Curso Electricidad automotriz Fundamentos.ppt

introduccion a conceptos electrico del mundo automotriz,

1. 1

2. CONTENIDOS PRESENTACIONCONTENIDOS PRESENTACION

Conceptos básicos de electricidad y electrónicaConceptos básicos de electricidad y electrónica

Objetivo del sistema de cargaObjetivo del sistema de carga

Componentes del sistema de cargaComponentes del sistema de carga

Funcionamiento del sistema de cargaFuncionamiento del sistema de carga

Operaciones de comprobación del sistema de cargaOperaciones de comprobación del sistema de carga

Objetivo del sistema de arranqueObjetivo del sistema de arranque

Componentes del sistema de arranqueComponentes del sistema de arranque

Funcionamiento del sistema de arranqueFuncionamiento del sistema de arranque

Operaciones de comprobación del sistemaOperaciones de comprobación del sistema de arranquede arranque

3. Fundamentos de Electricidad y Fundamentos de Electricidad y
ElectrónicaElectrónica

4. Electrón
Protón
Neutrón
Orbita
Núcle
o
Átomo: es la menor partícula de la materia
Naturaleza de la Electricidad

5. • Es posible remover o adicionar electrones a un elemento
• Un elemento con número desiguales de protones y electrones se dice que
está cargado eléctricamente.
Carga eléctrica Positiva
Carga eléctrica Negativa

6. • Entre las partículas portadoras de cargas actúan fuerzas que pueden ser
repelentes o atrayentes.
Fuerza de Repulsión
Fuerza de atracción
Cargas Eléctricas

7. • Partículas portadoras de cargas eléctricas diferentes tienen la tendencia de
equilibrarse, los electrones excedentes en una partícula tienden a ocupar locales
donde hay carencia de elctrones.
• A esa tendencia llamamos Tensión eléctrica (U).
• La fuerza de la tensión puede ser comparada a la fuerza de una bomba hidráulica.
Unidad de medida de la tensión: Volt
Simbolo: V
Aparato de medición: Voltímetro
Terminologia: Voltaje, Diferencia de potencial, fuerza electromotriz
Bosch
Tensión Eléctrica

8. • En los metales la corriente eléctrica se contituye de electrones en movimiento.
• El sentido de la corriente eléctrica es del negativo hacia el positivo.
• Los apartos electroelectrónicos utilizan una o mas propiedades de la corriente
eléctrica, tales como calor y electromagnetismo.
Unidad de medida de la Corriente: Ampere
Simbolo: A
Aparato de medición: Amperímetro
Terminologia: Amperaje, Intensidad de corriente
Corriente Eléctrica

9. Son dispositivos que a través de acciones químicas o fisicas pueden transformar
una forma de energía preexistente en energía eléctrica (Tensión y corriente)
La corriente circulante puede ser contínua o alterna.
Corriente Contínua (CC o DC) :Circulación de corriente en sentido unico.
Corriente Alterna (CA o AC): Circulación de corriente que cambia de sentido
de modo repetitivo y regular.
Se emplea tambien el término Tensión contínua (polaridad fija)
o alterna (polaridad cambiante)
Fuentes de Electricidad

10. Aislante (Dieléctrico): es un elemento donde los
portadores de carga libre es prácticamente nulo y por ello
el desplazamiento de electrones es mínimo.
Conductor (metales): es un elemento donde el numero
de portadores de carga (electrones) libre es muy elevado
(cada átomo tiene uno o dos electrones libre).
Debido a la mobilidad de los electrones su
desplazamiento es elevado.
Resistor: Usado para dificultar la circulación de corriente eléctrica con la finalidad
de controlarla o convertir la energía eléctrica en calor. En los vehículos son usados
como transmisores. Se componen en general de materiales metálicos.
Núcleo
Límite del átomo
Electrón libre
Límite del átomo
Núcleo
Aislante, Conductor y Resistor

11. Es la magnitud que expresa la dificultad de desplazamiento de los electrones.
Unidad de medida de resistencia eléctrica: Ohm
Simbolo: Ω
Aparato de medición: Ohmímetro
PotenciómetroResistencia Variable
Resistencia
Resistencia Eléctrica (R)

12. Expresión matemática que relaciona la corriente, tensión y la resistencia en un
circuito.
U =12V
U=? V
U=24V
I= ?
I= 2 A
I= 5A
R= 2Ω
R= 10Ω
R=?Ω
Voltímetro
Amperímetro
Resistor o
Resistencia
Batería
Simbolos
Ley de Ohm

13. PrefijoPrefijo SimboloSimbolo NombreNombre   
PicoPico pp BilionésimaBilionésima /1.000.000.000.000/1.000.000.000.000
NanoNano nn MilmillonésimaMilmillonésima /1.000.000.000/1.000.000.000
MicroMicro μμ MillonésimaMillonésima /1.000.000/1.000.000
MiliMili mm MilésimaMilésima /1.000/1.000
CentiCenti cc CentésimaCentésima /100/100
DeciDeci dd DécimaDécima /10/10
unidad unidad ______      
DecaDeca dada Diez vecesDiez veces x 10x 10
HectoHecto hh Cien vecesCien veces x 100x 100
KiloKilo kk Mil vecesMil veces x 1.000x 1.000
MegaMega MM Un millión de vecesUn millión de veces x 1.000.000x 1.000.000
GigaGiga GG Mil millión de vecesMil millión de veces x 1.000.000.000x 1.000.000.000
Múltiplos y submúltiplos

14. Está formado por dos armaduras (placas) separadas por un dieléctrico.
Una vez sometido a una tensión, acumula cargas eléctricas en sus placas
Su capacidad eléctrica (capacitancia) se mide en Farad (F)
Condensadores
+
+ + + + + + +
- - - - - - -
-
Capacitores (Condensadores)

15. I
B
En un conductor en que circula corriente eléctrica crea, alrededor de si mismo, un
campo magnetico
El sentido de las lineas de campo magnético (B) se determina según la regla de la mano
izquierda (el pulgar apunta el sentido de corriente y los demas dedos el sentido del campo)
Electromagnetismo

16.  Cuando la corriente eléctrica pasa a través de la bobina que se
encuentra dentro de un campo magnético, se genera una fuerza magnética
entre los campos magneticos de los imanes y el campo inducido en la bobina
Funcionamiento del Motor
Eléctrico CC

17.  Cuando la corriente eléctrica pasa a través de la bobina que se
encuentra dentro de un campo magnético, la fuerza magnética entre los
campos magnéticos de los imanes y el campo inducido en la bobina, resulta
en un par de giro en el rotor (bobina).
El par de giro es
proporcional al
campo magnetico
Funcionamiento del Motor
Eléctrico CC

18. Si un conductor eléctrico (alambre o espira de alambre) se mueve cortando las
líneas de campo magnético o si se mueve el campo magnético (cambia) cerca del
conductor se origina en el dicho conductor una tensión eléctrica inducida.
Generador CAGenerador CC
Funcionamiento del Generador

19. 1 - Imán permanente
2 - Sensor inductivo
3 - Cuerpo
4 - Nucleo de hierro
5 - Bobina
Los sensor de revolución es un ejemplo de un generador de corriente alterna
del tipo inductivo, se basa en la inducción electromanética. La señal que
entrega el sensor dependerá del diseño de la rueda inductora.
Señal:
Las Inductancias

20. Son elementos cuya movilidad de los electrones se encuentran entre las de
los metales y de los aislantes. Pocos electrones libres.
Diferente de los metales y aislantes la movilidad de los electrones depende
mucho de:
 La presión
 La temperatura
 La exposición a la luz
 La presencia de sustancia extraña (impureza)
Esa sensibilidad lo hace apropiado como sensores.
Si - puro
Semiconductores

21. Termistor:
Conocido como NTC (Negative Temperature Coefficient)
Son resistencias con coeficiente de temperatura negativo, la resistencia disminuye
a medida que sube la temperatura.
Resistencias Semiconductoras

22. Sistema de cargaSistema de carga

23. Objetivo del sistemaObjetivo del sistema

Abastecer de energía eléctrica a todos los Abastecer de energía eléctrica a todos los
sistemas del vehículo.sistemas del vehículo.

Reponer la carga de la batería perdida en la Reponer la carga de la batería perdida en la
puesta en marcha del motor de combustión puesta en marcha del motor de combustión
interna.interna.
23
Sistema de carga

24. Componentes básicos del sistemaComponentes básicos del sistema

GeneradorGenerador

AcumuladorAcumulador
Sistema de carga

25. Funcionamiento del sistema de cargaFuncionamiento del sistema de carga
Los vehículos a motor necesitan para la alimentación de energía al motor de
arranque, sistema de inyección y encendido, unidades de control de
aparatos electrónicos electrónica de seguridad y confort, alumbrado,etc. de
una fuente de energía propia que sea eficaz y fiable y esté disponible en
todo momento.
Mientras que en los vehículos la batería desempeña el papel de un
acumulador de energía cuado el motor está parado, con éste en marcha el
alternador es la auténtica “central eléctrica” del vehículo. Su misión consiste
en abastecer de energía a todos los aparatos eléctricos de a bordo.
La potencia del alternador, la capacidad de la batería y el consumo del motor
de arranque y todos los demás consumidores eléctricos deben estar en
óptima consonancia para que el conjunto de la instalación funcione con
seguridad y sin averías.
Sistema de carga

26. Esquema de componentesEsquema de componentes
Sistema de carga

27. AlternadorAlternador

28. Funcionamiento del sistema de cargaFuncionamiento del sistema de carga
La base para la generación de tensión la constituye la “inducción”
electromagética, que tiene lugar según el siguiente proceso:
Si un conductor eléctrico (alambre o espira de alambre) se mueve
cortando las líneas de fuerza de un campo magnético, se origina en dicho
conductor una tensión eléctrica (inducida). Es indiferente que el campo
magnético esté fijo y el conductor se mueva o por el contrario sea el
conductor el que esté fijo y el campo magnético el que se mueva.
Conectando a un voltímetro, mediante anillos conectores y escobillas de
carbón, los extremos de una espira conductora que gire entre los polos
norte y sur de un ímán permanente, puede leerse una tensión variable
debido a la situación constantemente variable respecto a los polos. Si el
giro de la espira conductora es uniforme, la curva de tensión es sinoidal,
apareciendo los valores máximos después de cada media vuelta.
Sistema de carga

29. Inducción electromagnéticaInducción electromagnética
Si el circuito de corriente es cerrado, fluye una “corriente alterna”
Sistema de carga

30. Inducción electromagnéticaInducción electromagnética
Sistema de carga
Michael Faraday: Descubre que los campos magnéticos producen campos
eléctricos. A este fenómeno se le llama Inducción Electromagnética y a la
corriente formada Corriente Inducida.

31. Como se genera el campo Como se genera el campo
magnéticomagnético
Sistema de carga
El campo magnético puede ser generado por imanes permanentes de
montaje fijo los cuales, por su sencilla ejecución, no requieren grandes
esfuerzos técnicos. Esta solución se utiliza en el caso de generadores
pequeños (p.ej. Dínamos de bicicletas)
No obstante los electroimánes por los que pasa una corriente continua
permiten conseguir potencias sensiblemente mayores, por lo que son éstos
los que se emplean para crear el campo (excitador) magnético.
El electromagnetismo se basa en el fenómeno físico de que los conductores
o devanados por los que circula una corriente, estan rodeados por un
campo magnético.
El número de espiras y la intensidad de corriente circulantes determinan la
magnitud del campo magnético.

