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Sistema Elctrico del Motor

1 Centro de Entrenamiento Tcnico de Chonan - Corea Traducido y Adaptado por el Depto. de Asistencia Tcnica de Kia Chile S.A. - Chile




MEMO



Prefacio Como los dispositivos elctricos de los vehculos son iguales que los sistemas nerviosos del cuerpo humano,

cualquier mal funcionamiento de estos resultarn en autos con defectos. Por lo tanto, es necesario conocer los fundamentos bsicos sobre los dispositivos elctricos.

Recientemente, la estructura mecnica se ha complicado con la finalidad de proteger el medio ambiente de los gases de escape peligrosos, por lo que la mayor parte de los vehculos comprenden nuevos dispositivos elctricos para mejorar el rendimiento. Los enfoques a estudiar sobre la electricidad del automvil aumentarn cada da ms.

Este libro comprende la electricidad general del motor aplicada a cada situacin.



Contenidos 1. Batera

1.1 Principio de funcionamiento de la batera 6

1.2 Propsito de la batera 6

1.3 Tipos de bateras 7

1.4 Estructura de la batera de plomo-cido y operacin de carga y descarga 8

1.5 Caractersticas de la batera de plomo-cido 15

1.6 Duracin de la batera plomo-cido 19

1.7 Carga de la batera 19

1.8 Batera MF 23 2. Sistema de Arranque

2.1 Principios y tipos de motor DC 24

2.2 Motor de Arranque 29

2.3 Estructura y Operacin del motor de arranque 31

2.4 Diagnstico de problemas del sistema de arranque 42 3. Sistema de Carga

3.1 Objetivos del sistema de carga 45

3.2 Corriente alterna monofsica y corriente alterna de trifsica 45

3.3 Alternador de corriente contina 48

3.4 Alternador de corriente alterna 52

3.5 Regulador del Alternador 56 4. Sistema de Encendido

4.1 Objetivos del Sistema de Encendido 61

4.2 Sistema de Encendido controlado por computador 63

4.3 DLI (Sistema de Encendido sin distribuidor) 75

4.4 Rendimiento del Sistema de Encendido 80 5. Micro Analizador 570

5.1 Teclado 83

5.2 Procedimientos de prueba de la batera 83

5.3 Procedimientos de prueba del motor de arranque 85

5.4 Procedimientos de prueba de carga 86



MEMO



1. Batera 1.1 Principio de funcionamiento de la

batera La batera es un dispositivo electroqumico que

convierte la energa qumica en energa elctrica a travs de operaciones qumicas de la electricidad. Se clasifica en celdas primarias y celdas secundarias.

1.1.1 Celda Primaria

Cuando una placa de cobre y una placa de zinc son colocadas en una solucin de cido sulfrico diluido, el zinc ser derretido por el sulfuro para convertirse en un in de zinc (Zn++) teniendo electricidad positiva (+), por lo tanto, la carga elctrica negativa (-) ser coleccionada en la placa de zinc. El in de hidrgeno (H+) se mover a la placa de cobre al ser rechazado por el in de zinc. Por lo tanto, el in de hidrgeno ser la carga positiva (+) en la placa de cobre, de este modo la placa de cobre tendr carga positiva. Como resultado, se producir una diferencia de voltaje entre la placa de zinc y la placa de cobre.

Al conectar una carga externa (resistor) entre la placa de cobre y la placa de zinc, una corriente elctrica fluir desde la placa de cobre hacia la placa de zinc a travs de la carga externa. Usando este mecanismo, la energa qumica ser convertida en energa elctrica. Para la celda primaria, despus de haberse descargado una vez, es imposible que sea recargada de nuevo.

Fig. 1-1. Principio de la Celda Primaria

1.1.2 Celda Secundaria

Este tipo recibe el nombre de batera de almacenamiento. Puede recuperar la funcin de batera recargndola despus de haberse descargado. En los vehculos, esta celda secundaria es la ms usada. Cuando las cargas elctricas son conectadas a los terminales de la batera, se producir un voltaje por la reaccin qumica entre las placas de electrodos y el electrolito de la batera.

La batera de almacenamiento, es la batera de Plomo-Acido en la cual el cido sulfrico diluido es usado para el electrolito, el peroxido de plomo es usado por la placa positiva (nodo) y el plomo puro es usado por la placa negativa (ctodo).

Fig. 1-2 Principio de la Batera de Plomo-Acido

1.2. Objetivo de la Batera La batera puede convertir energa elctrica a

partir de la energa qumica en los elementos utilizados por las placas de electrodos y el electrolito (esto se llama descarga). Puede tambin almacenar energa elctrica como energa qumica (esto se llama carga). Los requisitos para la batera son los siguientes

Debe ser de tamao pequeo, liviana y debe durar mucho tiempo.

Debe resistir las vibraciones fuertes y ser de fcil mantencin.



Debe tener gran capacidad y ser de bajo costo. Las funciones de la batera en el vehculo deben satisfacer las siguientes condiciones:

Debe cubrir la carga elctrica de los dispositivos de operacin.

Cuando el alternador funciona mal, la batera debera funcionar como fuente elctrica durante el funcionamiento del vehculo.

Debe controlar el balance entre la salida del alternador y la carga de acuerdo al estado de funcionamiento.

Sin embargo, la batera no es la fuente principal de los dispositivos elctricos de los vehculos. Slo tiene un rol auxiliar cuando se le da arranque al motor y cuando la salida elctrica del alternador es menor que la salida de la batera. Por lo tanto, el rol ms importante de la batera es arrancar el motor en condiciones ptimas.

1.3 Los tipos de bateras La batera usada en la mayora de los autos es

la de tipo de celda secundaria (batera de almacenamiento o batera galvnica), la que es posible de ser cargada y descargada. Dentro de estas se pueden mencionar .

1.3.1 Batera de Plomo-Acido

Este tipo de batera est formada por perxido de plomo (PbO2), el que constituye la placa del electrodo positivo (+) (nodo), el plomo de descarga (Pb) como la placa (ctodo) del electrodo negativo y el cido sulfrico diluido (H2SO4) como el electrolito. Las ventajas y desventajas de esta, son las siguientes:

(1) Ventajas de la batera de Plomo-Acido

Es menos peligrosa que otros tipos porque la reaccin qumica de ella se produce con temperatura ambiente.

Tiene alta confiabilidad y bajo costo. (2) Desventajas de la batera de Plomo-Acido

La densidad de la energa es de alrededor

de 40Wh/kgf, ms baja que las otras.

Tiene menor duracin y el tiempo de carga es mayor que en otros tipos.

1.3.2 Batera Alcalina (Batera Ni-Cd)

En la batera alcalina, hay una batera de Ni-Fe y una batera de Ni-Cd. El bi nquel hidrxido [2NiO(OH)] y hierro (Fe) son usados en la batera Ni-Fe y el bi nquel hidrxido [2NiO(OH)] y el Cadmio (Cd) son usados en la batera Ni-Cd como placa andica (+) y placa catdica (-) respectivamente. El hidrxido de potasio (KOH) es usado por el electrolito. El electrolito es solamente usado para mover los electrones y no usados en la reaccin qumica para cargar y descargar, de manera que la gravedad especfica casi no cambiar. El cuerpo est hecho de una hoja de acero cubierta con nquel o plstico.

El voltaje medido es alrededor de 1.2V por celda, y el voltaje en estado de carga es de 1.35V por celda. El voltaje disminuir hasta 1.1V en la operacin de descarga. Las ventajas y desventajas de la batera alcalina son las siguientes:

(1) Ventajas de la batera alcalina

Puede resistir las condiciones de trabajo difciles tales como sobrecarga, sobre descarga y larga duracin.

Tiene buen rendimiento en relacin a la descarga alta

Tiene una gran densidad de salida. Tiene mayor duracin (10~20 aos). Tiene corto tiempo de carga.

(2) Desventajas de la batera alcalina

Tiene baja densidad de energa, alrededor de 25~35 Wh/kgf.

El costo del metal usado por el electrodo es muy caro.

Es difcil suministrar como producto en masa.



