltos bajos.
- Balancines proyectados especialmente para los balancines de escape y de freno. Los
balancines de escape tienen pistones accionados por el aceite del sistema de lubricación
del motor.
- Una válvula de control VCB, que controla la presión del aceite para los pistones de los
balancines.
- Una conexión eléctrica para la válvula hidráulica (VCB).
En el D13A Euro 3 y 4, y en el D16E, el VEB+ designa el freno motor disponible como
equipo extra.
En el D13A, el EPG es el freno motor estándar, mientras que el VEB y el VEB+ son
optativos.
El D16E Euro 4 sólo está disponible con EPG (estándar) o VEB+ (optativo).
En comparación con el VEB, el VEB+ aumenta la potencia de frenado sin acentuar las
cargas térmica y mecánica.
Los dos balancines del VEB+ ayudan a absorber las fuerzas más intensas aplicadas a la
válvula durante el accionamiento del freno.
En el D13A, el pasaje creciente de gases y las fuerzas más elevadas sobre las válvulas
aumentan la potencia de frenado en cerca de 30%, si se le compara con el D12 VEB. El
aumento de potencia de frenado equivalente en el D16E llega a un poco más del 10%.
Esta ilustración muestra una culata sin la tapa de los balancines, con destaque para el
mecanismo de balancines y válvulas de control de la presión del aceite lubricante en
el eje de los balancines.
El eje de comando de válvulas tiene cuatro levas para cada cilindro: leva de admisión,
leva del inyector, leva de escape y leva del freno.
Los componentes marcados son dos balancines para cada cilindro para apertura de las
válvulas de escape y la válvula eléctricamente accionada de control de la presión del
aceite lubricante del eje de balancines.
En la esquina superior derecha de la ilustración, los dos balancines de las válvulas de
escape también se muestran ampliados y son dos componentes con nuevas funciones
en el VEB+.
Es también nuevo el balancín de la válvula de admisión, más angosto que el de los
motores D9 y D12.
Vale también la pena destacar que todos los cojinetes del eje del comando de válvulas
han sido desplazados hacia atrás del motor, lo que da espacio para los balancines
dobles de las válvulas de escape.
Para que el VEB+ pueda funcionar, se deben atender las condiciones siguientes:
A. Llave del freno motor en la posición 2
B. Revoluciones del motor más allá de 900 rpm
C. Velocidad del camión más allá de 5 km/h
D. Pedal del embrague totalmente liberado
E. Temperatura del aceite del motor arriba de 55°C
F. Presión del turbocompresor debajo de 0,5 bar
G. Pedal con acelerador totalmente liberado
Al liberar el pedal del acelerador y si se atienden las condiciones especificadas en la
ilustración anterior, el freno motor es accionado.
La unidad de control del motor envía una señal a la válvula AVU (Air Valve Unit o
Unidad de la Válvula de Aire), que libera aire para el EPG, cuyo estrangulador se
cierra.
Mientras tanto, la electro válvula (solenoide) se abre, y deja que la válvula de control
envíe toda la presión de aceite para los balancines.
¡Atención! Si el sistema de frenado ABS está en operación, el freno motor se desconecta
automáticamente.
Esta ilustración muestra cómo funciona el motor en el modo motor (pie en el pedal o
botón del acelerador /palanca en la posición 0).
Es decir, el EPG está desconectado y la válvula de retención también se desconecta por
acción del pistón cónico. Con ello, el movimiento del balancín del freno no se transfiere a
las válvulas de escape y el aceite puede pasar por la válvula de retención en las dos
direcciones.
El movimiento del balancín (elevación en 12 mm, aproximadamente) se transfiere
para las válvulas de escape, porque el pistón de potencia alcanza la parte más baja
del balancín de escape, como en los actuales D12D con VEB.
Esta ilustración muestra cómo funciona el motor en modo de frenado (pie fuera del pedal
del acelerador).