32. Sistema de carga
Como se genera el campo magnéticoComo se genera el campo magnético
Este campo magnético excitador puede intensificarse además con ayuda de
un núcleo de hierro magnetizable que, al girar, induce una tensión alterna en
la bobina del inducido. Para multiplicar el efecto de la inducción en los
alternadores existe, no una, sino varias espiras conductoras expuestas al
campo magnético alterno
Para su utilización en el alternador es una ventaja decisiva el que,
aumentando o reduciendo la corriente de excitación en el devanado de
excitación, pueda reforzarse o debilitarse el campo magnético y con ello el
valor de la tensión inducida.
Como todo electroimán el devanado de excitación, al desconectarse la
tensión de excitación, pierde su magnetismo, excepto un pequeño resto
(“remanencia”).

33. Sistema de carga
Como se genera el campo magnéticoComo se genera el campo magnético
Si la corriente de excitación es generada por una fuente de energía ajena al
sistema (p.ej. La batería), se trata de una “excitación externa”; si se deriva
del circuito propio existe una “autoexcitación”. En las máquinas eléctricas, el
conjunto del sistema giratorio construido por el devando y el núcleo de
hierro, recibe el nombre de rotor.

34. Principio del alternador trifásicoPrincipio del alternador trifásico
Sistema de carga
Al igual que la corriente alterna monofásica, la trifásica se genera en los
alternadores por medio del movimiento giratorio. Una ventaja de la corriente
alterna trifásica es que permite un mejor aprovechamiento del alternador
que la monofásica.
Según este principio,existen en el inducido tres devanados iguales e
independientes desplazados 120º entre sí. Es usual designar como u, v, w
los principios del devanado y con x, y, z los finales. Según el principio de la
inducción, al girar el rotor se forman en los devanados tensiones alternas
senoidales de igual magnitud y frecuencia. Debido al desplazamiento de
120º entre sus devanados, las tensiones alternas generadas en los mismos
se encuentran desfasadas entre sí 120º, y por ello están también
desfasadas en el tiempo.

35. Sistema de carga
Principio del alternador trifásicoPrincipio del alternador trifásico

36. Sistema de carga
Principio del alternador trifásicoPrincipio del alternador trifásico
De esta forma tiene lugar un ciclo que se repite constantemente. La
corriente alterna trifásica resultante produce un campo magnético giratorio
en un motor adecuado.
Normalmente, un alternador trifásico necesitaría seis conductores para
transmitir la energía generada si los devanados no estuviesen unidos, pero
utilizando los tres circuitos puede reducirse el número de conductores de
seis a tres. La unión de los circuitos se realiza mediante una “conexión en
estrella” o una “conexión en triángulo”
En el caso de la “conexión en estrella”, los extremos de los devanados se
unen en un punto neutro central, Sin conductor central, las suma de las tres
corrientes hacia el punto neutro central es en todo momento igual a cero.

37. Principio del alternador trifásicoPrincipio del alternador trifásico
Las consideraciones anteriores se refieren a la ejecución de alternadores
trifásicos con campo excitador inmóvil y devanado del inducido en rotación,
en el cual se induce la corriente de carga. Por el contrario, en los
alternadores trifásicos para automóviles el sistema de devanado trifásico,
conectado en estrella o en triángulo, se encuentra en la parte fija de la
carcasa, es decir en el estator (por lo que se denomina “devanado
estatórico”, y es la parte giratoria, el rotor, la que contiene los polos
magnéticos con el devanado de excitación.
En cuanto circula por este devanado la corriente de excitación, se forma el
campo magnético del rotor.
Al girar el rotor, el campo magnético excitado induce en los devanados
estatóricos una tensión alterna trifásica que, con el alternador en carga,
suminstra corriente trifásica.
Sistema de carga

38. Principio del alternador trifásicoPrincipio del alternador trifásico

39. Sistema de carga
Principio del alternador trifásicoPrincipio del alternador trifásico

40. Zündung Elektrische
Kraftstoff-
pumpe
Elektronische
Benzin-
einspritzung
Scheinwerfer,
Abblendlicht
Scheiben-
wischer
Hörner und
Fanfaren
Autoradio Heckscheiben-
heizung
Estandar = 66%
Compacto = 80 %
Alternador

41. Alternador Compacto GC, KC, NCAlternador Compacto GC, KC, NC
Tapa
delantera
Estator
Rotor
Coleto
de anillos
Diodos
Zener
Ventilador
Alternador

42. Alternador Compacto Alternador Compacto
GC,KC,NCGC,KC,NC
Ventajas:
• Menor tamaño y más ligero
• Mayor potencia útil
• Protección “load-dump” (limitación de las
puntas de alta tensión)
• Bajo nivel de ruído.
Alternador

43. Alternador

44. Polea rueda librePolea rueda libre
Herramienta
Alternador

45. Rectificación de la tensión alternaRectificación de la tensión alterna
La tensión alterna generada por el alternador trifásico no es adecuada para
la batería ni tampoco para la alimentación de las unidades de control o de
los componentes electrónicos. Es necesario rectificarla. Una condición
importante para la rectificación es disponer de diodos de potencia aptos
para funcionar en una amplio intervalo de temperatura.
Los diodos rectificacadores presentan un sentido de paso y un sentido de
bloqueo. La dirección de la flecha del símbolo de conexión indica el sentido
de paso. Un diodo es comparable a una válvula de retención, que sólo
permite el paso de un fluido líquido o gaseoso en una dirección y bloquea el
retorno.
Sistema de carga

46. Rectificación de la tensión alternaRectificación de la tensión alterna
El diodo rectificador hace que se supriman las semiondas negativas y sólo
se dejen pasar las semiondas positivas, de forma que se genere una
corriente continua pulsatoria. A fin de aprovechar para la rectificación todas
las semiondas, incluso las negativas suprimidas, se aplica una rectificación
doble o de onda completa.
Sistema de carga

47. Rectificación de la tensión alternaRectificación de la tensión alterna
En la siguiente figura se
representa la forma básica
de actuación de los diodos
en la rectificación de una
tensión alterna. En la
figura “a” se muestra la
rectificación sencilla y en
la fig. ”b” la rectificación
doble completa.
Sistema de carga

48. Rectificación de la tensión alternaRectificación de la tensión alterna
Sistema de carga
Las tesiones alternas generadas en los tres devanados del alternador
trifásico se rectifican con seis diodos en un circuito en puente de corriente
trifásica. En cada fase están conectados dos diodos de potencia, uno por el
lado positivo (al terminal B+) y otro al lado negativo (al terminal B-). Los seis
diodos de potencia forman el puente rectificador trifásico. Las semiondas
positivas pasan por los diodos del lado positivo y las semiondas negativas
por los diodos del lado negativo, quedando así rectificadas. La rectificación
completa con el puente origina la adición de las envolvente positivas y
negativas de estas semiondas, por lo que se obtiene del alternador una
tensión levemente ondulada.

49. Sistema de carga

50. La corriente continua que, bajo carga eléctrica, pasa del alternador a la
instalación del vehículo a través de los terminales B+ y B-, no es “lisa”,
como sería lo ideal, sino ligeramente ondulada. Esta ligera ondulación se
reduce aún más por efecto de la batería, conectada en paralelo al
alternador, y, en su caso, por medio de condensadores instalados en el
sistema eléctrico del vehículo.
La corriente de excitación que magnetiza los polos del campo de excitación,
se deriva del devanado estatórico. Una conexión de rectificación de onda
completa rectifica la tensión de excitación.
Los tres “diodos de excitación” del terminal D+ y los tres diodos de potencia
del lado negativo (terminal B-) forman el circulo en puente para la corriente
de excitación.
Sistema de carga
Rectificación de la tensión alternaRectificación de la tensión alterna

51. Para aprovechar el contenido de onda superior de la tensión de alternador y
con objeto de lograr mayor potencia a altas velocidades de giro (por encima
de 3.000 min
-1
aproximadamente), en la conexión en estralla pueden
aplicarse además los llamados “diodos adicionales”.
Sistema de carga
Rectificación de la tensión alternaRectificación de la tensión alterna

52. Bloqueo de la corriente de retornoBloqueo de la corriente de retorno
Los diodos rectificadores del alternador no sólo sirven para rectificar la
tensión del alternador y la de excitación, sino que también impiden que la
batería se descargue a través del devanado trifásico del estator.
Cuando el motor está parado o funciona a una velocidad de rotación tan
pequeña (p. ej. Durante el arranque), que el alternador aún no está
autoexcitado, la corriente de la batería circularía por el devanado estatórico
si no estuviesen instalados los diodos.
Con respecto a la tensión de la batería los diodos están conectados en
sentido de bloqueo, de forma que no puede pasar corriente de descarga de
la batería. La corriente sólo puede pasar desde el alternador hacia la
batería.
Sistema de carga

53. Diodos rectificadoresDiodos rectificadores
Los diodos de potencia de los lados positivo y
negativo coinciden completamente en cuanto a
su función. Sólo se diferencian por su
estructura destinada a la rectificación en el
alternador y se denominan diodos positivos y
diodos negativos. La caja metálica moleteada
de los diodos está realizada una vez como
cátodo y otra como ánodo. La caja metálica
inscrustada en la placa positiva del diodo
positivo está unida como cátodo al polo
positivo de la batería. De esta forma, el diodo
es conductor en dirección al terminal de la
batería B+. La caja metálica inscrustada en la
placa negativa del diodo negativo está unida
como ánodo a masa (B-).
Sistema de carga

54. Diodos rectificadoresDiodos rectificadores
Los terminales de los diodos están conectados a los extremos del
devanado estatórico.
Las placas positivas y negativas actúan a la vez como disipadores
térmicos para la refrigeración de los diodos.
Como diodos de potencia pueden emplearse igualmente diodos Z(diodos
Zener), los cuales limitan también los picos de tensión que aparecen en el
alternador en caso de variaciones extremas de carga (protección Load-
Dump)
Sistema de carga

55. Circuitos de corriente del alternador Circuitos de corriente del alternador
trifásicotrifásicoLos alternadores trifásicos presentan, en su versión estándar, tres circuitos
de corriente:
• el circuito de preexitación (excitación externa por corriente de la batería),
• el circuito de excitación (autoexcitación),
• el circuito de alternador o circuito principal.
Sistema de carga

56. Circuito de preexcitaciónCircuito de preexcitación
Al conectar el interruptor de
encendido o de contacto (4), circula
corriente de la batería I
B
, como se
indica en la figura al costado, por la
lámpara de control del alternador (3),
por el devanado de excitación (1d)
del motor y por el regulador (2), a
masa. Esta corriente de la batería
origina en el rotor la preexitación del
alternador.
Sistema de carga

57. Sistema de carga
Circuito de preexcitaciónCircuito de preexcitación
¿Porqué es necesaria la preexcitación?
La tensión inducida por la remanencia en el núcleo de hierro del
devanado de excitación es muy baja en la mayoría de los alternadores
trifásicos durante el arranque y a bajas revoluciones.
Esta tensión no es suficiente para provocar una autoexcitación destinada
a la creación del campo magnético.
La autoexcitación sólo puede producirse cuando la tensión del alternador
es superior a la caida de tensión en ambos diodos (2 x 0,7V = 1,4V).