1.4 Estructura de la batera de plomo-cido y

operacin de carga y descarga

1.4.1 Estructura de la batera de plomo-cido

La composicin bsica de la batera de plomo-cido son dos tipos de electrodos de metal que tienen caractersticas diferentes de ionizacin y el electrolito en la caja. Hay una diferencia de voltaje elctrico entre el nodo (+) y el ctodo (-). Como se muestra en la Fig. 1-3, cuando una carga elctrica es conectada entre estos electrodos, la corriente elctrica fluir desde el electrodo (+) que tienen un valor de voltaje ms alto hacia el electrodo (-) que tiene voltaje elctrico ms bajo producindose la reaccin qumica entre los electrodos y el electrolito.

Fig. 1-3. Diagrama esquemtico bsico de la batera

de plomo-cido

En la batera de plomo-cido usada por los autos, el perxido de plomo (PbO2) es usado por el nodo, el plomo de descarga (Pb) es usada por el ctodo y la solucin de cido sulfrico diluido (H2SO4) es usado por el electrolito. Realmente, para obtener ms energa elctrica desde el volumen ms pequeo posible, las placas de electrodos que se contactan con el electrolito deben ser lo ms grande posible. Para hacerlo as, la placa de electrodo debe ser un grupo de placas que consisten en mltiples placas delgadas de metal en paralelo. Estos grupos de placas de electrodos nodos y ctodos estn instaladas una frente a la otra.

Fig. 1-4. Estructura de la batera de acumuladores

(1) Placa del electrodo

El electrodo esta formado por una placa de nodo y una placa de ctodo. Ellas estn fabricadas de perxido de plomo con un bao de plomo en la placa de nodo y ctodo respectivamente, esto se realiza despus que se esparce sobre la rejilla de metal (base de la placa) una pasta formada por plomo en polvo o xido de plomo en polvo mezclado con una solucin de cido sulfrico diluido.

Fig. 1-5. Placa de electrodos

La rejilla debe ser fcil de tratar, debe tener buena conductividad elctrica y fuerza mecnica, ser compatible con los materiales reactivos y tener alta resistencia al cido. Generalmente, la rejilla est hecha de aleacin de plomo (Pb) y antimonio (Sb). El perxido de plomo, de color caf oscuro, es fcilmente percolado por el electrolito debido a su porosidad. Sin embargo, puede ser fcilmente retirado de la placa porque tiene molculas con una dbil unin de energa. La descarga porosa de color gris del plomo no es retirada de la rejilla porque tiene una fuerte unin de energa y reactividad. Sin embargo la partcula de polvo se crear cuando se use la batera, entonces la porosidad disminuir.



Como las partculas cristalizadas del perxido de plomo son retiradas desde la placa o la porosidad de la placa negativa es reducida, la capacidad de la batera es reducida; al final su tiempo de vida terminar. La placa del nodo est ms activa, por lo que la placa del ctodo esta formada por ms de una placa base, para fortalecer la capacidad y proteger la placa negativa.

(2) Separador

Los separadores son insertados entre las mltiples placas de nodo y placas de ctodos para proteger cortes entre ellas por efecto de separadores daados, esto puede hacer que la energa elctrica cargada en la batera se pierda.

El material del separador es reforzado con fibra hecha de resina, goma o plstico que tiene pequeos percolados. La cara con muescas del separador est enfrente al nodo para proteger de la corrosin por el perxido de plomo y para acelerar la difusin del electrolito. Los requisitos del separador son los siguientes:

y No debe tener conductividad. y Debe ser poroso para acelerar la difusin del

electrolito.

y Tener buena fuerza mecnica y no debera ser corrodo fcilmente por el electrolito.

y No debera emitir ningn material daino contra los electrodos.

(3) Grupo de placas

El grupo de placas est hecho por el ensamble de mltiples electrodos y separadores alternativamente; soldando el electrodo con la pieza de conexin y conectndolo al polo del terminal, el polo (+) del terminal por la placa de nodo y el polo negativo del terminal (-) por la placa del ctodo.

El grupo de una placa hecho por este mtodo es llamado celda. Para la batera de almacenamiento de 12V, hay seis celdas, en el caso de ser conectada en serie. Cada celda puede producir una fuerza electromotriz de 2.1~2.3V. Con el aumento el nmero de celdas, el rea de la superficie de contacto con el electrolito tambin aumenta, de modo que la capacidad de la batera aumentar.

(4) Cuerpo de la Batera

El cuerpo est generalmente hecho de resina plstica. Para la batera de 12V, el cuerpo se divide en 6 sectores por contener seis celdas. En el fondo de cada celda, hay un elemento que sirve para proteger del corte que resulta de los cimientos o depsitos de los materiales reactivos que se sacan de las placas. Usando carbonato de sodio y agua o amonaco de agua se ejecuta la limpieza para el cuerpo y la cubierta de la batera.

Fig. 1-6 Grupo de placas



(5) Cubierta & Conector de Ventilacin La cubierta tambin est fabricada en resina

plstica y adherida al cuerpo para asegurar de que no ingrese aire o humedad. En el centro de la tapa, hay un orificio para inyectar el electrolito o agua destilada e insertar el densmetro para medir la gravedad especfica o el termmetro y el conector de ventilacin para cerrar este orificio. Hay tambin un pequeo agujero cerca del conector de ventilacin para emitir los gases de oxgeno e hidrgeno generados desde el interior de la batera. En el caso de la batera sin mantenimiento (MF: Maintenance Free) recientemente introducidas no hay conector de ventilacin.

Fig. 1-7. Estructura del conector de ventilacin

(6) Electrolito El electrolito es una solucin de cido sulfrico

diluido con agua destilada, la que tiene un alto grado de pureza. El electrolito almacena la energa elctrica cuando la batera es cargada, en este caso el electrolito se pone en contacto las placas de electrodos y emite la energa elctrica cuando se descarga la batera. Tambin conduce la corriente elctrica en la celda. La gravedad especfica del electrolito a 20C es de alrededor de 1.280 cuando la batera esta completamente cargada.

Cuando la gravedad especfica esta con carga mxima, la conductividad del sulfuro es la ms alta. Cuando la batera est completamente descargada, la gravedad especfica es de alrededor de 1.050. De hecho, el electrolito de la batera tiene una gravedad mucho ms alta que el valor estndar para aumentar la fuerza electromotriz y para reducir la resistencia interna cuando la batera es descargada. El proceso de fabricacin del electrolito es el siguiente: y El contenedor debe estar aislado (con ebonita o

plstico) cuando el electrolito es mezclado. y El cido sulfrico es mezclado con el agua

destilada lentamente. La relacin de la mezcla de agua destilada y cido sulfrico (1.400) es 60% y 40%.

y La mezcla se ejecutar lentamente agitando con una varilla de vidrio y luego enfrindola.

y Controlar que la gravedad especfica este en 1.280 a 20C.

1.4.2 Operacin de carga y descarga de la batera de plomo-cido.

Al conectar una carga elctrica entre los terminales (+) y (-) de la batera fluye corriente de descarga. Inversamente, para el suministro de la corriente a la batera conectando la fuente de corriente continua tales como la recarga o alternador se llama carga. Cuando la batera es cargada o descargada, las placas de nodo (+) y de ctodo (-) junto con el electrolito reaccionan qumicamente. Es decir, la operacin de carga y descarga de la batera es realizada por el perxido de plomo de la placa del nodo, el plomo de descarga de la placa del ctodo y la solucin cida del cido sulfrico del electrolito. La reaccin qumica de la operacin de carga y descarga de la batera es de la siguiente manera:

* La reaccin qumica en la operacin de carga nodo Electrolito Ctodo nodo Electrolito Ctodo PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O + PbSO4

Perxido de Plomo

cido sulfrico diluido

Descarga de plomo

Sulfato de Plomo

Agua Sulfato de Plomo

* La reaccin qumica en la operacin de descarga nodo Electrolito Ctodo nodo Electrolito Ctodo PbSO4 + 2H2O + PbSO4 PbO2 + 2H2SO4 + Pb

Perxido de Plomo

Agua Sulfato de Plomo

Perxido de Plomo

Acido sulfrico diluido

Plomo de descarga



(1) Descarga de la batera de plomo-cido

Fig. 1-8 La reaccin qumica de la operacin de descarga

El perxido de plomo de la placa del nodo es

convertido en agua, a travs de la cual el oxgeno en el perxido de plomo se est combinando con el hidrgeno del cido sulfrico del electrolito. El plomo en el perxido de plomo es combinado con el cido sulfrico para formar el sulfato de plomo. El plomo de la descarga del ctodo es convertido en sulfato de plomo en el nodo. Como la descarga est en progreso, el nodo y el ctodo son convertidos en sulfato de plomo y el electrolito es diluido ms y ms por el aumento del agua. Por lo tanto, la gravedad especfica del electrolito disminuir y la resistencia interna de la batera aumentar, de modo que la corriente no puede fluir a medida que pasa el tiempo.