El EPG cierra el colector de escape. Mientras tanto, la holgura de la válvula es eliminada
por la presión del aceite sobre el pistón hidráulico, y el cilindro del balancín acompaña el
resalto de la leva.
Cuando el pistón del motor se aproxima del punto muerto inferior y del comienzo del
tiempo de compresión, el cilindro del balancín pasa por el resalto de la leva que está
cargada. La válvula de escape se abre por un corto período de tiempo y la presión más
alta del colector de escape "carga" el cilindro. Es decir, en el tiempo de compresión sobre
el pistón, la potencia de frenado es considerablemente más elevada.
Al fin del tiempo de compresión, poco antes del punto muerto superior, la leva de
descompresión pasa por el cilindro del balancín.
Las válvulas de escape vuelven a abrirse por un corto período de tiempo y liberan la
presión (descompresión), lo que impide el reciclaje de la energía que resulta de la presión
de
descompresión
durante
el
movimiento
de
descenso
del
pistón.
Durante el accionamiento del freno motor, no hay inyección. Cuando las rotaciones del
motor disminuyen a menos de 900 rpm, el frenado por compresión se interrumpe, pero el
EPG continúa en 800 rpm. Y la inyección recomienza con la marcha lenta.
1. Anillo de retención
2. Manguito
3. Pistón deslizante
4. Resorte de equilibrio
5. Sede del resorte con porta esfera
6. Esfera de la válvula
7. Cilindro
8. Émbolo
9. Solenoide
10. Pistón
11. Conexión eléctrica
12. Orificio para regulación de presión de control de salida
13. Orificio de retorno
14. Orificio de calibración
15. Orificio para pasaje de aceite para el balancín
Válvula VCB en neutro, motor apagado
Cuando el motor está en marcha lenta, el solenoide no es activado y el pistón deslizante
de la válvula está en posición de descanso en el anillo de retención, lo que corresponde al
Orden normal de marcha/lubricación
El motor está funcionando. El solenoide no está activado. El pistón deslizante está en la
posición de control, que impulsa al aceite a través del orificio del balancín, al tiempo en
que el aceite pasa por el orificio de calibración, y reduce la presión para el eje del balancín
para 1 bar.
1 bar de presión de aceite es suficiente para lubricar el eje de comando y el mecanismo
de
las
válvulas.
Accionamiento del Freno Motor Volvo
El motor está funcionando. El solenoide es activado y cierra la conexión con el flujo piloto.
El pistón deslizante vuelve a su posición final/neutra, es decir, totalmente abierta debido a
la presión del aceite del canal principal. El eje del balancín recibe entonces toda la presión
de
aceite.
Desactivación del Freno Motor Volvo
El motor está funcionando. El solenoide es desactivado. La conexión de retorno se
abre por un rápido instante. El pistón deslizante se desplaza entonces para la posición
"abierta hacia el retorno", auxiliado por la presión alta en el interior del eje de los
balancines. El conducto de la bomba de aceite está bloqueado y el aceite es
rápidamente drenado. En cuanto la presión en el eje de los balancines cae para cerca
de 1 bar, el pistón deslizante vuelve a la posición de control.
Esta figura muestra el mecanismo de la válvula de un cilindro con los dos balancines de
las válvulas de escape en color naranja (balancín de escape), y el balancín del freno, en
color amarillo.
Una nueva medida se aplica en el ajuste de la holgura de la válvula entre los balancines
y las válvulas. Además, el método de ajuste del juego entre el balancín del escape y el
balancín del freno es nuevo. Es importante que el ajuste de las válvulas se haga
correctamente, de lo contrario, no será posible usar plenamente la función del freno de
compresión.
La limitación del VEB es la imposibilidad de aumentar la fuerza de frenado sin exceder el
límite permitido de temperatura del inyector ni el límite de ajuste de la carga mecánica
sobre el sistema de válvulas.
El VEB+ aumenta la circulación de gas a través del motor cuando el freno está en
funcionamiento, lo que resulta en una mejor refrigeración del inyector.