58. Esto se consigue con la corriente de preexitación de la batería, conducida a
través de la lámpara de control de carga. La corriente genera un campo
magnético en el rotor, el cual induce en el estator una tensión proporcional a
la velocidad de giro. Al ponerse en marcha el motor debe alcanzarse el
“régimen de arranque”, es decir, la tensión inducida debe ser superior a la
caída de tensión en los diodos del circuito de excitación, de forma que se
produzca la autoexcitación. El “régimen de arranque” es superior al régimen
de ralentí (“régimen de cero amperios”), ya que la lámpara de control de
carga aumenta la resistencia del circuito de preexcitación respecto a la
resistencia del circuito de excitación. La potencia establecida de la lámpara
de control de carga influye así en el “régimen de arranque”.
Sistema de carga
Circuito de preexcitaciónCircuito de preexcitación

59. Lámpara de control del alternadorLámpara de control del alternador
La lámpara de control del alternador (3) situada en el circuito de
preexcitación actúa, al conectar el interruptor de encendido o de contacto
(4), como una resistencia que determina la magnitud de la corriente de
preexitación. Si se ha elegido correctamente la potencia de la lámpara, la
corriente da lugar a un campo magnético lo suficientemente intenso para
iniciar la autoexitación. Si la potencia de la lámpara es demasiado baja,
como por ejemplo en el caso de elementos electrónicos de indicación, es
necesario conectar una resistencia en paralelo, para garantizar una
autoexcitación segura del alternador. Mientras está encendida la lámpara, la
tensión del alternador es inferior a la de la batería. La lámpara se apaga en
cuanto se alcanza por primera vez el régimen en que se genera la tensión
máxima del alternador y éste entrega su potencia al sistema eléctrico del
vehículo
Sistema de carga

60. Circuito de excitaciónCircuito de excitación
La corriente de excitación I
err
tiene la
misión de crear un campo
magnético durante todo el tiempo de
funcionamiento del alternador, en el
devanado de excitación del rotor,
induciéndose así la tensión
requerida del alternador en los
devanados del estator. Debido a
que los alternadores trifásicos son
alternadores autoexcitados, la
corriente de excitación se deriva de
la corriente que pasa por el
devanado de corriente trifásica.
Sistema de carga

61. Sistema de carga
Circuito de excitaciónCircuito de excitación
La corriente de exitación I
err pasa,
como se representa en la figura, a
través de los diodos de excitación
(1
ª), por las escobillas y los anillos
colectores, a través del devanado de
excitación, hacia el terminal DF del
regulador (2), y desde el terminal D-
del regulador, a través de los diodos
de potencia (1c), retorna al devanado
estatórico. Durante el funcionamiento
del alternador ya no se requiere
ninguna fuente de corriente ajena
para la autoexcitación.

62. Circuito de corriente del alternadorCircuito de corriente del alternador
La corriente alterna inducida en las tres fases del alternador tiene que ser
rectificada por el circuito puente equipado con los diodos de potencia, para
ser transmitida después a la batería y a los consumidores. La corriente del
alternador I
g
pasa desde los tres devanados, a través de los diodos de
potencia, a la batería y a los consumidores del sistema eléctrico del
vehículo.
La corriente del alternador se divide en corriente de carga de la batería y en
corriente de alimentación de los consumidores. En la siguiente figura se
muestra la variación de las tensiones de los devanados estatóricos en
función del ángulo de rotación de un rotor.
En un rotor, por ejemplo, con seis pares de polos y un ángulo de rotación de
30º, la tensión respecto al punto neutro de la conexión en estrella, es
positiva en el extremo v del devanado, negativa en w y nula en u.
Sistema de carga

63. Sistema de carga
Circuito de corriente Circuito de corriente
del alternadordel alternador
En la siguiente figura se
muestra la variación de las
tensiones de los devanados
estatóricos en función del
ángulo de rotación de un rotor.
En un rotor, por ejemplo, con
seis pares de polos y un ángulo
de rotación de 30º, la tensión
respecto al punto neutro de la
conexión en estrella, es positiva
en el extremo v del devanado,
negativa en w y nula en u.

64. El recorrido de la corriente resultante de
lo anterior se representa en la siguiente
figura.
La corriente pasa desde el extremo v del
devanado, a través de los diodos
positivos hacia el terminal del alternador
B+, a través de la batería o los
condumidores, hacia masa (terminal del
alternador B-) y a través de los diodos
negativos hacia el extremo w del
devanado. Con un ángulo de rotación de
45º fluye una corriente desde los
extremos v y w del devanado, por el
mismo camino, hacia el extremo u del
devanado. En este caso no hay ninguna
fase sin tensión.
Sistema de carga

65. Circuito de corriente del alternadorCircuito de corriente del alternador
Los dos ejemplos son, sin embargo, sólo valores momentáneos. Las
tensiones de fase y la corriente de fase cambian constantemente de
magnitud y sentido, mientras que la corriente continúa para la carga de la
batería y la alimentación de los consumidores eléctricos, conserva
fundamentalmente su sentido de flujo.
Este efecto se basa en el hecho de que, para cada posición posible del
rotor, participan todos los diodos en la rectificación.
Para que pueda fluir una corriente desde el alternador a la batería, la
tensión de aquél debe ser ligeramente superior a la de ésta.
Sistema de carga

66. Regulación de la tensiónRegulación de la tensión
¿Porqué es necesaria la regulación de tensión?
La misión del regulador de tensión es mantener constante la tensión del
alternador, y con ella la del sistema eléctrico del vehículo, en todo el márgen
de revoluciones del motor de éste e independientemente de la carga y de la
velocidad de giro.
La tensión del alternador depende en gran medida de su velocidad de giro y
de la carga a que esté sometido. A pesar de estas condiciones de servicio,
continuamente variables, es necesario asegurar que la tensión se regule al
valor preestablecido. Esta limitación protege a los consumidores contra
sobretensiones e impide que se sobrecargue la batería.
Al cargar la batería deben considerarse, además, las propiedades
electroquímicas de ésta. Normalmente, el nivel al que limita el regulador de
tensión es, en frío, algo mayor que en caliente, para mejorar la carga de la
batería, más difícil en esas condiciones.
Sistema de carga

67. Principio de la regulación de la tensiónPrincipio de la regulación de la tensión
Sistema de carga
La tensión generada en el alternador es tanto más alta cuanto mayores son
su velocidad de giro y la corriente de excitación.
En un alternador con excitación total, pero sin carga y sin batería, la tensión
no regulada aumenta linealmente con la velocidad y alcanza p. ej. A 10.000
min
-1
, un valor de 140V aproximadamente.

68. El regulador de tensión regula el valor de la corriente de excitación, y con
ello, la magnitud del campo magnético del rotor, en función de la tensión
generada en el alternador.
De esta forma se mantiene constante la tensión en bornes del alternador
UG- (entre los terminales B+ y B-), con velocidad de giro y carga variables,
hasta el máximo valor de corriente.
Principio de la regulación de la tensiónPrincipio de la regulación de la tensión
Sistema de carga

69. Los sistemas eléctricos de los automóviles con 12 V de tensión de batería
se regulan dentro del campo de tolerancia de 14 V y los automóviles con 24
V de tensión de batería se regulan a 28 V. Siempre que la tensión generada
por el alternador se mantenga inferior a la de regulación, el regulador de
tensión no desconecta.
Si la tensión sobrepasa el valor teórico superior prescrito, dentro del marco
de la tolerancia de regulación, el regulador interrumpe la corriente de
excitación. La excitación disminuye, es decir, desciende la tensión del
alternador.
Si a consecuencia de ello dicha tensión llega a ser menor que el valor
teórico inferior, el regulador conecta de nuevo la corriente de excitación. La
excitación aumenta y con ella la tensión del alternador.
Sistema de carga
Principio de la regulación de la tensiónPrincipio de la regulación de la tensión

70. Sistema de carga
Principio de la regulación de la tensiónPrincipio de la regulación de la tensión
Cuando la tensión sobrepasa otra vez el valor límite superior, comienza
nuevamente el ciclo de regulación.
Como los ciclos de regulación son del orden de milisegundo, se regula el
valor medio de la tensión del alternador en correspondencia con la curva
característica preestablecida.
La contínua adaptación a las diversas velocidades de giro, se realiza
automáticamente. La relación de los correspondientes tiempos de conexión
y desconexión es determinante para la magnitud de la corriente de
excitación media. A bajo régimen, el tiempo de conexión es relativamente
largo y el de desconexión corto. La corriente de excitación se interrumpe
sólo por poco tiempo y su valor promedio es alto. Reciprocamente, a
elevadas velocidades de giro el tiempo de conexión es corto y el de
desconexión largo, y fluye una corriente de excitación baja.

71. Alternador con Diodos ZenerAlternador con Diodos Zener
UZ
Alternador

72. Alternadores con Diodos ZenerAlternadores con Diodos Zener
FUNCIÓN:
Protección Load-dump, limita los picos de alta tensión en la red de a bordo
(protección de los componentes electrónicos).
EFECTO: 12V 24V
Limitación de U
gen a U
Z + U
F aprox. 33V 56V
Limitación de las puntas positivas
de alta tensión en la red de a bordo a 2U
Z aprox. 64V
110V
VENTAJAS:
Se puede reducir la resistencia a las puntas de alta tensión para los
componentes electronicos según el mazo de cables de la red de a bordo.
Alternador

73. Tipos de Conexiones del EstatorTipos de Conexiones del Estator
Conexión estrella
un 15% Más de potencia
Alternador

74. Tipos de Conexiones del Tipos de Conexiones del
EstatorEstator
Conexión triángulo
Alternador

75. Alternador

76. Tipos de Conexiones del EstatorTipos de Conexiones del Estator
U
V
W
Estrella
Triangulo
Alternador

77. Placa de características de los AlternadoresPlaca de características de los Alternadores
K 1 () 14V 55A 20 Velocidad de rotación en centenares para 2/3
de la corriente nominal
Intensidad de corriente nominal del alternador en Amperios
Tensión del alternador en voltios
Sentido de giro
(-->) ou R, giro a la derecha
(<--) ou L, giro a la izquierda
<--> ou RL, giro a la derecha o a la izquierda
1 Alternador de polos intercalados
2 Alternador de polos individuales
3 Alternador con rotor guía
G = 100-109 mm K = 120-129 mm N = 130-139 mm
T = 170-199 mm U = más de 200 mm
Alternador

78. Placa de características de los AlternadoresPlaca de características de los Alternadores
K 1 () 14V 23/55A
Intensidad nominal en Amperios medida a
6000 rpm
Intensidad en Amperios a 1500 rpm
Denominación como hasta ahora
Alternador

79. Alternador compactoAlternador compacto
TamañoTamaño Intensidad de corriente (A) Intensidad de corriente (A)
1800-6000 rpm 1800-6000 rpm
PesoPeso
KgKg
diámetro del estatordiámetro del estator
mmmm
GG
20 – 5020 – 50 4,04,0
11611627 – 6027 – 60 4,04,0
30 – 7030 – 70 4,24,2
KK
40 – 7040 – 70 4,94,9
125125
40 – 8040 – 80 4,94,9
45 – 8045 – 80 5,45,4
45 – 9045 – 90 5,45,4
50 – 9050 – 90 5,45,4
NN
55 –10055 –100 6,06,0
142142
60 – 10060 – 100 6,66,6
40 – 14040 – 140 6,76,7
75 – 170*75 – 170* 7,0*7,0*
Alternador

80. Alternador

81. Alternador

82. Aparatos de pruebas:
Osciloscópio Prueba de ondulación (rectificador, estator)
Amperímetro/VoltímetroPrueba de potencia del alternador
Lámpara de Prueba Prueba alternador
Voltímetro ensayo del regulador
No desconectar la batería durante la marcha.
Ohmímetro ensayo del estator y rotor
Prueba alternadores y
reguladores

83. 1 - Verificación visual:
Correas, cable y conexiones del alternador, batería, polea ....
2 - Funcionamiento de la lámpara de control (tablero)
Conectar la lámpara de prueba (12V/2W, 24V/3W) o un voltímetro entre D+ y B+
del alternador (máx. 0,5V)
4 - Prueba del regulador de tensión en el vehículo:
Con la batería cargada, Medir la tensión entre B+ y B- (D- o masa) con los
consumidores apagados (tensión de referencia 13.5 a 15 V/27,5 a 28,5V)
5 - Alternador desarmado:
Probar los diodos, medir la resistencia del estator y del rotor
3 - Prueba de potencia del alternador y el equilibrio de carga:
Con la batería cargada, medir la tensión y la corriente del alternador a la
velocidad de ralentí con los consumidores permanentes encendidos.
Prueba alternadores y
reguladores

84. W tensión contínua
mitad de la
tensión del
alternador
Prueba de Potencia y carga
12V=mayor 13,0V
24V=mayor 26,0V
Velocidad de ralentí
Alternador K,N,T >2/3 Imax
Alternador compacto >80% Imax
Prueba del Regulador
12V=13,5 a 14,9V
24V= 27,5 a 28,4V
Corriente max. 15 A
Prueba alternador

85. Prueba del Regulador de TensiónPrueba del Regulador de Tensión
Resultado de la prueba:
En orden:
Fallado:
Causa?

86. Prueba de Potencia y Prueba de Potencia y
equilibrio de cargaequilibrio de carga
Resultado de la prueba a la velocidad de ralentí:
En orden:
Fallado:
Causa?