A. Gravedad Especfica del Electrolito y Estado de

Descarga La gravedad especfica del electrolito es

disminuida en proporcin a la cantidad de descarga. La figura 1-9 muestra los cambios de la gravedad especfica de acuerdo a la cantidad descargada de 1.280, el valor en el estado lleno de carga, al 1.080, el valor del estado de descarga completa. Midiendo la gravedad especfica del electrolito, es posible detectar cuanta descarga tiene la batera.

Si la batera es dejada sin uso por mucho tiempo,

entonces los electrodos pueden transformarse permanentemente en sulfato de plomo o pueden producirse varios defectos, de manera que la batera no funcionar nuevamente. Si la gravedad especfica es de 1.200 (20C), la batera debera ser recargada. Si la batera es guardada por mucho tiempo, sta debe ser recargada al menos por 15 das. La forma de adquirir la cantidad de descarga desde la gravedad especfica es as:

Gravedad especfica total cargada Gravedad Especfica medida Relacin de descarga (%)= X 100 Gravedad especfica total cargada Gravedad Especfica total descargada

Fig. 1-9 La gravedad especfica del electrolito y la cantidad descargada de la batera



B. Conversin de la temperatura en gravedad especfica del electrolito

La gravedad especfica del electrolito es cambiada por temperatura. La razn es que el volumen de cido sulfrico es envuelto o expandido en la atmsfera, de manera que cambia el peso por volumen de unidad. Es decir, si la temperatura aumenta, la gravedad especfica del electrolito disminuir, y si la temperatura disminuye, la gravedad especfica del electrolito aumentar. La variacin es de 0.0007 por cada 1C. Por lo tanto, cuando el estado de carga y descarga es determinado, la gravedad especfica deber ser convertida en la gravedad especfica a temperatura estndar (20C). La gravedad especfica de la temperatura estndar se adquiere de la siguiente frmula

Fig. 1-10 Las Variaciones de la gravedad especfica de acuerdo a la temperatura del electrolito

S20 = St + 0.0007x(t-20)

Aqu, S20: Gravedad especfica convertida a temperatura estndar (20C),

St: Gravedad especfica medida a temperatura de tC

0.0007: Coeficiente de temperatura

t: Temperatura del electrolito al medir la gravedad especfica

C. Mtodo para medir la gravedad especfica del electrolito.

El estado de carga de la batera puede ser determinada por la medicin de la gravedad especfica del electrolito (debido a que la gravedad especfica disminuir cuando la solucin de cido sulfrico diluido se convierta en agua). Los tipos de mecanismos para medir la gravedad especfica son el gravmetro del tipo succin mostrado en la fig. 1-11.

El gravmetro tipo succin tiene una bombilla de goma, tubo de vidrio que tiene un tubo de flotacin y el otro de succin. Para medir la gravedad especfica, abrir el tapn de ventilacin en la tapa de la batera, insertar el tubo de succin en el agujero para succionar el electrolito y leer

la escala en la posicin superior del flotador. La superficie del electrolito que se contacta con el flotador es convexa por la superficie de tensin del electrolito, de modo que la escala sealada por la porcin convexa puede ser leda.

Bulbo de caucho

Escala

Flotador

Tubo de



Fig. 1-12 Gravmetro ptico de Refraccin

Para el gravmetro ptico de refraccin, abrir la tapa de refraccin de la luz, tomar parte del electrolito usando la varilla de medicin, pegarla en el tubo de medicin, cerrar la tapa de refraccin, girar la tapa hacia el lado de la luz, vea a travs del lente nivelando el gravmetro, y lea la escala sealando el lmite entre el lado oscuro y el lado brillante.

(2) Carga de la batera de Plomo-Acido

Haciendo fluir la corriente de carga hacia la batera descargada desde la fuente de corriente continua externa (cargador o alternador), el material de reaccin del nodo y el ctodo disuelto en sulfato de plomo durante la operacin de descarga ser

cambiada en plomo y cidos radicales.

El agua destilada es disuelta en oxgeno e hidrgeno. El cido sulfrico radical disuelto del sulfato de plomo es combinado con el hidrgeno para finalmente producir el cido sulfrico. Por lo tanto la densidad del cido sulfrico es incrementada y la gravedad especfica aumentar tambin. Entonces la placa del nodo es convertida en perxido de plomo y la placa de ctodo es convertido en plomo de descarga. La figura 1-14 representa la curva que muestra la relacin entre el voltaje y la gravedad especfica del electrolito de acuerdo al tiempo de carga.

Lentes (para aumento de la escala de medicin)

Ventana de medicin

Electrolito Anticongelante

Fig. 1-11 Gravmetro tipo succin



Fig. 1-13 Cambios Qumicos durante la operacin de carga

A. Cambios en el terminal de voltaje

Para cargar la batera con corriente constante, el voltaje aplicado al Terminal aumentar como se muestra en la Fig. 1-14. Al comienzo de la operacin de carga, la curva de aumento del voltaje es con baja tensin; sin embargo al final de la operacin de carga, la curva aumentar fuertemente, de manera que cuando el voltaje alcanza alrededor de 2.7V por celda y el voltaje del Terminal (+) de la batera alcanza alrededor de 16V, el voltaje tiene valores constantes. Al final de la operacin de carga, el nodo generar bastante hidrgeno. Estos gases cubren las placas y entonces la resistencia interna aumentar. Por lo tanto, para que fluya corriente constante, el voltaje del Terminal debera aumentar. Despus de que la operacin esta completa, slo el agua destilada es disuelta por electrlisis, de manera que la cantidad de gases se saturar y el voltaje se estabilizar. El voltaje del Terminal durante la operacin de carga es como la siguiente ecuacin.

Et = Eo + Ic x r Aqu; Et : Voltaje aplicado al terminal, Eo : Fuerza Electromotriz Ic : Corriente de descarga

r : Resistencia Interna

Como vemos en la ecuacin anterior, cuando la operacin de carga es ejecutada

a baja temperatura en la que la resistencia interna es alta,

el voltaje del Terminal aumentar. Esto significa que la corriente de carga se reducir, con temperatura baja, cuando la batera es cargada con corriente constante usando un alternador o cargador.

B. Carga de la batera instalada en el vehculo

La fuente elctrica para la batera instalada en el vehculo es un alternador que controla su voltaje de salida uniformemente por el regulador de voltaje para la carga con voltaje uniforme. Sin embargo, hay algunos mecanismos elctricos, como el sistema de iluminacin, motor de los limpiadores y calefactor, por lo que el alternador suministrar la energa elctrica a estos mecanismos y la batera al mismo tiempo en que el vehculo est funcionando. Si el motor est en estado de ralent, entonces la salida del alternador se reducir. Adems si la carga elctrica es ms alta que la salida del alternador, entonces la batera comenzar a descargarse suministrando energa elctrica extra a

Fig. 1-14 Curva de Caracterstica de Carga



los dispositivos elctricos.

En este caso, la cantidad de corriente de carga y descarga ser decidida por el estado de carga (capacidad de carga restante) y las otras condiciones tales como el reseteo del voltaje, tipos de carga, estado del funcionamiento y la temperatura ambiente. Cuando el mecanismo de recarga opera normalmente y la carga no esta sobrecargada, si el vehculo sigue siendo conducido, entonces la batera se cargar y el promedio de la corriente de recarga ser reducido.

1.5 Caractersticas de la batera de plomo-cido

1.5.1 Fuerza electromotriz de la batera de plomo-cido

La electromotriz de la batera de plomo-cido es aprox. 2.1~2.3V por celda y esta vara de acuerdo a la gravedad especfica y la temperatura del electrolito y el estado de carga. La fuerza electromotriz ser reducida cuando la temperatura del electrolito baje. La razn es que, en ese momento, la reaccin qumica en la batera seguir lentamente y la resistencia aumentar.