Los dos balancines del VEB+ ayudan a absorber las elevadas fuerzas que se generan
sobre la válvula cuando se acciona el freno.
El balancín anaranjado solo eleva la válvula en aproximadamente 12 mm durante el
funcionamiento del motor. Con el resorte de láminas, el balancín siempre sigue el perfil de
la leva, incluso con el motor en funcionamiento, pero sin realizar ningún trabajo.
El balancín amarillo realiza un movimiento que se transfiere hidráulicamente a las válvulas
de escape por el balancín de escape durante el frenado del motor. El movimiento de la
leva de compresión/descompresión se transfiere de esta forma hacia las válvulas de
escape, con una elevación de la válvula en 1,5 mm aproximadamente.
En esta ilustración, vemos los dos balancines distribuyendo las fuerzas que se generan
durante la elevación de las válvulas para frenado.
Note que los dos balancines ayudan a controlar la poderosa fuerza en elevación. La
distribución de esta fuerza es de 1/3 sobre el balancín de escape y 2/3 sobre el balancín
del freno.
1. Eje comando de válvulas
2. Resalto de la leva del balancín de la válvula de escape
3. Leva de compresión
4. Leva de descompresión
5. Balancín de la válvula de escape
6. Válvula de retención
7. Pistón de la bomba
8. Balancín flotante de las válvulas
9. Balancín del freno
10. Pistón
11. Resorte
12. Esfera
13. Resorte de retorno
14. Pistón de potencia
El balancín de la válvula de escape de un motor con VEB+ incluye un balancín de
escape con un pistón de potencia y un pistón de bomba. El balancín contiene también
una válvula de retención. El pistón de potencia no se fabrica en pares en lo que se
refiere a tolerancia con el respectivo balancín.
Un resorte de láminas, fijado al soporte del cojinete del eje de levas, mantiene el cilindro
del balancín del freno contra el eje del comando de válvulas.
En el D13A, el ajuste de la holgura entre el balancín y el puente flotante de la válvula
(juego de las válvulas) se hace por medio de calces, disponibles en distintos espesores
con incrementos de 0,05 mm. En el puente flotante de la válvula se pueden usar como
dos calces. En el D16E, esto se hace a través de un tornillo de regulación.
La válvula de retención consiste en un pistón cónico y una esfera, ambos accionados
por resorte. La válvula de retención desempeña la misma función que tenía en el VEB
anterior.
Con la intención de evitar las fuerzas muy altas sobre el pistón de potencia, el pistón
secundario está equipado con una válvula de seguridad. Dicha válvula se abre y libera
parte del aceite a través de un conducto en la parte inferior del pistón, y si sube mucho la
presión sobre el pistón hidráulico.
La holgura entre el balancín de escape y el balancín de freno es tanta que un nunca
afecta al otro durante el funcionamiento del motor. El ajuste del juego se debe hacer de
acuerdo con el boletín de servicio.
Podemos observar en la parte superior de esta ilustración como el balancín presiona al
pistón de la bomba. El pistón se mueve en un agujero en el balancín.
Al ser presionado hacia abajo el pistón de la bomba, el aceite pasa a través de los
canales de salida para el pistón de potencia, puesto justo arriba del puente flotante de
las válvulas de escape.
El pistón de potencia se asemeja al pistón del balancín del VEB actual. Una válvula de
retención bloquea la salida del aceite durante el frenado del motor, elevando la presión del
aceite durante la subida de la válvula.
La válvula de retención es similar al tipo de válvula anteriormente montada en los motores
D9A, D12D y D16C.
La presión de 1 bar del aceite lubricante no es suficiente para quitar al pistón de su
posición presionada, el balancín del freno no alcanza al pistón de la bomba y las
válvulas de escape permanecen cerradas.
VEB activado
La presión del aceite impulsa a los pistones hacia fuera, y elimina el juego de las válvulas.