87. Resultado de la prueba a la velocidad de ralentí:
En orden:
Fallado:
Causa?
Prueba de Potencia y Prueba de Potencia y
equilibrio de cargaequilibrio de carga

88. Alternador Compacto GCB2, KCB2, NCB2Alternador Compacto GCB2, KCB2, NCB2
Regulador
de tensión
multifunción
Alternador

89. Alternador CompactoAlternador Compacto
No necesita diodos de excitación
Utiliza regulador de tensión multifunción
Préexcitación pulsada a través del regulador de tensión
L - lámpara
DFM
Drive Field Monitor
Características:

90. Reguladores de Tensión para Alternadores
1962
Electromecánico
1972
Transistorizado
1982
Híbrido
1990
Monolitico
1996
2-Chip-Regulador
1999
1-Chip-Regulador
SG 14D181

91. Regulador de tensión multifunciónRegulador de tensión multifunción
Tipo de regulador BR...
Carbon no sustituíble
Importante: Los reguladores de referencia diferentes no son intercambiables
pues pueden tener funciones y temporizaciones distintas.
Reguladores de Tensión para Alternadores

92. Regulador de tensión multifunciónRegulador de tensión multifunción
Ventajas:
•No necesita diodos de excitación en el alternador
•Prende la lámpara del tablero si hay fallos de: subtensión, sobretensión,
interrupción de la corriente de excitación, rompimiento de la correa del
alternador,altas temperaturas en el regulador, fallos de conexión.
•Temporización al iniciar la generación reduciendo el efecto de freno.
•Al conectar una carga, baja la generación y la reestablece gradualmente. Mejora
la estabilidad de rotación del motor del vehículo evitando el efecto de freno.
•Préexcitación pulsada a través del borne B+
•La carga del alternador puede ser monitorada (DFM). Importante función para la
unidad de mando de inyección/encendido regular la velocidad de ralentí.
Importante: No todos los reguladores tienen todas las funciones incorporadas

93. Mercedes Benz F00M145256
B+ Positivo de la batería
S Borne sensor de tensión batería (Battery Sensor)
L Lámpara del tablero
DFM Señal de la excitación (Drive Field Monitor)
W Conexión para cuentarrevoluciones
15 Positivo llave de encendido
B+
Regulador de tensión multifunciónRegulador de tensión multifunción

94. A/B
A
B
L DFM
VW, Ford : F00M145225 (A)
Porsche : F00M145200, F00M145209
Fiat, Lancia: F00M145220
F00M145231
F00M145203
F00M145257
F00M145201
F00M145235 F00M145215
Regulador de tensión Regulador de tensión
multifunciónmultifunción

95. Características:
• Prende la lámpara testigo al reconocer una avería de subtensión, sobretensión,
interrupción de la corriente de excitación, corto circuito o derivación masa del
devanado de excitación, rotura de la correa del alternador, altas temperaturas en
el regulador, fallos de conexión, etc.
• Retraso Temporal de la generación durante el arranque y inmediatamente
después reduciendo el efecto freno del alternador.
• Al conectar cargas, baja la generación y la reestablece gradualmente. Mejora la
estabilidad de marcha del motor del vehículo por el acoplamiento suave de carga.
• Excitación previa pulsada desde el borne B+ del alternador.
• Corriente de preexcitación determinada por el regulador.
• Protección contra sobretemperatura. Se reduce la tensión generada según una
curva característica.
• Interrumpe la generación caso haya corto circuito el la red del vehículo.
Regulador de tensión Regulador de tensión
multifunciónmultifunción

96. Conexiones del Regulador Conexiones del Regulador
de Tensión Multifunciónde Tensión Multifunción

97. Conexiones del Regulador Conexiones del Regulador
con Bus de Datoscon Bus de Datos
UCE

98. Regulador de tensión multifunción borne DFMRegulador de tensión multifunción borne DFM
La carga del alternador puede ser supervisada a través del (DFM). Importante
función para mejorar el balance de carga, actuando en el control de la
velocidad de ralentí o por la desconexión de los consumidores menos
importantes.
“A” Corriente de excitación desconectada
“E” Corriente de excitación conectada
Sin carga Con carga

99. Regulador de tensión multifunción borne WRegulador de tensión multifunción borne W
• En la conexión W’ se mide la tensión de una fase del alternador para
reconocimiento de giro del alternador. Cometido: Apagar testigo, rpm
• La señal de salida W está basada en la tensión W’, debidamente
separada y transformada en ondas cuadradas representa la señal de rpm
(digital).
W’W
rpm= f x 10

100. Regulador de tensión multifunción borne LRegulador de tensión multifunción borne L
Indicación de averías, estado de la instalación de red, activación de la
excitación previa y activación de relé de consumidores que deben
apagarse con alternador fallado.

Averiás reconocidas
Del alternador:
• Rotura de la correa
• Interrupción del circuito de excitación
• Corto circuito o derivación a masa del devanado de
excitación
Averías del regulador:
• Paso final en corto circuito o interrumpido
• Circuito de recuperación interrumpido
Averías de la red del vehículo:
• Sobretensión
• Subtensión
• Interrupción del cable 15
• Interrupción del cable de carga B+ entre batería y
alternador
Nota: Activa la lámpara pero no tiene memoria de
error

101. Borne 15Borne 15
• Activa la excitación previa
• Conectado a la masa interrumpe la generación del alternador
• Interrumpido para el regulador, el alternador se excita por magnetismo
residual y lámpara testigo se prende.
Borne SBorne S – Sensor de la tensión de la batería – Sensor de la tensión de la batería
• La regulación de tensión se realiza a través del borne “S” optimizando la
tensión de carga de la batería.
• En caso de interrupción del cable sensor la regulación toma como
referencia el borne B+ del alternador.
• Señala a través del testigo al alcanzar una tensión de caída
determinada
Regulador de tensión multifunciónRegulador de tensión multifunción

102. Prueba de los diodosPrueba de los diodos
En orden: Fallado:
Causa?
________
Causa?
En orden: Fallado:
Causa?
________
Causa?
________
Causa?
________
Causa?

103. Prueba del estator y rotorPrueba del estator y rotor
En orden: Fallado:
Causa?
En orden: Fallado:
Causa?

104. Resistencias Semiconductoras
Posistor:
Conocido como PTC (Positive Temperature Coefficient)
Son resistencias con coeficiente de temperatura positivo, la resistencia aumenta
a medida que sube la temperatura.

105. Semiconductores en la Electrónica
La posibilidad de adicionar sustancias extrañas (impurezas) de manera definida
y
localizada en los semiconductores es la base de la electrónica.
El Diodo:
Es la unión de dos semiconductores tratados con impurezas distintas (Boro,
Fosforo)
volviéndolos portadores de cargas positivas y negativas.
A – Ánodo
C - Cátodo

106. El Diodo Rueda Libre:
Usado como limitador de la punta de alta tensión generada al desconectar la bobina
Protección de los componentes electrónicos de la red de a bordo
Semiconductores en la Electrónica

107. Instrumento que permite visualizar la forma de las señales, y Instrumento que permite visualizar la forma de las señales, y
estimar sus diferentes parámetros: frecuencia, período, estimar sus diferentes parámetros: frecuencia, período,
amplitud, valores máximos, desplazamiento relativo entre amplitud, valores máximos, desplazamiento relativo entre
las señales, etc.las señales, etc.
El Osciloscopio
Scanner KTS 650
con Osciloscópio automotriz
Osciloscopio corriente
para laboratorio de electrónica

108. La gráfica que se aprecia en la pantalla de un osciloscopio muestra La gráfica que se aprecia en la pantalla de un osciloscopio muestra
cómo las señales cambian con el tiempo: el eje vertical (Y) cómo las señales cambian con el tiempo: el eje vertical (Y)
representa el voltaje y el eje horizontal (X) representa el tiemporepresenta el voltaje y el eje horizontal (X) representa el tiempo..
El Osciloscopio

109. 
Análogos: Hacen un “seguimiento” Análogos: Hacen un “seguimiento”
de la señal.de la señal.

Digitales: Capturan la señal y Digitales: Capturan la señal y
construyen la imagen.construyen la imagen.
El Osciloscopio

110. Al usar un osciloscopio, existen tres cosas que se deben ajustar:Al usar un osciloscopio, existen tres cosas que se deben ajustar:

La atenuación o amplificación de la señal (Volts por división), La atenuación o amplificación de la señal (Volts por división),
para verla en el rango deseado.para verla en el rango deseado.

La base de tiempo (sec/div):para ajustar la cantidad de La base de tiempo (sec/div):para ajustar la cantidad de
tiempo por división horizontal en la pantalla.tiempo por división horizontal en la pantalla.

El gatillo (Trigger) para estabilizar una señal repetitiva.El gatillo (Trigger) para estabilizar una señal repetitiva.