Fig. 1-15 Relacin entre fuerza electromotriz y la

gravedad especfica del electrolito

Fig. 1-16 Relacin entre la electromotriz y la temperatura del electrolito

1.5.2 Voltaje Final

El voltaje del Terminal de la batera de plomo-cido disminuir de acuerdo a la progresin de la descarga porque la resistencia aumenta. En el valor lmite, el voltaje Terminal caer abruptamente. Si la operacin de descarga contina sobre este lmite, entonces el voltaje ser demasiado bajo para ser usado y los rendimientos de la batera sern degradados. Este valor lmite es llamado el voltaje final o el voltaje de prueba final.

La cada de voltaje de la batera, en el comienzo de operacin de descarga, es producida por el sulfato de plomo en la superficie de la placa del electrodo, el que impide que el electrolito reaccione con la placa del electrodo. Como la descarga contina, el sulfato de plomo bloquear el contacto del electrolito con los materiales del electrodo. Al final la descarga no se realiza. Por lo tanto, el voltaje cae abruptamente.

El voltaje final es diferente de acuerdo al tipo de batera. Generalmente, es de 1.7 ~ 1.8 (1.75) V por celda y 10.5V (1.75 x 6) para la batera de 12V .



Fig. 1-17 Curva de descarga de la batera de plomo-cido



1.5.3 Capacidad de la batera de plomo-cido La capacidad de la batera es la capacidad

elctrica, la que puede ser descargada hasta que el Terminal de voltaje logre el voltaje nominal final cuando la batera que esta completamente cargada es continuamente descargada con la corriente uniforme. Los elementos para decidir la capacidad son el tamao (rea), espesor y nmero de electrodos y la cantidad de electrolito. La unidad para la capacidad es AH (Proporcin de Amperes-Horas) representada por la siguiente ecuacin.

Proporcin de Amperes-Horas (AH) = Corriente de descarga (A) X tiempo de descarga continua hasta voltaje Final (H)

(1) Relacin entre la proporcin y capacidad de descarga

La proporcin de descarga de la batera es la cantidad de descarga que influye directamente en la capacidad de batera. Como la capacidad de la batera es representada por la cantidad de corriente de descarga en X tiempo de descarga, la relacin de descarga puede ser representada por la corriente descargada (esto es llamado la proporcin de corriente), o el tiempo de descarga (esto es llamado relacin de tiempo). Otros mtodos para representar la capacidad de la batera son la proporcin de capacidad en 20 horas, relacin de 25 Amperes y relacin de descarga en fro.

A. Capacidad de proporcin de 20 Horas (o tasa de 10 horas)

La capacidad de proporcin de 20 horas es la cantidad total de corriente, que puede ser descargada durante 20 horas (para la tasa de 10 horas, durante 10 horas) cuando la corriente

uniforme es descargada continuamente hasta que el voltaje final de la celda alcance 1.75V. Esto es usado como la tasa de descarga tpica.

Por ejemplo, a capacidad de 100AH en la tasa de 20 horas significa que necesita 20 horas para descargarse continuamente con 5A hasta que alcance el voltaje final.

Fig. 1-18 Tasa de descarga y capacidad de la batera

La capacidad de la batera se reducir tan fcilmente cuando se descarga con gran corriente. La razn es que la reaccin qumica progresa ms rpido que la difusin del electrolito de modo que el cido sulfrico no es suministrado suficientemente al electrodo cuando la batera se descarga con gran corriente (por ejemplo, al partir el motor). Esto es, cuando la operacin de descarga es realizada con gran corriente, la cantidad de material de electrodo en la superficie es usada para la reaccin qumica solamente, de manera que la capacidad ser reducida. En este estado, si la operacin de descarga es detenida temporalmente, el electrolito puede diseminarse en el electrodo, la operacin de descarga puede ser recuperada. Esta capacidad es llamada la capacidad de reserva. Cuando el tiempo usado por la batera durante el uso del motor de arranque esta limitado dentro de 10~15 segundos, esto esta relacionado con las caractersticas de la reaccin qumica de la batera.

Tabla Tasa de descarga y tasa de corriente descargada Tasa de Descarga 20 Horas 10 Horas 5 Horas 3 Horas 1 Hora

Capacidad (AH) 100 92 80 75 68

Cantidad de corriente descargada (A) 5 9.2 16.0 25.0 68.0

Tasa de corriente descargada 1.0 1.84 3.2 5.0 13.6



B. Razn de 25-Amperes La tasa de 25-Amperes es el tiempo hasta que

la celda logre los 1.75V cuando la batera es descargada con corriente uniforme (25A) a 26.6C. Esto representa el rendimiento de la batera para suministrar corriente a los mecanismos elctricos cuando el alternador funciona mal.

C. Tasa de descarga fra La tasa de descarga fra es el tiempo que se

requiere hasta que el voltaje de una celda caiga a 1V cuando la batera es descargada con 300A a -17.7C.

(2) Relacin entre la temperatura y la capacidad en el electrolito

La capacidad de la batera es principalmente decidida por la temperatura del electrolito. Es decir, cuando la operacin de descarga es realizada con tasa de descarga constante, si la temperatura es alta, entonces la capacidad es grande sin embargo si la temperatura es baja, entonces la capacidad es pequea. Por lo tanto, cuando se representa la capacidad, la temperatura debera ser mencionada. En condicin estndar, la temperatura es de 25C (en esta condicin la temperatura estndar de la gravedad especfica del electrolito es de 20C).

Esta relacin influye al motor de arranque en la temporada de invierno. El rendimiento de la batera tambin es regulado por esta relacin. Si la temperatura del electrolito es alta, entonces la reaccin qumica estar progresando activamente de manera que la capacidad de la batera aumentar.

(3) Gravedad especfica y Capacidad del electrolito

Es tericamente claro que la cantidad de sulfuro en el electrolito est directamente relacionado con la capacidad. Adems, la capacidad es distinta por la cantidad de material de electrodo, cantidad de uso de la relacin y rea, espesor y nmero de la placa de electrodo. Sin embargo si las condiciones del material de electrodo son las mismas, la capacidad es determinada por la gravedad especfica del electrolito.

(4) Variaciones de la capacidad y el voltaje de acuerdo al tipo de conexin de la batera.

A. Para la conexin en serie. En la conexin en serie se conecta el Terminal

(+) de una batera al Terminal (-) de otra batera cuando dos o mas bateras que tienen la misma capacidad respectivamente. El voltaje aumentar con el nmero de bateras conectadas; sin embargo la capacidad es la misma que solo una batera.

B. Para la conexin en paralelo En la conexin en paralelo se conectan los dos

terminales (+) y los dos terminales (-) de dos bateras, respectivamente. La capacidad aumenta con el nmero de bateras conectadas; sin embargo, el voltaje es el mismo de una batera. Durante el arranque del motor, si la partida es imposible por la descarga de la batera, una batera extra se puede conectar para el arranque. En este caso la batera extra se conectar paralela a la batera de origen del vehculo.

[Ejemplo] S tres bateras de 12V- 100AH son conectadas en serie entonces ser una batera de 36V-100AH; si estn conectadas en paralelo ser una batera de 12V-300AH.

Fig. 1-19 Tipo de conexin de bateras



1.5.4 Auto descarga de la batera de plomo-cido

La auto descarga es un fenmeno en el cual la capacidad de la batera se reduce gradualmente y en forma natural cuando la batera no es utilizada. Las razones para auto descargarse son las siguientes. El material (plomo de descarga) de la placa del

ctodo reacciona con el sulfuro y luego es convertido en sulfato de plomo, producindose gases de hidrgeno.- Esto es producto de su estructura.

Si materiales extraos (plomo (Pb), nquel (Ni) o cobres (Cu)) son ingresados en el electrolito y forman una celda localizada con la placa de ctodo generando una descarga en progreso. Adems otra celda localizada puede formarse entre la rejilla y el material del nodo (perxido de plomo).