El cilindro del balancín de escape está entonces en contacto con el círculo básico del eje
de comando. El aceite del balancín hace la conexión hidráulica entre los pistones primario
y secundario. El balancín del freno puede entonces accionar el pistón de potencia del
balancín de escape y las válvulas se abren con el pasaje del balancín sobre la leva de
compresión y descompresión.
Note que el balancín de escape se mantiene en descanso en el eje del comando
de válvulas, al mismo tiempo en que la elevación de carga y descompresión está
en marcha. La leva inferior proporciona una breve apertura de las válvulas.
Durante el funcionamiento normal del motor, la presión del aceite en el mecanismo del
balancín se ajusta para cerca de 1 bar, lo que es suficiente para hacer la lubricación de
los balancines y de los cojinetes del eje de comando. El aceite viene del eje de los
balancines para la válvula de retención a través de un buje del cojinete.
La presión del aceite empuja al pistón de la válvula de retención, pero es insuficiente para
vencer la fuerza del resorte. La esfera de la válvula de retención se mantiene separada
del asiento para evitar la formación de presión de aceite arriba de los pistones de
bombeado y de potencia.
¡Atención! El pistón cónico no se sella contra el asiento, pero permite el pasaje del
aceite en esta posición.
Al activarse el freno de compresión, la presión del aceite se eleva arriba de 2 bares, y
supera la fuerza del resorte por lo que mueve el pistón.
El espacio vacío sobre el pistón de la bomba (primario) se llena de aceite y la holgura
de la válvula se elimina.
Cuando se empuja el pistón de la bomba hacia adentro de ese cilindro, el aceite pasa
a través de los canales de salida para el pistón de potencia localizado inmediatamente
arriba del puente flotante de las válvulas de escape. Mientras tanto, la válvula de
retención se cierra, y crea presión alta sobre el pistón de potencia.
La presión del aceite impulsa al pistón de la bomba hacia arriba, para la posición superior
y llena el volumen abajo del pistón. Después que el aceite llene el sistema, cesa la
circulación de aceite y la válvula de retención se cierra. Entonces, cuando el balancín se
desliza sobre uno de esas dos levas, el pistón de la bomba es presionado hacia abajo y el
volumen de aceite abajo del pistón se despeja sobre el pistón de potencia. El pistón es
impulsado hacia abajo y las válvulas de escape se abren. La válvula de retención se
mantiene cerrada por la alta presión del aceite, mientras las válvulas de escape se abren.
Cerradas las válvulas de escape y eliminada la presión del pistón de la bomba sobre los
balancines, el aceite que presionaba el pistón de potencia hacia abajo retorna al pistón de
la bomba. El sistema vuelve a llenarse con la válvula de retención abriéndose y liberando
el volumen de aceite que había sido drenado durante el ciclo anterior.
Desactivación
La desactivación sucede en cuanto la presión de aceite en el balancín cae para cerca
de 1 bar. El pistón de la válvula de retención abre esta válvula y permite que el aceite
fluya hacia el eje de los balancines. El resorte del pistón de la bomba impulsa al pistón
de la bomba de vuelta a su posición más baja, lo que impide el contacto del balancín
del freno con el pistón de la bomba.
Resumen del VEB+
El VEB+ es una nueva generación de freno motor Volvo.
El freno de compresión está compuesto de:
- Un eje comando especial con cuatro levas para cada cilindro: leva de
admisión, leva de inyección, leva de escape y leva del freno.
- La cuarta leva (leva del freno) es nueva, proyectada para la función VEB+ y
tiene dos resaltos muy bajos.
- Balancines proyectados especialmente para los balancines de las válvulas de
escape y de frenado. Los balancines tienen pistones hidráulicos, accionados por
el aceite del sistema de lubricación del motor.
- Una válvula de control del VCB (Freno de Compresión Volvo), que controla
la presión del aceite de los pistones de los balancines.
- Una conexión eléctrica para la válvula hidráulica (VCB).