Los osciloscopio automotrices como el FSALos osciloscopio automotrices como el FSA 7xx/450 tienen 7xx/450 tienen
funciones pre ajustadas, para facilitar el uso.funciones pre ajustadas, para facilitar el uso.
El Osciloscopio

111. Baterías

112. Batería.
(Del fr. batterie).
1. f. Conjunto de piezas de artillería dispuestas para hacer fuego.
2. f. Conjunto de instrumentos de percusión en una banda u
orquesta.
3. f. Conjunto de aparatos análogos, instalados en el mismo local,
que realizan la misma función o trabajo.
4. f. Conjunto de utensilios necesarios para la cocina, que son
comúnmente de cobre, hierro, aluminio o acero.
5. f. Conjunto de pruebas mediante las que se valoran, en
términos generalmente cuantitativos, las características
psicológicas o los conocimientos de una persona.
6. f. Fís. Acumulador o conjunto de varios acumuladores de
electricidad
Baterías

113. En 1800, Alessandro Volta inventó la
primera batería moderna.
Volta demostró que se genera una
corriente eléctrica cuando un metal
entra en contacto con un ácido.
Prehistoria: Pila en frasco de arcilla con
varilla de hierro rodeada de cilindro de
cobre. Cuando se llena de vinagre
electrolítico, solución produce 1,1 voltios
DC (250 años AC)
Algo de historia…

114. Baterías

115. Zündung Elektrische
Kraftstoff-
pumpe
Elektronische
Benzin-
einspritzung
Scheinwerfer,
Abblendlicht
Scheiben-
wischer
Hörner und
Fanfaren
Autoradio Heckscheiben-
heizung
Sistema Eléctrico del vehículo
Alternador
Batería
Consumos
vehículo
Motor de
partida

116. Zündung Elektrische
Kraftstoff-
pumpe
Elektronische
Benzin-
einspritzung
Scheinwerfer,
Abblendlicht
Scheiben-
wischer
Hörner und
Fanfaren
Autoradio Heckscheiben-
heizung
Partida del motor
Sistema Eléctrico del vehículo

117. Zündung Elektrische
Kraftstoff-
pumpe
Elektronische
Benzin-
einspritzung
Scheinwerfer,
Abblendlicht
Scheiben-
wischer
Hörner und
Fanfaren
Autoradio Heckscheiben-
heizung
Motor en marcha,
alternador cargando
batería y consumos
del vehículo
Sistema Eléctrico del vehículo

118. Zündung Elektrische
Kraftstoff-
pumpe
Elektronische
Benzin-
einspritzung
Scheinwerfer,
Abblendlicht
Scheiben-
wischer
Hörner und
Fanfaren
Autoradio Heckscheiben-
heizung
Motor en marcha,
batería cargada,
alternador generando
electricidad para
consumo vehículo
Sistema Eléctrico del vehículo

119. Zündung Elektrische
Kraftstoff-
pumpe
Elektronische
Benzin-
einspritzung
Scheinwerfer,
Abblendlicht
Scheiben-
wischer
Hörner und
Fanfaren
Autoradio Heckscheiben-
heizung
Motor en marcha,
máximo consumo
eléctrico vehículo, batería
complementando
alternador
Sistema Eléctrico del vehículo

120. Estructura de una batería

121. Estructura de una batería

122. Estructura de una batería

123. Estructura de una batería

124. Estructura de una batería

125. Electrolito en porcentaje
Estructura de una batería

126. -2,25 litros de agua
-Densidad: 1000g / L
-1,0 litro de acido
sulfúrico
-Densidad: 1,835g / L
-Electrolito
-Densidad: 1,265g / L
Electrolito en volumen
Estructura de una batería

127. Principios de funcionamiento
de la batería

128. Proceso químico durante la carga y descarga de una batería (1)
Baterías

129. dd
ee
ss
cc
aa
rr
gg
aa
cc
aa
rr
gg
aa
Proceso químico durante la carga y descarga de una batería (2)
Baterías

130. “Emisiones” de una batería durante los procesos de carga y descarga.
Baterías

131. Comprobación estado de carga de la baterìa
Baterías

132. Baterías

133. Baterías

134. Amperes/Hora
La capacidad en Amperes/hora de una batería se obtiene de una
descarga en 20 horas a un consumo constante hasta que su voltaje sea
de 10.5 volt a una temperatura promedio de 25ºC.
Capacidad de Reserva
La capacidad de reserva representa el numero de minutos en que una
bateria puede entregar una corriente constante de 25 amperios antes
que su voltaje caiga a 10.5 V.
De esta manera la bateria N50Z tiene una capacidad de reserva de 110
minutos, entregando en forma constante 25 amps hasta que su voltaje
sea de 10.5 V.
Medidas de rendimiento de una batería
Baterías

135. Capacidad de partida en frìo
La corriente de arranque en frio identificada en una bateria con las
iniciales C.C.A ( Cold Cranking ampers) es una medicion que se
realiza a una temperatura de -18ºC.
Esta es la principal caracteristica de una bateria de arranque y
representa el numero de amperios que puede liberar una bateria
durante 30 segundos y mantener un voltaje minimo de 7.2 voltios,
asi una bateria N 50Z puede liberar 440 amps durante 30 segundos
y mantener un voltaje minimo de 7.2 volts en condiciones extremas
de temperatura.
Ej. C.C.A. 440 Amps por 30 segundos @ -18ºC
Baterías

136. Baterías

137. Baterías

138. Con MantenciónCon MantenciónSecaSecaFundida aleación plomo antimonioFundida aleación plomo antimonio
Libre MantenciónLibre MantenciónHúmedaHúmedaRejilla expandida de plomo calcio - plataRejilla expandida de plomo calcio - plata
Libre MantenciónLibre MantenciónHúmedaHúmedaRejilla expandida de plomo calcioRejilla expandida de plomo calcio
Mantención (Tapas)Mantención (Tapas)ElectrolitoElectrolitoMaterial PlacasMaterial Placas
Características de las Baterías Bosch
Fundida
Expandidas
Baterías

139. Separadores de sobre para las Separadores de sobre para las
placasplacas
Valvula antiderrame con Valvula antiderrame con
interceptor de flamainterceptor de flama
Baterías

140. Test voltaje en vacìo
Baterías

141. Test estado con carga
Baterías

142. Test corrientes parásitas de descarga (1)
Baterías

143. Test corrientes paràsitas de descarga (2)
Baterías

144. Test aislación bornes
Baterías

145. Limpieza bornes
Baterías

146. Uso de batería auxiliar para partida vehìculo
Baterías

147. Uso de batería auxiliar para partida vehículo
Baterías

148. Sistema de arranqueSistema de arranque

149. FundamentosFundamentos
Gracias a la gran desmultiplicación entre el piñón de ataque y la corona
dentada del volante del motor, se puede dimensionar el piñón de ataque del
motor de arranque para un par de giro pequeño con altas revoluciones, lo
que permite construir motores de arranque de pequeñas dimensiones y
peso.
Una ventaja adicional es que la energía necesaria para el proceso de
arranque puede tomarse de la misma batería que alimenta los demás
componentes del sistema eléctrico del vehículo. Por consiguiente, el motor
de arranque no puede considerarse de forma aislada, sino como parte del
sistema completo.
Los tamaños del motor de arranque y la batería se calculan de manera que
pueda disponerse de la potencia necesaria para el arranque durante el
tiempo suficiente, incluso en condiciones de funcionamiento desfavorables.
Y como el motor de arranque es el componente de mayor consumo del
sistema eléctrico del vehículo, es el que suele determinar las dimensiones
de la batería.
Sistema de arranque

150. FundamentosFundamentos
Proceso de arranque
Para ponerse en marcha, los motores de combustión interna necesitan un
dispositivo auxiliar, ya que, a diferencia de los motores eléctricos y las
máquinas de vapor, no pueden hacerlo por si mismos. Para ello es preciso
vencer las considerables resistencias de compresion y el rozamiento de los
pistones y cojinetes (rozamiento de adherencia), que depende en gran
medida de la construcción y el número de cilindros del motor, así como de la
temperatura de éste y de las propiedades del lubricante. Las resistencias de
rozamiento alcanzan su máximo valor a bajas temperaturas. A fin de que,
incluso en condiciones desfavorables, pueda formarse la mezcla de aire y
combustible necesaria para el funcionamiento autónomo en el caso del
motor a gasolina, o alcanzarse la temperatura de autoencendido en el motor
diesel.
Sistema de arranque

151. El motor de arranque debe hacer girar el motor de combustión a cierta
velocidad de giro por minuto como mínimo (velocidad de arranque) y apoyar
la fase de aceleración del mismo hasta que alcance el régimen mínimo de
marcha autónoma tras los primeros encendidos.
Para la puesta en marcha de motores de combustión interna se utilizan
motores eléctricos (motores de corriente contínua, corriente alterna y
corriente trifásica), así como motores hidráulicos y neumáticos.
Dentro de estas posibilidades, el motor eléctrico de corriente contínua y
excitación en serie es especialmente apropiado como motor de arranque, ya
que desarrolla al alto par de giro inicial necesario para vencer las
resistencias de adherencia y acelerar las masas del mecanismo de
accionamiento. El par de giro se transmite principalmente a través de un
piñón y una corona dentada al volante del cigüeñal del motor de combustión
interna, y a veces también a través de correas trapezoidales, correas
dentadas, cadenas o directamente al cigüeñal.
FundamentosFundamentos
Sistema de arranque

152. Sistema de arranque

153. FundamentosFundamentos
El motor de arranque debe ser capaz de satisfacer las siguientes
exigencias:
•Disponibilidad permanente para el arranque
•Potencia de arranque suficiente a diferentes temperaturas.
•Larga vida útil, de modo que permita un gran número de procesos de
arranque (en el tráfico de corta distancia, la frecuencia de arranque es
particularmente alta).
•Construcción robusta, capaz de hacer frente a las solicitudes de engrane,
arrastre del motor de combustión y vibración, efectos de corrosión por
humedad y sal esparcida, suciedad, cambios de temperatura en el
compartimiento motor, etc.
•Poco peso y dimensiones favorables para el montaje y
•Funcionamiento con el mínimo de mantenimiento posible.
Sistema de arranque

154. FundamentosFundamentos
Como las condiciones de arranque
son diversas y la temperatura ejerce
una especial influencia, el motor de
arranque debe estar cuidadosamente
coordinado con los demás
componentes del sistema de
arranque y sus características, así
como con el motor de combustión
interna correspondiente.
Sistema de arranque

155. Condiciones de arranqueCondiciones de arranque
Al diseñar un sistema de arranque deben tenerse en cuenta ante todo,
aparte de los datos principales del motor, las condiciones de arranque.
Estas son las siguientes:
•Temperatura límite de arranque, es decir, la temperatura más baja del
motor y de la batería a la que aún se puede realizar un arranque,
•Resistencia de giro del motor en el arranque, equivalente al par de giro
necesario en el cigüeñal a la temperatura límite de arranque (incluidos todos
los grupos adicionales no desacoplables)
•Velocidad mínima necesaria del motor a la temperatura límite de arranque.
•Posible desmultiplicación del elemento de transmisión entre el motor de
arranque y el cigüeñal.
•Tensión nominal del sistema de arranque.
•Características de la batería de arranque.
Sistema de arranque

156. Condiciones de arranqueCondiciones de arranque
•Longitud o resistencia eléctrica de los cables de alimentación entre batería
y motor de arranque (caída de tensión)
•Par de giro, velocidad de giro potencia del motor de arranque (curva
característica del motor de arranque, proceso de arranque)
Especial importancia reviste la temperatura límite de arranque, que es la
temperatura más baja a la que un motor de combustión interna puede llegar
de forma segura a la marcha autónoma con el sistema eléctrico existente
(con el estado de carga definido de la correspondiente batería) y una
determinada viscosidad del aceite.
La temperatura más baja a la que aún debe ser posible el arranque depende
de las condiciones climáticas de la zona de utilización y de aspectos
económicos (la potencia necesaria y los costes de un sistema de arranque
aumentarán considerablemente con la disminución de la temperatura límite
de arranque)
Sistema de arranque

157. Condiciones de arranqueCondiciones de arranque
En el ejemplo mencionado, para una temperatura límite de arranque de -
23ºC se necesita un motor de arranque con una potencia nominal de 2,2kW,
junto con la batería de 12 V 90Ah/450 A. La batería se encuentra
descargada en un 20% de su capacidad nominal. Cuanto más frío esté el
motor, tanto más alta deberá ser la velocidad de giro inicial para que
arranque. Para contrarrestar este comportamiento térmico del motor, la
velocidad de giro del motor de arranque debería aumentar al disminuir la
temperatura, pero, lamentablemente en la práctica ocurre todo lo contrario:
como el motor de arranque depende de la alimentación de energía de la
batería, la disminución de velocidad de giro del motor de arranque es
incluso más que proporcional a la disminución de temperatura, debido al
aumento de la resistencia interna de la batería. Ensayos de arranque y de
revoluciones de arranque de este tipo se realizan con mucha frecuencia en
la cámara frigorífica del Centro Técnico de Sistemas Eléctricos para
automóviles de Bosch.
Sistema de arranque