Los materiales separados desde la placa son depositados en el fondo y en el lado de la carcasa, el separador resultar daado, de manera que las placas de los electrodos pueden estar en corte y la auto descarga estar en progreso.

La fuga de corriente a travs del electrolito o el polvo adherido en la cubierta de la batera tambin es una razn de auto descarga.

Se debe tener especial cuidado con la auto

descarga y la sobre descarga que resulta al no utilizar la batera por mucho tiempo. Si la batera es sobre-descargada, entonces los electrodos pueden convertirse en sulfato de plomo permanentemente, por lo que la batera no podr recuperarse. La cantidad de auto descarga se expresa por el

porcentaje (%) sobre la capacidad de la batera. Generalmente es de 0.3~1.5% alrededor de la capacidad real para las 24 horas.

La cantidad de auto descarga es relacionada de la siguiente manera. La cantidad de auto descarga aumentar,

cuando la temperatura y la gravedad especfica

del electrolito y la capacidad de la batera son altas. La figura 1-20 muestra que la cantidad de auto descarga varia de 1.6 a 1.280, y de 0.6 a 1.200, de acuerdo a la cantidad de 1 a 1.240 (20C) de gravedad especfica.

Fig. 1-20 Gravedad especifica y Auto descarga La cantidad de auto descarga aumenta cuando

el tiempo pasa, pero la tasa es reducida cuando el tiempo se va despus de que la

operacin de carga es realizada. La relacin entre la temperatura y la auto

descarga es como sigue:

Tabla Temperatura del electrolito, tasa de auto descarga por 24 horas y cantidad reducida de la gravedad especfica.

Temperatura(C)

Cantidad de auto descarga

(% por 24 horas)

Cantidad reducida de gravedad

especfica (por 24 horas)

30 1.0 0.002

20 0.5 0.001

5 0.25 0.0005



1.6 Duracin de la batera de plomo-cido Con el paso del tiempo, el rendimiento de la

batera se degrada, la capacidad de la batera se reducir y la cantidad de descarga se incrementar, de modo que al final, la batera no se usar ms. El principal factor para decidir el tiempo de vida de la batera es el desprendimiento de los materiales provenientes de los electrodos. Como el volumen de estos materiales aumenta o disminuye de acuerdo al progreso de carga y descarga, el perxido de plomo que tiene poca fuerza de enlace se desprender fcilmente desde el electrodo. La porosidad del plomo en el ctodo es degradada de manera que ser un factor de reduccin de tiempo de vida. Las razones se pueden enumerar de la siguiente manera:

La transformacin permanente en sulfato de plomo del electrodo por sobre descarga o carga insuficiente.

El incremento de temperatura del electrolito por la sobre descarga.

El deterioro de los separadores y electrodos por fisuras de la rejilla.

La exposicin del electrodo por falta de electrolito. La gravedad especfica del electrolito, que est

siendo demasiado alta o demasiado baja.

Los materiales extraos que ingresan al electrolito. El corte o desprendimiento del electrodo en el

cuerpo.

1.7 Carga de la batera de plomo-cido

1.7.1 Mtodo para cargar la batera de plomo-cido

La batera descargada debe ser cargada con corriente continua (DC) de modo que se debe usar un cargador que rectifique la corriente alterna. Generalmente, el cargador utiliza silicio (Si) como rectificador.

La figura 1-20 es el diagrama bsico del cargador que consiste en un transformador, el rectificador y el interruptor de seleccin de voltaje. En esta figura AC es la conexin de corriente alterna.

Hay un transformador y selector de voltaje para la salida requerida de voltaje DC de acuerdo a la cantidad de carga elctrica conectada al Terminal DC. La corriente AC transformada es transferida al rectificador a travs del interruptor de seleccin y luego rectificada por el circuito rectificador que consiste en 4 diodos para formar la corriente de una fase. En el Terminal (+) y (-), la corriente continua es la salida para efectuar la carga.

Fig. 1-20 Diagrama bsico del cargador

El mtodo de conexin para la batera es conectar el Terminal (+) de la batera al Terminal (+) del cargador y el Terminal (-) de la batera al Terminal (-) del cargador, y para controlar la salida de voltaje usando el interruptor de seleccin de acuerdo a la corriente regulada por la batera. Para cargar mltiple bateras se usa un cargador al mismo tiempo, hay cargas en serie y cargas en paralelo como se muestra en la Fig. 1-21.

Fig. 1-21 Mtodo para conectar bateras en operacin de carga



(1) Carga en serie

Las bateras que tienen la misma capacidad son conectadas como se muestra en la Fig. 1-21 (a) para cargar al mismo tiempo. En este caso, la carga puede realizarse con la corriente de salida, la misma corriente para una celda, sin embargo, como la misma corriente se aplica a cada batera, es imposible controlar la carga de corriente de acuerdo al estado de descarga de cada batera. Para este mtodo el nmero de batera a conectar es determinado por la relacin de voltaje del cargador.

Cuando el nmero de bateras a conectar al cargador es determinado, como 2.7V es necesario para una celda de la batera, para la batera de 12V, el voltaje mnimo de relacin del cargador debera ser 16V. Es decir, para el cargador que tiene 75V de relacin de voltaje mximo, para cargar la batera de 12V en serie, el nmero de la batera a conectar es 4.

(2) Carga en paralelo

La pluralidad de las bateras de las cuales la capacidad o estado de descarga es conectada en forma diferente para cargar, como se muestra en la Fig. 1-21 (b). En este momento, el mismo voltaje de carga se aplica a cada batera individual, de modo que la variable de resistencia debe ser considerada con el suministro de diferente voltaje de acuerdo al estado de descargada. En este mtodo la carga se puede realizar con el voltaje de salida que tenga el mismo voltaje de una celda; sin embargo la corriente de carga es la suma de las corrientes por cada batera. Por lo tanto, el nmero de bateras a conectar es decidido por la relacin de corriente del cargador. En este mtodo si no hay resistencia variable, es preferible evitar como sea posible la carga en conexin paralela. Porque la corriente requerida para cargar puede ser tan grande que el tiempo de vida de la batera se reducir rpidamente.

Hay muchos mtodos para cargar la batera usando el cargador. Todas las corrientes para operacin de carga no se usan solo para cargar. Existen cantidades de prdida de corriente tales como el calor que se genera durante el proceso de carga y el gas que se genera por la electrlisis del agua

destilada. Aqu el problema importante es cmo reducir la prdida de corriente.

Hay varios mtodos para la operacin de carga, tales como la carga inicial, la carga de mantencin, la carga de recuperacin y la carga de ecualizacin.

1.7.2 Carga inicial

La carga inicial es realizada al principio despus de que la batera es fabricada y el electrolito es suministrado antes de ser usado. El objetivo de la carga inicial es activar la placa del ctodo separando el xido de plomo o el carburo de plomo formado de la reaccin del ctodo de plomo con el xido o el carbono de la atmsfera, en plomo de descarga nuevamente. Recientemente, ha aparecido una batera muy nueva, la que se puede usar justo despus de que se suministre el electrolito.

1.7.3 Carga de mantencin

La carga de mantencin es la de operacin para el suplemento de la capacidad consumida por el uso normal o la auto descarga. La batera para los vehculos puede proveer la capacidad de consumo en el arranque del motor por efecto del alternador y regulador del alternador durante el funcionamiento del vehculo. Adems en las siguientes condiciones la corriente descargada es mayor que la cantidad cargada, de manera que la carga de mantencin tambin es necesaria.

Cuando el tiempo de funcionamiento del motor es demasiado corto para realizar el suplemento de carga necesaria.

Cuando la cantidad de carga haciendo funcionar el vehculo no es suficiente por efecto de la sobre descarga o prdida de corriente en el circuito elctrico.

Cuando la operacin de carga no es realizada por el mal funcionamiento del alternador o regulador del alternador, o por los defectos de control.

Hay dos mtodos para la carga de mantencin, la carga normal en la que el tiempo de carga es relativamente largo, y la carga rpida en la que el tiempo de carga es relativamente corto pero usando mucha corriente. Adems, la carga normal



es clasificada dentro de una constante carga de corriente y la carga variable de corriente de acuerdo a las condiciones de carga.