158. Sistema de arranque

159. Potencia nominalPotencia nominal
Además de la tensión nominal, otra característica importante de un motor de
arranque es la potencia nominal.
Esta es una magnitud característica definida y determinada con exactitud en
el banco de pruebas. Se refiere al tamaño máximo admisible de la batería
correspondiente al motor de arranque, cuyo estado de carga a la
temperatura de -20C debe ser “descargada en el 20%” así como a un cable
de alimentación cuya resitencia sea de 1mΏ. De ese modo, la función de
arranque está garantizada incluso en condiciones desfavorables. En este
caso, la potencia real entregada por el piñón del motor de arranque en cada
estado de servicio corresponde a la potencia interna absorvida menos las
pérdidas en el hierro, en el cobre y por rozamiento.
La potencia de un motor de arranque depende pues, en escencia, de la
resistencia del cable de alimentación y de la resistencia interna de la
batería. Cuanto menor sea esta última, mayor será la potencia del motor de
arranque.
Sistema de arranque

160. Potencia nominalPotencia nominal
Uno de los métodos de comprobación de la potencia de arranque en
condiciones desfavorables es el ensayo en cámara frigorífica.
Sistema de arranque

161. Sistemas de arranque para turismos (automóvilesSistemas de arranque para turismos (automóviles))
Son vehículos de turismo todos los automóviles destinados al transporte de
personas con una capacidad de 9 plazas como máximo. Los sistemas de
arranque de los turismos están dotados generalmente de motores de
arranque con piñón deslizante movido por rosca con una potencia nominal
de hasta 2 kW aprox. Como tensión nominal se ha impuesto en general la
de 12 V, que permite poner en marcha motores de gasolina de hasta 7 litros
de cilindrada y motores Diesel de hasta 3 litros. El márgen de potencia de
arranque depende en gran medida del procedimiento de combustión: A igual
cilindrada, un motor Diesel necesita un motor de arranque de mayor
potencia que uno de gasolina.
El circuito de los sistemas de arranque de los turismos tiene una estructura
muy sencilla.
Sistema de arranque

162. Sistemas de arranque para turismosSistemas de arranque para turismos
El motor de combustión interna se encuentra cerca del conductor, quien
puede así seguir sin problemas el sonido del proceso de arranque. Una vez
producido el arranque puede percibir también la marcha del motor, por lo
que no es probable una nueva conexión involuntaria del motor de arranque
y el correspondiente engrane del piñón en la corona dentada del motor
térmico con éste en movimiento. Por esta razón, en los coches de turismo
no se necesitan, normalmente, dispositivos especiales de control y
protección para el proceso de arranque. En algunos modelos de turismos se
monta un relé de bloqueo de arranque, a fin de excluir toda posibilidad de
accionamiento no intencionado del motor de arranque.
Sistema de arranque

163. Sistemas de arranque para turismos con motor a Sistemas de arranque para turismos con motor a
gasolinagasolinaEl sistema de arranque corresponde al circuito básico de la figura y se
activa, entre otros procedimientos, mediante un conmutador de encendido y
arranque de varias posiciones. Antes de la posición de conexión “Arranque”
Sistema de arranque
se conecta el sistema de
encendido, pues sin su
contribución no son posibles
el arranque ni la marcha
autonóma del motor de
gasolina. El encendido
continúa activado tras la
desconexión del motor de
arranque y posibilita la
marcha autónoma del motor
de gasolina.

164. Sistemas de arranque para Sistemas de arranque para
turismos con motor Dieselturismos con motor Diesel
Para que pueda comenzar el proceso de arranque primero debe conectarse
el sistema de precalentamiento con bujías de incandescencia. Los sistemas
de precalentamiento de los turismos modernos tienen casi siempre un
conmutador combinado de precalentamiento y arranque que, una vez
finalizado el tiempo de incandescencia de las bujías puede conmutarse para
el arranque. En sistemas de arranque Diesel más antiguos, los
conmutadores de arranque y de precalentamiento de arranque están
montados por separado.
Tan pronto como la superficie de la bujía de incandescencia se ha calentado
lo suficiente para que el combustible pueda inflamarse en ella, es posible
poner en marcha el motor Diesel. Al contrario que el motor a gasolina, el
sistema de precalentamiento del motor Diesel se desconecta junto con el
motor de arranque una vez finalizado el proceso de arranque.
Sistema de arranque

165. Sistema de arranque

166. Sistemas de arranque para Sistemas de arranque para
vehículos industrialesvehículos industriales
Los vehículos industriales son automóviles destinados al transporte de más
de 9 personas, mercancías y/o al arrastre de remolques. Esta categoría de
vehículos comprende en escencia los siguientes grupos:
•Transporte público (microbuses, autobuses de línea y articulados)
•Camiones de diferentes tamaños.
•Camiones especiales (camiones cisterna, coches de bomberos, vehículos
de remolque, camiones de basuras)
•Vehículos tractores (de remolques o semiremolques y tractores agrícolas)
En consonancia con la gran cantidad de vehículos industriales, también los
sistemas de arranque están adaptados al objetivo de la aplicación, a la
estructura y al motor de combustión del vehículo.
Sistema de arranque

167. Los vehículos industriales ligeros, como vehículos de reparto y microbuses,
así como algunos tractores, suelen estar equipados con sistemas de
arranque sencillos de 12 voltios cuya estructura, al margen de la mayor
potencia del motor de arranque, coincide en la sencillez con la de los
sistemas de arranque corrientes de los turismos.
A diferencia de los vehículos industriales pesados y semipesados, no se
necesitan relés especiales de conmutación de baterías o de protección para
evitar problemas en el proceso de arranque.
Los vehículos industriales semipesados con motor de gasolina de hasta 20
litros de cilindrada aproximadamente, tienen por lo general sistemas de
arranque de 12 voltios, mientras que los vehículos equivalentes con motor
Diesel de hasta unos 12 litros de cilindrada tienen sistemas de arranque con
una tensión nominal de 12 o 24 voltios.
Sistemas de arranque para Sistemas de arranque para
vehículos industrialesvehículos industriales
Sistema de arranque

168. Sistemas de arranque para Sistemas de arranque para
vehículos industrialesvehículos industriales
Los vehículos industriales pesados con motor Diesel de hasta 24 litros de
cilindrada aprox. tienen siempre sistemas de arranque de 24 voltios,
alimentados por dos baterías de 12 voltios en serie. Cuando la batería está
muy alejada del motor de arranque, los sistemas de 24 voltios son los más
convenientes: las pérdidas de tensión no son tan desfavorables, por lo que
se obtienen mejores condiciones de arranque obtenible. Por este motivo,
existen también sistemas “mixtos” de 12/24 voltios, con una tensión de 12
voltios para la red de a bordo y una tensión de 24 voltios para el motor de
arranque.
Sistema de arranque

169. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
El motor de arranque está integrado generalmente por los siguientes
componentes:
- Motor de arranque eléctrico,
- Relé de engrane y
- mecanismo de engrane
Sistema de arranque

170. Motor de arranque eléctrico
Principio
En el motor eléctrico se utiliza una corriente eléctrica para producir un
movimiento giratorio transformando energía eléctrica en energía mecánica.
Esta transformación se basa en la fuerza ejercida por un campo magnético
sobre un conductor por el que circula una corriente eléctrica. La magnitud
de esta fuerza es proporcional a la intensidad del campo magnético y a la
intensidad de la corriente, y su valor máximo se obtiene cuando el campo
magnético y la corriente están orientados perperdicularmente entre sí.
Supongamos que el conductor tiene forma de espira y gira libremente en el
campo magnético. Al pasar la corriente, se sitúa normalmente en posición
perpendicular al campo magnético y es sujetado en este lugar por la fuerza
magnética. Invirtiendo la dirección de la corriente en la espira en este punto
muerto, puede evitarse el estado de reposo.
Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque

171. Entonces el par tiene siempre el mismo sentido de giro y permite la rotación
ininterrumpida de la espira conductora. Esta inversión de corriente se realiza
en un colector (inversor de corriente). En nuestro caso, el colector está
formado por dos segmentos seminanulares aislados entre sí, a los que
están conectados los dos extremos de la espira conductora. Dos escobillas
de carbón están unidas a la fuente de tensión y a través de ellas pasa la
corriente por las diferentes espiras. (parte 2a de la figura)
A fin de obtener un par de giro uniforme, se aumenta el número de espiras.
La suma de los pares de giro individuales produce un par de giro total más
alto y uniforme.
Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque

172. La figura 2b muestra tres
espiras dispuestas
simétricamente, cuyo
colector tiene ahora los
seis segmentos que les
corresponden, también
denominados delgas. En
realidad el número de
espiras es aún mayor, con
lo cual se puede aumentar
el par de giro total.
Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque

173. El campo magnético puede generarse por medio de imanes permanentes
(motores de excitación permanente) o de electroimanes (polos
electromagnéticos con devanado de excitación). Según el tipo de conexión
del devanado de excitación se distingue entre motores en derivación, en
serie y compound.
Ejecución técnica
En los motores de arranque eléctricos, el electroimán está formado por una
carcasa de estátor tubular, en cuyo interior se fijan generalmente cuatro
zapatas polares (polos magnéticos). Estas zapatas tienen, a menos que se
trate de imanes permanentes como los tipos DM y DW, un devanado de
excitación del campo magnético. El devanado de excitación se alimenta con
tension contínua, para que las líneas de campo vayan siempre en una
misma dirección (es decir de los polos norte a los sur).
Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque

174. Como las líneas del campo magnético son siempre cerradas y circulan
perfectamente por el hierro, la carcasa polar y las zapatas polares se
fabrican con dicho metal. (más exactamente de una acero con propiedades
magnéticas especiales).
El inducido está construido por un paquete de discos de chapa aislados
entre sí para evitar pérdidas por magnetización, y prensados sobre el eje
del propio inducido, formando un cilindro ranurado longitudinalmente, en
cuyas ranuras se alojan las espiras. Al pasar corriente por ellas, se genera
en el núcleo de hierro del inducido un campo magnético con polos norte y
sur. El giro del inducido se origina por confrontación de los polos de igual
signo del inducido y de la carcasa del estator, los cuales se repelen
recíprocamente. Las espiras que forman el devanado del inducido están
conectadas a las diferentes láminas del colector (delgas).
Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque

175. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
El colector va montado a su vez directamente en el eje del inducido y sobre
él rozan casi siempre cuatro escobillas de carbón, conectadas por parejas a
los polos positivo y negativo de la batería (masa). El colector se encarga de
invertir el sentido de la corriente en el inducido y por consiguiente la
polaridad, mientras que esta última se mantiene inalterable en la carcasa
polar.
En el inducido de un motor eléctrico se induce (excita) una tensión que se
opone a la tensión de servicio aplicada al inducido. Cuando mayor es la
velocidad de giro del motor, mayor es la contratensión y menor la intensidad
de la corriente.
En cambio, cuando el motor queda bajo carga por tener que realizar un
trabajo, al disminuir su velocidad de giro decrece la contratensión y aumenta
la intensidad de corriente.
Sistema de arranque