(1) Carga constante de corriente

Este mtodo de carga consiste en cargar con corriente constante desde comienzo a trmino de la operacin de carga. El rango de corriente es ms o menos as:

La corriente estndar de carga: 10% de la capacidad de la batera

La corriente mnima de carga: 5% de la capacidad de la batera

La corriente mxima de carga: 20% de la capacidad de la batera

Y la carga caracterstica de la corriente constante de carga es as:

a. El voltaje del Terminal durante la operacin de carga aumenta en forma importante en el comienzo y aumenta lentamente despus de eso. Y luego, cerca de los 2.4V, aumenta bastante de nuevo, y a los 2.6~2.7V, se mantiene a valor constante.

b. La gravedad especfica del electrolito lentamente aumenta porque no se mueve hasta que se genere el gas. Cuando se genera el gas, aumentar significativamente y luego mantendr un valor constante alrededor de 1.280.

c. Si el voltaje de una celda alcanza los 2.3~2.4V despus de que comience la operacin de carga, se genera bastante gas. La razn es que la corriente suministrada despus de que se haya completado toda la carga, se usa para la electrlisis del agua destilada. En la placa del nodo (+), el oxgeno y el hidrgeno son generados en la placa (-) del ctodo. El estado de generacin de gas durante la operacin de carga se usa tambin como medio para decidir el trmino de la operacin de carga. Aqu, el gas de hidrgeno es peligroso porque es un gas explosivo, de manera que se debe ser cuidadoso al entrar en contacto con el fuego.

d. Cuando se completa la operacin de carga, si la gravedad especfica del electrolito convertido a

20C est sobre 1.280, entonces ms agua destilada debe suministrarse para controlar la gravedad especfica a 1.280.

Fig. 1-22 Caractersticas de la corriente de carga y el voltaje en la carga de la corriente constante

(2) Carga de voltaje constante

Este mtodo es para cargar con voltaje constante sobre todos los procesos de carga. La carga caracterstica es mostrada en la Fig. 1-23; al comienzo de la carga, se aplica gran corriente. Cuando pasa el tiempo de carga, la corriente disminuir. Al final, la corriente no fluir al trmino de la carga. Por lo tanto, no se produce gas, de manera que el rendimiento de carga es superior, sin embargo mucha corriente puede reducir el tiempo de vida.

Fig. 1-23 Caractersticas del voltaje de carga y corriente

en carga de voltaje constante



(3) Carga con Corriente Variable

En este mtodo de carga, la carga se realiza con corriente variable. En este, la eficiencia de carga es muy alta y la temperatura del electrolito se incrementa lentamente. Al trmino del proceso de carga, la corriente disminuir, de manera que es posible reducir la prdida de corriente y protegerse de los daos de la generacin del gas.

(4) Carga Rpida

Este mtodo se usa generalmente con un cargador rpido cuando no hay mucho tiempo. Como la carga rpida no produce reacciones qumicas con porciones profundas de material del electrodo, la carga de mantencin se debera realizar despus de haber completado la carga rpida.

Fig. 1-24 Cargador rpido

Cuando se realiza la carga rpida, se debe considerar lo siguiente:

a. Si el usuario quiere realizar una carga rpida en la que la batera no se saque del vehculo, todo los cables deben estar separado de los polos de los terminales (+) y (-). Y luego de esto, el seguro del cargador es instalado en ese momento (esto es para proteger el diodo del alternador).

b. La corriente de carga debera ser de 50% de capacidad an si se decide por el estado de descarga de la batera y el tiempo de carga.

c. La carga rpida debe realizarse, en lo posible dentro de un corto tiempo.

d. Si la temperatura del electrodo est sobre los 45C, la corriente de carga debe ser reducida o la operacin de carga debe ser atrasada y continuada despus de que baje la temperatura.

1.7.4 Carga de recuperacin

La carga de recuperacin es para recuperar la superficie de la placa del electrodo, el cual es sulfatado por la operacin de descarga continuada. Esto es realizado por la carga constante de corriente y con pequea corriente por 40~50 horas. Luego, esta cantidad cargada debe ser descargada y recargada de nuevo de la misma manera. Este proceso es ejecutado varias veces.

1.7.5 Carga ecualizada

La carga ecualizada es realizada cuando la gravedad especfica del electrolito de cada celda no es la misma. Esto es para ecualizar la gravedad especfica del electrolito en cada celda aumentando la corriente hasta un 20~25% de corriente normal y desarrollando la sobrecarga. En este caso se usa la carga de corriente constante.



1.7.6 Precauciones para cargar la batera

El lugar en que la operacin de carga es realizado debe tener un sistema de ventilacin.

La batera descargada no se debe dejar sin uso, sino debe ejecutarse la carga de mantencin.

La temperatura del electrolito no debe ser superior a los 45.

La batera que est en proceso de operacin de carga, no debe acercarse a ninguna flama.

La batera no debe sobre cargarse porque la placa del (+) nodo de la batera sobre cargada se oxidar.

Cuando dos bateras o ms son cargadas al mismo tiempo, debe ser cargadas en conexin en serie.

El cargador y la batera no se deben conectar al revs.

Un material contra activo tal como el amoniaco o carbonato de sodio debe prepararse.

Todo orificio de ventilacin de cada celda debe estar abierto.

1.8 Batera MF La batera MF (Libre de mantencin) tambin es

una batera de plomo-cido desarrollada para proteger la reduccin del electrolito producto del gas generado en la auto descarga o reaccin qumica, y para reducir el chequeo y proceso de mantencin. Las principales caractersticas son:

No es necesario chequear o reemplazar el agua destilada.

La tasa de auto descarga es muy baja. Puede ser almacenada por largo tiempo.

Las diferencias tpicas entre la batera MF y la batera normal son el material, mtodo de fabricacin y forma de la placa base. El material de la placa es la aleacin de plomo-antimonio pero con menor cantidad de antimonio (Sb) o la aleacin de plomo-calcio. El antimonio usado para la placa base de la batera, es para mejorar la fuerza mecnica de la rejilla y facilitar el proceso de fabricacin. El antimonio utilizado puede ser extrado desde la superficie del electrodo de modo que se fabrica una batera preformada. Adems la auto descarga se puede acelerar y reducir el voltaje de carga. Cuando se utiliza carga de voltaje constante en vehculos, la corriente aumentar gradualmente de manera que la electrolisis del agua destilada ser ms activa. Para evitar este fenmeno, si la batera MF es fabricada de aleacin con menos antimonio o aleacin de plomo-calcio, se evita la reduccin del electrolito y la auto descarga. La placa base esta fabricada por una rejilla de hierro, similar a una hoja de acero con orificios, pero de mejor calidad. Incorpora un conector catalizador para separar los gases de oxgeno e hidrgeno en el agua destilada y no es necesario agregar agua destilada.

Fig. 1-25 Estructura de un conector catalizador



2. Sistema de Arranque El motor del vehculo opera con los cuatro

tiempos incluyendo el tiempo de admisin, de compresin, explosin y de escape. Entre ellos la energa para moverse es generada solamente en el tiempo de explosin, esta energa es transmitida hacia el volante y la salida a travs del movimiento rotatorio contino por la fuerza de inercia del volante. En la partida del motor, la fuerza requerida para la admisin inicial y los tiempos de compresin deben suministrarse externamente para girar el eje cigeal. En este momento, la batera, el motor de arranque, el interruptor de encendido y el cableado son necesarios.

Fig. 2-1 Diagrama de circuito de Arranque

2.1 Principios y Tipos de Motores de Corriente Continua

2.1.1 Principios del motor DC

Como se muestra en la Fig. 2-2, si se tiene un conductor (armadura o rotor) que pueda girar libremente en el campo magntico y una escobilla que se contacte con el conmutador para suministrar la corriente al conductor, se genera una fuerza cuya direccin se rige segn la ley de la mano izquierda de Flemming. En ese momento, la corriente est fluyendo desde el conductor A al conductor B (Vea la Fig. 2-3). Por lo tanto, el conductor A cerca del polo N tiene la fuerza de direccin descendente, y el conductor B cerca del polo S tiene la fuerza de direccin ascendente. De modo que va a girar hacia la izquierda. Esta fuerza de rotacin generada es proporcional a la multiplicacin de la fuerza del campo magntico y a la corriente que fluye a travs del conductor. Considerando la situacin despus de que el conductor gira en 180 grados, el conductor A y el B estn localizados en posicin inversa. Por lo tanto la direccin de rotacin ser en reversa, de manera que no girar continuamente. Para evitar este conflicto, la direccin dada a la corriente se mantendr en una direccin alrededor del campo magntico de modo que la direccin de rotacin no es en reversa.



Fig. 2-2 Principio del motor

La fuerza electromagntica aplicada al rotor en el campo magntico, cuando la corriente DC es aplicada al rotor a travs de la escobilla y el conmutador, ser descrita usando las Figuras. 2-3 (a), (b) y (c).

Caso de la figura (a): como la corriente fluye desde la bobina B del rotor hacia la bobina A, la fuerza electromagntica en la bobina A es aplicada hacia arriba y la de la bobina B es aplicada hacia abajo. Por lo tanto, el rotor girar en direccin izquierda (contraria a los punteros del reloj).

Caso de la figura (b): Cuando el rotor gira 90 grados hacia el centro de la bobina, la corriente no fluye a travs de ste. Sin embargo, el rotor contina girando por la inercia de su movimiento.

Caso de la figura (c): Como el rotor est girando, la bobina A y la bobina B estn localizadas en posicin reversa acerca de la figura (a). Sin embargo, la direccin de la corriente no cambia por efecto de la escobilla, de manera que la direccin de la fuerza electromotriz es la misma que la de la figura (a) an cuando la corriente fluye desde la bobina A a la bobina B. Por lo tanto, el rotor estar girando continuamente en direccin izquierda (contrario a los punteros del reloj).

2.1.2 Motores de corriente contina

De acuerdo al mtodo de conexin entre la bobina del rotor y la bobina de campo (Yugo), los motores de corriente continua se clasifican de acuerdo al tipo de bobinado, en serie, en derivacin y el de bobinado compuesto. Estn constituidos por la bobina del rotor, la bobina de campo (yugo), conmutador y escobillas. Recientemente, se usa tambin el de tipo imn permanente.

(1) Motor de embobinado en serie.

La bobina del rotor (rotor) y la bobina de campo (Yugo) estn conectadas en serie. La corriente continua fluye a travs de cada bobina. La caracterstica de este tipo es que puede producir una fuerza de rotacin mayor sin generar sobre corriente en alta carga, porque la velocidad de rotacin se puede controlar automticamente de acuerdo a la variacin de la carga. Sin embargo, sin carga, la velocidad de rotacin ser muy alta de manera que el motor deber ser controlado para evitar daos. Debido a esto, este tipo de configuracin es utilizado en los motores de arranque.

Las caractersticas de este tipo son las siguientes:

Fig. 2-4 Diagrama Elctrico del motor DC con bobinado en serie

A. Caracterstica de la relacin entre la corriente del rotor y la fuerza de rotacin

La fuerza de rotacin del motor es proporcional al multiplicar la corriente del rotor y la fuerza del campo magntico. La fuerza del campo magntico es decidida por la corriente del yugo y la corriente del rotor. El grfico del carcter es mostrado en la figura 2-5 como la corriente del rotor es alta, la fuerza de rotacin aumenta.

Fig. 2-3 La fuerza activada hacial rotor



B. Caracterstica de la relacin entre la corriente del rotor y la velocidad.

La corriente del rotor es inversamente proporcional a la fuerza electromotriz inversa hecha por el motor. La fuerza en reversa electromotriz es proporcional a la velocidad. Por lo tanto, la corriente del rotor es inversamente proporcional a la velocidad. El grfico de caracteres es mostrado en la figura 2-5. Como se muestra en el grfico, cuando la velocidad es baja, es decir, la carga es alta, la fuerza de rotacin es alta debido a que la corriente del rotor aumenta y as el motor DC de bobinado en serie es usado generalmente para el motor de arranque.

Fig. 2-5 Grfico de la Caracterstica de cada tipo de Motor DC

(2) Motor de bobinado en derivacin

Es aquel en que la bobina del rotor (rotor) y la bobina de campo estn conectadas en paralelo.

El voltaje se aplica a cada bobina. De acuerdo a la corriente que fluye a travs de la bobina de campo, la velocidad de rotacin puede ser controlada fcilmente con un rango amplio.

Puede ser utilizado en motores de velocidad

constante, en los que la velocidad de rotacin no cambia cuando vara la carga o por el motor de aceleracin o desaceleracin en la que la velocidad de rotacin vara por efecto de la corriente del yugo. Este tipo de motor es usado por el limpia parabrisas, el ventilador, el alza vidrios elctricos, etc.

Fig. 2-6 Diagrama Elctrico del motor DC de bobinado

en derivacin

A. Caractersticas de la relacin entre la corriente y rotacin del rotor.

Como el tipo de bobinado en serie, la fuerza de rotacin es proporcional a la multiplicacin de la corriente del rotor y la fuerza del campo del yugo. Sin embargo, la fuerza del campo magntico no puede ser cambiada en este tipo, de manera que el grfico de las caractersticas ser como se muestra en la Fig. 2-5. Es decir, como la corriente del rotor es grande (la carga es alta), la fuerza de rotacin aumenta, pero la tasa de aumento es menor que la del tipo de bobinado en serie.

B. Caracterstica de la relacin entre la corriente del rotor y la velocidad.

La velocidad de rotacin del motor es proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la fuerza del campo del yugo. Por lo tanto, cuando la fuente de poder es la batera, el voltaje es constante y el campo del yugo no cambia. En consecuencia, cuando aumenta la corriente del rotor, el voltaje baja un poco pero la velocidad de la rotacin es casi constante, como se muestra en la figura figure 2-5.



(3) Motor de bobinado compuesto

Es aquel donde la bobina del rotor (rotor) y una bobina de campo son conectadas en serie y estas son conectadas a otra bobina de campo en paralelo. Las direcciones de polo de estas dos bobinas de campo son las mismas. Este tipo presenta caractersticas combinadas del tipo de bobinado en serie y el tipo de bobinado en derivacin.

Es decir, cuando el motor es partiendo, tiene una gran fuerza de rotacin como el tipo de bobinado en serie. Despus de que ha partido, tiene velocidad de rotacin constante como el de tipo en derivacin. Sin embargo, tiene una estructura ms complicada que el de bobinado en serie. Este tipo es usado para el motor de los limpiaparabrisas.

Fig. 2-7 Diagrama Elctrico del motor DC de bobinado compuesto

(4) Motor de imn permanente El imn de ferrita es un imn de tipo permanente

construido a travs de sinterizar polvo de xido de bario y hierro a alta temperatura. La caracterstica principal es que es liviano y tiene gran fuerza magntica. Este imn sirve como bobina de campo y ncleo del polo. En este caso la corriente se suministra solamente a la bobina del rotor, de modo que si la direccin de la corriente cambia entonces la direccin de rotacin tambin cambia. La razn es que la direccin del polo del imn de ferrita no cambia; sin embargo, la direccin del polo del rotor, el electroimn, puede ser cambiado de acuerdo a la direccin de la corriente. Este tipo es usado para el motor del limpiaparabrisas, el motor del servo para controlar la velocidad de ralent del motor a travs de la ECU, el motor paso-paso, la bomba de combustible, etc.

Fig. 2-8 Diagrama Elctrico del motor de imn permanente



2.2 Motor de Arranque Hoy en da, la mayora de los vehculos usan

motores de bobinado en serie, siendo la batera la fuente para el motor de arranque. El motor de embobinado en serie produce baja velocidad y gran fuerza de carga. Cuando la carga es reducida, la fuerza de rotacin disminuye pero la velocidad de rotacin aumenta. Es decir la velocidad de rotacin variar notablemente. El motor de arranque genera la fuerza de rotacin del motor, la cual debe contrarrestar la fuerza de compresin de los cilindros del motor y la fuerza de friccin de todas las piezas, de manera que la fuerza de rotacin an sea mayor. El tipo ms adecuado para estos requerimientos es el motor de embobinado en serie y las condiciones requeridas son las siguientes:

La fuerza de rotacin para el arranque debe ser grande (Alto torque).

Debe ser tan pequeo y liviano como sea posible y tener una gran potencia de salida.

Debe ser activado con poca capacidad de corriente.