176. La intensidad y por tanto el par de giro alcanzan su máximo valor cuando el
motor tiene que arrancar en carga desde el estado de reposo. Así pues, el
motor eléctrico ajusta por sí mismo su corriente a la carga mecánica.
Motores en derivación
En los motores en derivación, el devanado de excitación está conectado en
paralelo con el inducido. Con una alimentación de tensión constante, la
excitación y la velocidad de giro son casi independientes del par de giro, lo
cual sería desfavorable para el funcionamiento del motor de arranque. Sin
embargo, la caída de tensión de la batería por la alta intensidad del motor
de arranque, conduce a una curva característica apropiada para el
arranque, similar a la de los motores en serie.
Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque

177. Motores de excitación permanente
Estos motores se caracterizan por su sencillez constructiva y su pequeño
tamaño. Como el campo magnético es generado por imánes permanentes,
la excitación es siempre la misma en cualquier estado de servicio. No existe
devanado de excitación y por tanto tampoco corriente de excitación ni
resistencia ohmica, por lo que la resistencia total del motor eléctrico es
pequeña. Cuando se utilizan como motores de arranque a la tensión de la
batería, los motores de excitación permanente tienen un comportamiento
similar al de los motores en derivación.
Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque

178. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque
Motores en serie
En los motores en serie o de excitación en serie, los devanados de
excitación y del inducido están conectados en serie (uno tras otro). La
corriente de excitación no se deriva sino que la corriente del inducido pasa
también por el devanado de excitación. Como esta corriente de inducido es
particularmente alta durante la puesta en marcha del motor bajo carga,
genera un campo magnético de alta intensidad. Por esta razón, los motores
desarrollan un elevado par de arranque que disminuye con rapidez al
aumentar la velocidad de giro. Gracias a esta propiedad el motor eléctrico
es especialmente adecuado como motor de arranque.
En el caso de los motores de arranque pequeños, el motor se conecta
directamente durante el proceso de engrane, para que pueda actuar
inmediatamente el par de giro total.

179. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque
Motores en derivación y en serie combinados (motores compound)
Los motores de arranque grandes tienen un motor compound con un
devanado en derivación y otro en serie, los cuales se conectan en dos
etapas. En la etapa previa se limita la corriente del inducido, para lo cual se
empieza por conectar el devanado en derivación en serie con el inducido,
como resistencia adicional. Así, el inducido genera sólo un pequeño par de
giro para el engrane. En la etapa principal circula toda la corriente por el
motor de arranque, que entonces puede desarrollar su par de giro completo.
El devanado en derivación se conecta ahora en paralelo y el devanado en
serie sigue conectado en serie con el inducido. Si el piñón vuelve a su
posición inicial, el campo en derivación se encarga de parar rápidamente el
inducido.

180. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque
Relé de engrane
En escencia, un relé sirve para conmutar una corriente elevada por medio
de otra relativamente baja. En turismos, p. ej. la corriente del motor de
arranque alcanza un valor máximo de 1000 A, y en vehículos industriales de
hasta 2600 A aproximadamente. En cambio para conectar la baja corriente
de mando hasta el interruptor mecánico (interruptor de arranque,
conmutador de encendido y arranque, interruptor de marcha).

181. Sistema de arranque
El relé de engrane incorporado en el motor de arranque es la combinación
de un imán de engrane con un relé, y cumple una doble función:
Avance del piñón para el engrane con la corona dentada del motor de
combustión y
Cierre del contacto móvil para la conexión de la corriente principal del
motor de arranque.

182. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque
La estructura del relé de engrane puede verse en la siguiente figura. El
núcleo magnético fijado rígidamente a la carcasa penetra en el interior del
devanado magnético por un lado y el núcleo deslizante (armadura) por el
otro. La distancia entre el núcleo magnético y el núcleo deslizante
corresponde a la carrera de la armadura. La carcasa del electroimán, el
núcleo magnético y la armadura forman un circuito magnético.

183. En varias ejecuciones, el devanado del relé se compone de dos grupos: un
devanado de atracción y otro de retención. Esta medida resulta muy
ventajosa en relación con la carga térmica admisible y la fuerza magnética
que puede alcanzarse.
Sistema de arranque
Durante la atracción se
produce una fuerza magnética
más elevada, que permita
superar la resistencia el
engrane, Cuando el circuito del
motor de arranque está
cerrado, el devanado de
atracción se halla en
cortocircuito.

184. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Entonces actúa sólo el devanado de retención, cuya fuerza magnética es
suficiente para retener la armadura del relé hasta que se abra de nuevo el
interruptor de arranque.
Bajo la influencia de la fuerza magnética generada tras la conexión, la
armadura del relé penetra en el devanado. Este movimiento se aprovecha
por un lado para el deplazamiento axial del piñón y por otro para apretar El
puente contra los contactos de corriente principal.
Tras la desconexión, los muelles de recuperación situados entre los
diferentes componentes se encargan de abrir los contactos y restituir la
armadura del relé a su posición inicial. Por conveniencia, las conexiones
eléctricas van integradas con el relé de engrane en un solo componente.
Los motores de arranque grandes no llevan ningún relé de engrane, sino
que el imán de acomplamiento para el avance del piñón y el relé de mando
para las etapas de conexión eléctrica están separados entre sí.
Sistema de arranque

185. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Mecanismo de engrane
La tapa del lado de accionamiento
del motor de arranque contiene en
escencia el mecanismo de engrane
con el piñón, el acoplamiento libre
(acoplamiento de adelanto), el
elemento de acoplamiento (palanca
o barra de embrague para la carrera
de engrane) y el muelle de engrane.
En este conjunto de motor de
arranque se coordinan
adecuadamente el movimiento de
avance del relé de engrane y el
movimiento giratorio del motor
eléctrico, que se transmite al piñón.
Sistema de arranque

186. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Piñón
El motor de arranque se acopla a una corona
dentada del volante del motor de combustión
por medio de una pequeña rueda dentada
engranable y desengranable. Una gran
multiplicación(normalmente 10:1 y 15:1
permite vencer la alta resitencia de giro del
motor de combustión con un motor de
arranque relativamente pequeño, pero que
gira a gran velocidad.así el motor de
arranque puede fabricarse de pequeñas
dimensiones y bajo peso.
Sistema de arranque

187. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Para que el piñón pueda engranar correctamente con la corona dentada
durante el proceso de arranque, transmitir el par de giro necesario y
finalmente desengranar en el momento oportuno, el dentado tiene unas
características bien determinadas:
-Para el dentado del piñón se utiliza el perfil de envolvente, que favorece el
engrane (“perfil de curvas de desarrollo”, que comprende una curva
matemáticas determinada)
- Los dientes del piñón y, según el tipo de construcción del motor de
arranque, también los de la corona dentada, están achaflanados en la cara
frontal.
- Al contrario de las ruedas dentadas que funcionan en toma constante, la
distancia entre los ejes del piñón y de la corona es mayor, para conseguir
suficientemente juego entre los flancos de los dientes.
- La superficie frontal del piñón debe estarm en reposo, a una distancia
mínima de la superficie frontal de la corona y
Sistema de arranque

188. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
- Los materiales del piñón y la corona, así como los procedimientos para
endurecerlos, deben estar coordinados entre sí para lograr una larga vida
útil.
Sistema de arranque
Para la protección del motor de
arranque, tan pronto como el motor
de combustión “arranca” y acelera
por su propia fuerza hasta superar la
velocidad de arranque, el piñón debe
desengranar por sí solo, o la unión
entre el eje del motor de arranque y
el volante del motor anularse de
forma automática. Con este fin, los
motores de arranque están dotados
de una acoplamiento libre y un
mecanismo de engrane y retorno.

189. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Procedimiento de engrane
El procedimiento de engrane del piñón con la corona dentada ha de
diseñarse, en todos los casos, de manera que el movimiento de avance del
relé de engrane y el movimiento giratorio del motor de arranque eléctrico
puedan superponerse en cualquier situación de engrane imaginable, pero
que cada movimiento sea independiente del otro. Los distintos tamaños de
motores de arranque se diferencian en la ejecución técnica del
procedimiento de engrane. Las diferencias se reflejan en la denominación
del tipo de construcción del motor de arranque.
Piñón deslizante movido por rosca
En los motores de arranque de piñon deslizante movido por rosca, el
movimiento de avance del relé de engrane incorporado se transmite al
arrastrador (con piñón), que es guiado por una rosca de gran paso del eje
del inducido. Se obtiene así un movimiento de avance helicoidal que facilita
sustancialmente el engrane del piñón.
Sistema de arranque

190. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Piñón deslizante de giro electromotorizado
En los motores de arranque de piñón deslizante y electroimán de engrane
en la prolongación del eje del inducido, el piñón se desplaza en línea recta
mediante una barra de acoplamiento que pasa a través del eje hueco del
inducido. Al mismo tiempo, en una primera etapa comienza a girar
lentamente el inducido para facilitar el engrane. Una vez producido éste, en
la segunda etapa circula la corriente principal completa para hacer girar el
motor de combustión.
Piñón deslizante de giro mecánico
En la primera etapa de los motores de arranque de piñón deslizante y relé
de engrane incorporado, se desplaza en línea recta el engranaje completo
con el piñón. Si no es posible el engrane directo, entra en funcionamiento la
segunda etapa mecánica con un giro adicional del piñón.
Sistema de arranque

191. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Acoplamiento libre
En todas las versiones de motores de arranque, el movimiento giratorio se
transmite a través de una acoplamiento libre (acoplamiento de adelanto),
que arrastra al piñón durante el accionamiento del eje del inducido y, en
cambio, anula la unión entre dicho eje y el piñón al girar este último a mayor
velocidad (“adelanto” del motor de combustión).
El acoplamiento libre, dispuesto entre el motor de arranque y el piñón de
este, impide que el inducido alcance velocidades excesivas cuando el motor
de combustión arranca rápidamente.
Acoplamiento libre de rodillos
Los motores de arranque de piñón deslizante movido por rosca están
equipados para su protección, con un acoplamiento libre de rodillos El
elemento más importante es el anillo de marcha libre con rampa de
deslizamiento de rodillos, que forma parte del arrastrador, y está unido al eje
del inducido mediante una rosca de gran paso.
Sistema de arranque

192. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
La unión cinemática de fuerza entre el vástago interior del piñón y el anillo
exterior de marcha libre del arrastrador se establece mediante unos rodillos
cilíndricos que pueden moverse por la rampa de deslizamiento.
En estado de reposo, los muelles de compresión empujan los rodillos hacia
la parte más estrecha del espacio comprendido entre la rampa de
deslizamiento del anillo de marcha libre y la parte cilíndrica del piñón, para
que este último pueda acoplarse de forma segura con el eje del inducido al
ponerse en marcha el motor de arranque.
Durante el accionamiento del eje del inducido del motor de arranque, los
rodillos cilíndricos son apretados en la parte más estrecha de la cámara.
Si el motor de combustión acciona el piñón del motor de arranque a una
velocidad superior a la de giro en vacío del inducido en la fase de arranque,
los rodillos se liberan y se desplazan, venciendo la fuerza del muelle de
compresión, hacia la parte más ancha de la cámara.
Sistema de arranque

193. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
De este modo, el
acoplamiento libre de rodillos
anula la unión cinemática de
fuerza entre el piñón y el
inducido. Las ventajas de este
acoplamiento libre consisten
en que sólo es necesario
acelerar masas pequeñas y en
que el par de adelanto eficaz
del motor de combustión es
relativamente reducido.
Sistema de arranque

194. Sistema de arranque
Acoplamiento libre de discos
Este tipo de acoplamiento se utiliza en grandes motores de arranque de
piñon deslizante. Si la velocidad de giro del piñón del motor de arranque
sobrepasa la del inducido al arrancar el motor de combustión, el
acoplamiento libre de discos deshace la unión cinemática de fuerza entre el
piñón y el inducido del motor de arranque. Una rosca de gran paso prevista
en el husillo de accionamiento origina esta separación, evitando así que el
motor de arranque se acelere en exceso. El acoplamiento libre de discos
tiene también la misión de actuar como embrague de sobrecarga y limitar el
par de giro transmitido por el eje del inducido del piñón.

195. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Un requisito esencial de la estructura de este acoplamiento es que los
discos, que deben transmitir la totalidad de fuerzas, puedan desplazarse en
sentido axial en la brida de arrastre o estén dispuestos sobre la tuerca de
presión, pero que no puedan girar en sentido radial. En efecto, los discos
están engranados con la brida de arrastre mediante levas de arrastre
alternativas en la periferia exterior (discos exteriores) y con la tuerca de
presión en la periferia interior (discos interiores)
La brida de arrastre exterior está rígidamente unida al eje del inducido; en
cambio, la tuerca de presión puede girar sobre la rosca de gran paso del
husillo.
Sistema de arranque

196. Acoplamiento libre de dentado recto
El acoplamiento libre de dentado recto, en combinación con el mecanismo
de engrane de dos etapas, se monta sobre todo en los motores de arranque
de piñón deslizante tipo KE. Al comienzo del proceso de adelanto, la corona
dentada del motor de combustión impulsa, conforme a las siguientes
figuras, el piñón (1), el cual está acoplado mediante un dentado recto con la
pieza de acoplamiento (4). Esta se desvía sobre la rosca de gran paso del
husillo con rosca hacia el interior, en dirección al motor de arranque,
comprimiendo con ello el muelle (5) el cual efectúa después la reposición de
la pieza de acoplamiento. La separación de los elementos de acoplamiento
de dentado recto (piñón y pieza de acoplamiento) del acoplamiento libre de
dentado es apoyada por varios pesos centrífugos (2), puesto que éstos
generan una fuerza longitudinal a través de una anillo con un mandrinado
cónico interior (3). Una empaquetadura de goma amortigua el golpe del
acoplamiento al producirse un nuevo arrastre de los elementos del mismo.
Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Sistema de arranque

197. Estructura básica del motor de Estructura básica del motor de
arranquearranque
Frenado del inducido
A veces es necesario repetir el arranque, pero antes hay que detener de
nuevo rápidamente el inducido del motor de arranque. En los motores de
arranque de piñón deslizante movido por rosca, el procedimiento de parada
es sencillo: tras la desconexión del mecanismo de engrane o del inducido, el
muelle de recuperación presiona un disco de arranque o de freno y produce
el frenado por rozamiento. En caso de excitación permanente, se produce
además un efecto de frenado del motor generado durante el funcionamiento
por inercia. En los motores de arranque de piñón deslizante, el campo en
derivación genera un régimen de marcha en vacío limitado, con lo cual el
inducido del motor de arranque llega rápidamente a la parada. En cambio,
otras versiones presentan un devanado de freno con conexiones especiales,
el cual se conecta en paralelo con el inducido durante el giro, nada más
producirse la desconexión del motor de arranque, y actúa como freno de
corriente.
Sistema de arranque

198. Técnica de pruebas para Técnica de pruebas para
sistemas de arranquesistemas de arranque
Los sistemas de arranque de los turismos actuales están diseñados para la
duración media de los motores de los vehículos y por ello no requieren
ningún mantenimiento especial.
En vehículos comerciales sometidos a recorridos cortos y frecuentes u otras
cargas excepcionales, sobre todo en taxis y vehículos de reparto de
paquetería o similares, es aconsejable realizar una inspección periódica del
sistema de arranque.
Esto rige también para los vehículos industriales, los cuales están
dimensionados para un kilometraje muy superior al de los turismos.
En caso de mal funcionamiento del sistema de arranque se deberá realizar
primero una comprobación directa en el vehículo. Si se localiza una avería
en el motor de arranque, se sustituirá este o se reparará con ayuda de los
datos e instrucciones de servicio.
El motor de arranque se deberá comprobar en el banco de pruebas
combinado antes de montarlo en el vehículo.
Sistema de arranque

199. Comprobación directa en el vehículo
Antes de comprobar el sistema de arranque, se verificará el funcionamiento
de la batería (tensión de carga, nivel y densidad de electrolito). Un exámen
acústico permitirá distinguir los siguientes síntomas de fallo.
- Ruidos extraños de arranque
- El motor de arranque engrana, pero el motor gira lentamente o no gira en
absoluto, no hay ruido de engrane,
- El motor de arranque no desengrana o lo hace con excesiva lentitud.
Si suenan ruidos extraños durante el arranque, deberá atribuirse la avería al
motor de arranque, el montaje de éste a la corona de arranque del motor de
combustión. En el caso de otros sintomas de fallo, es necesario realizar una
comprobación eléctrica selectiva del sistema de arranque(p. ej. Con un
comprobador de motores).
Técnica de pruebas para Técnica de pruebas para
sistemas de arranquesistemas de arranque
Sistema de arranque

200. Técnica de pruebas para Técnica de pruebas para
sistemas de arranquesistemas de arranque
Las siguientes comprobaciones se realizan en estado de reposo:
- cortocircuito a masa o al positivo de los cables
- tensión del borne 30
- discontinuidad de los cables y
- resistencia de paso de los cables.
Estas otras comprobaciones se llevan a cabo durante el proceso de
arranque:
- tensión en el borne 50
- tensión a la salida del relé y
- corriente del motor de arranque (hasta 1000 A)
Sistema de arranque

201. Técnica de pruebas para Técnica de pruebas para
sistemas de arranquesistemas de arranque
Reparación del motor de arranque
Para la reparación de motores de arranque se utilizan diferentes aparatos
de prueba (p.ej. Comprobadores de alternadores trifásicos y comprobadores
de cortocirciutos entre espiras). Además, para cada tipo de motor de
arranque se necesitan herramientas especiales: sólo así es posible localizar
y reparar debidamente la avería del motor de arranque.
Comprobación del motor de arranque en el banco de pruebas combinado
Una vez reparado el motor de arranque, se fija en el puesto de pruebas de
motores de arranque del banco de pruebas combinado. Según la versión del
motor de arranque, la sujeción se realiza mediante una brida o mediantes
prismas y estribos.
Con ayuda del volante manual y de la mesa de sujeción, se ajustan la
holgura entre flancos de dientes y la distancia del piñón.
Sistema de arranque

202. Técnica de pruebas para Técnica de pruebas para
sistemas de arranquesistemas de arranque
A continuación se ajusta el sesor de revoluciones y se efectúa la conexión
eléctrica del motor de arranque.
La comprobación del motor de arranque consta en esencia, de dos pruebas
parciales:
- En la prueba de marcha en vacío se hace funcionar el motor de arranque
sin carga. La corriente del motor de arranque no debe sobrepasar un
determinado valor límite, mientras que al velocidad de giro debe alcanzar
cierto valor mínimo.
- En la prueba de cortocircuito, se frena el motor de arranque hasta la
parada completa por medio de un freno de tambor integrado en el banco de
pruebas. El motor de arranque solo debe bloquearse un momento,
concretamente 2 segundos como máximo.
Se miden la corriente del motor de arranque y la tensión en cortocircuito.
Los resultados obtenidos en la medición deben concordar con los valores
teóricos especificados.
Sistema de arranque

203. Motor de Motor de
Arranque GBArranque GB
Sistema de arranque

204. Localización de averias Localización de averias
V
V
Caída de tensión
12V 0,5V
24V 1,0V
Sistema de arranque

205. V
Tensión mínima
12V 7,0V
24V 15V
Sistema de arranque
Localización de averias Localización de averias

206. •Tensión de la Batería
durante el arranque >9.0V
•Corriente según la aplicación
Sistema de arranque
Localización de averias Localización de averias

207. Motor de arranque E.., J..Motor de arranque E.., J..
Sistema de arranque

208. Proceso de engrane del motor de arranque Proceso de engrane del motor de arranque
con piñón y roscacon piñón y rosca
Devanado
de atracción
Devanado
de retención
Contacto
Auxiliar para
encendido
Sistema de arranque

209. Sistema de arranque
Proceso de engrane del motor de arranque con Proceso de engrane del motor de arranque con
piñón y roscapiñón y rosca

210. Sistema de arranque
Proceso de engrane del motor de arranque con Proceso de engrane del motor de arranque con
piñón y roscapiñón y rosca

211. Motores de ArranqueMotores de Arranque
EV 1,9 – 2,2 kW
DW 1,4 – 1,7 kW
DM 0,8 – 1,0 kW
Sistema de arranque

212. Motor de arranque con engranajes Motor de arranque con engranajes
planetariosplanetarios
DW e DB
Sistema de arranque

213. DW e DB
Sistema de arranque
Motor de arranque con engranajes Motor de arranque con engranajes
planetariosplanetarios

214. EV
Sistema de arranque
Motor de arranque con engranajes Motor de arranque con engranajes
planetariosplanetarios

215. Motor de arranque: Motor de arranque:
esquema eléctrico y construcción esquema eléctrico y construcción
básicabásica
Devanado de
excitación solamente
para EV
Sistema de arranque

216. Motor de arranque con piñón movido Motor de arranque con piñón movido
axialmente por varillaaxialmente por varilla
KB
Sistema de arranque

217. Motor de Arranque KBMotor de Arranque KB
Sistema de arranque

218. Esquema eléctrico del motor de Esquema eléctrico del motor de arranquearranque KB KB
Sistema de arranque

219. Esquema eléctrico del motor de arranque KBEsquema eléctrico del motor de arranque KB
Sistema de arranque

220. Motor de arranque JEMotor de arranque JE
Acoplamiento
tipo Positork
Conexión masa
Protegido contra aceite y agua
Suministrado para 12V ou 24V
Sistema de arranque

221. Motor de Arranque GBMotor de Arranque GB
Sistema de arranque

222. Prueba de la llave Prueba de la llave
MagneticaMagnetica
• Inducido centrifugado
•Llave 12V probar con 24V
•Llave 24V probar con 36V
•Haga el puente “A” entre 30 y 50
•Empuje el inducido con la mano si
necesario.
•Interrumpir el puente “A”
•El inducido debe saltar hacia fuera.
A
Sistema de arranque

223. Motor de arranque:Motor de arranque:
Imágenes de dañosImágenes de daños
Causas:
Demasiado Tiempo de accionamiento del motor
Vehículo movido por el motor de arranque
Interruptor de encendido o relé de arranque
pegado.

Sistema de arranque

224. Causas:
llave de encendido o relé de arranque
pegado
Conexión de cables equivocada o corto
circuito de la linea 50 al positivo.
Sistema de arranque
Motor de arranque:Motor de arranque:
Imágenes de dañosImágenes de daños

225. Causas:
Casi siempre la causa es entrada de
agua en el relé, provocado por
lavado por máquinas de alta
presión.
Paso del vehículo por agua cuando
el motor de arranque es
submergido completamente.
Nota:
Bosch suministra motores de arranque conforme especificación del cliente.
Nuestros clientes nos piden, en general, dispositivos con protección contra
salpico de agua. Estos motores no fueron desarrollado para proyección de
agua con un pulverizador a alta presión o submersión
Sistema de arranque
Motor de arranque:Motor de arranque:
Imágenes de dañosImágenes de daños