Debe resistir las vibraciones. Debe resistir los golpes mecnicos. 2.2.1 Fuerza de rotacin para el arranque La fuerza y la velocidad de rotacin requerida del motor de arranque para arrancar el motor del auto depende del tipo de motor (volumen del cilindro, relacin de compresin, y tipo de encendido) o temperatura (temperatura ambiente o temperatura del aceite lubricante). El rendimiento de la partida es principalmente afectado por el estado de la batera, la fuente elctrica. Por lo tanto, cuando el rendimiento de la partida est involucrado, el requisito para el motor, la caracterstica del motor de arranque y el rendimiento de la batera se debe incluir. La resistencia de rotacin del motor es decidida por las fuerzas necesarias para comprimir la mezcla de aire y combustible en el cilindro y la fuerza de friccin del cilindro, el anillo del pistn, cada cojinete y engranaje.

Cuando el motor est partiendo, la fuerza de rotacin necesita que el motor de arranque gire el cigeal contra la resistencia de rotacin y se llama fuerza de rotacin de la partida. La fuerza de rotacin de la partida del motor de arranque puede aumentar agrandando la relacin de corona dentada del volante y el pin (en alrededor de 10~15:1). Esta proporcin puede ser adquirida por la ecuacin mostrada. Esta fuerza de rotacin de partida como la del volumen del cilindro o la tasa de compresin es grande tanto como sea afectada por la temperatura ambiente.

2.2.2 Rpm inicial para el arranque del motor Para que el motor arranque, la velocidad de

rotacin y la fuerza generada deben ser mayores que las que hacen girar al cigeal. Si la velocidad de rotacin es demasiado baja, entonces el gas comprimido entre el cilindro y el pistn se escapar, y no se producir la presin de compresin para el arranque. En el motor a gasolina, si el voltaje suministrado a la bobina de encendido es demasiado bajo, entonces el encendido fallar. En el motor diesel, si la compresin adiabtica no es realizada eficientemente, entonces la temperatura para encender el combustible no se lograr. El valor lmite ms bajo de velocidad de rotacin para la partida del motor es llamado la velocidad mnima de rotacin de arranque.

Esta velocidad de rotacin del motor diesel es un poco mayor que la del motor a gasolina. Generalmente la velocidad mnima de rotacin ser grande cuando la temperatura es alta. Esta vara de acuerdo al nmero de cilindros, nmero de ciclos, forma de la cmara de combustin, tipo de encendido etc.

Para un motor de 2 tiempos, la velocidad de rotacin mnima es de alrededor de 150~200 rpm a -15C. Para el motor de 4 tiempos a gasolina es ms de 100rpm para el motor de gasolina, 180 rpm para el motor diesel.

(Resistencia de rotacin del motor) x (Nmero de dientes del pin) Fuerza de rotacin = ---------

(Nmero de dientes de la corona dentada del volante)



2.2.3 Rendimiento del motor de arranque

La salida del motor de arranque vara de acuerdo a la capacidad de la batera y la diferencia de temperatura. La figura 2-9 muestra un ejemplo de las variaciones caractersticas de acuerdo a las distintas bateras que tienen diferente capacidad para operar el motor de arranque.

Fig. 2-9 Variaciones de las caractersticas del motor

de arranque de acuerdo a las variaciones de la capacidad de la batera.

Cuando la capacidad de la batera es pequea, el voltaje del Terminal caer significativamente y la velocidad de rotacin ser lenta en la partida del motor, de manera que la salida disminuir. Adems como se muestra en la Fig. 2-10, la capacidad real tambin bajar cuando la temperatura descienda de modo que la salida del motor de arranque tambin se reducir. Por lo tanto, en cualquier caso, el rendimiento de la partida se degradar.

La figura 2-11 muestra la relacin entre las velocidades de rotacin del motor arrancado por el motor de arranque y la fuerza de rotacin que opera el motor a travs del pin y la corona dentada del volante. Cuando la temperatura baja, la viscosidad del lubricante de aceite aumenta, de modo que la resistencia de rotacin del motor aumenta. Sin embargo, la fuerza de rotacin se reducir por la cada de la capacidad de la batera.

Fig. 2-10 Variaciones de las caractersticas del motor de arranque de acuerdo a las variaciones de

temperatura

Fig. 2-11 Caractersticas para la partida del motor



2.3 Estructura y operacin del motor de arranque

El motor de arranque se compone de tres partes importantes de acuerdo a su operacin.

La parte para generar la fuerza rotacional La parte para transmitir la fuerza rotatoria a la

rueda dentada del volante

La parte para contactar el pin a la rueda dentada del volante usando movimiento de avance.

De acuerdo a la fuente de voltaje o la salida, estas tres partes principales pueden variar en tamao y en nmero de polos y escobillas. Sin embargo, la estructura y operacin son similares.

Fig. 2-12 Estructura del motor de arranque



2.3.1 Parte del Motor Elctrico

El motor elctrico esta formado por la parte rotatoria (armadura, conmutador, etc) y la parte fija (bobina de campo, ncleo del polo, escobilla, etc.)

(1) Parte rotatoria

A. Armadura (Rotor)

El rotor esta compuesta de un eje, un ncleo de hierro y un conmutador, el rotor de la bobina esta aislados. Ambos extremos del eje son sostenidos por un cojinete y rotan dentro del ncleo de hierro del yugo. El eje del rotor est hecho de acero especial para evitar que se quiebre, se deforme o se doble, porque es afectado por grandes fuerzas. El eje tiene ranuras sobre las que se desliza el pin. El eje debe ser temperado para evitar que se desgaste.

El ncleo de hierro del rotor comprende mltiples hojas delgadas de aceros aislados y apilados para que fluya bien el flujo magntico y para reducir la corriente inversa. El material es de hierro, nquel o cobalto que tienen gran permeabilidad. En la circunferencia ms externa, la ranura para la bobina del rotor es formada para evitar que se sobrecaliente el ncleo de hierro. El ncleo de hierro del rotor ser un circuito magntico para el campo magntico generado del ncleo del polo y que convierte la fuerza electromagntica generada entre la fuerza magntica del ncleo del polo y la bobina del rotor hacia la fuerza de rotacin. Por lo tanto, mientras ms grande es la bobina del rotor, mayor es la fuerza de rotacin.

Fig. 2-13 Estructura del rotor

Fig. 2-14 Estructura de la bobina del rotor

La bobina del rotor debe tener gran corriente de manera que debe ser fabricada del conductor rectangular con el mtodo de embobinado de onda. La bobina es insertada en la ranura que est aislada en la cual un extremo de la bobina es conectado al polo N y el otro extremo es conectado al polo S. Ambos extremos son soldados a un conmutador. Por lo tanto, la fuerza de rotacin generada de cada bobina, cuando la corriente est fluyendo al mismo tiempo est girando el rotor. Las formas del ncleo de hierro se muestran en la Fig. 2-15. Generalmente, dos bobinas son insertadas en una ranura, de modo que las formas de la seccin transversales son como se muestra en la figura 2-15 (a), (b) y (c). Para aislar la bobina del rotor, se usa el papel de mica, fibra o plstico.

Fig. 2-15 Forma de la ranura del ncleo de hierro del

rotor

B. Conmutador

Como se muestra en la figura 2-16, mltiples placas de cobre del conmutador son dispuestas en

Armadura (Rotor)Ncleo de hierro

Ranura de aislacin

Bobina



forma de cilindro con el aislador (mica) entre ellas. La bobina del rotor est soldada a cada placa del conmutador. Permite que la corriente desde la escobilla fluya en una direccin hacia la bobina del rotor.

La parte interna del conmutador es ms delgada que la parte externa de l. Para evitar que se separen, est unido con la mica en forma de V o el anillo de abrazadera en forma de V. Cada pieza de la placa del conmutador est aislada por el papel mica, cuyo espesor es de 1mm aproximadamente y el dimetro es de 0.5~0.8mm (mximo 0.2mm) ms pequeo que el dimetro externo del conmutador. Esta pequea cantidad es llamada rebaje y tiene el rol vital para proteger al conmutador de descargas inferiores para rectificar o evitar daado por la vibracin. Las piezas del conmutador estn siempre conectadas con la escobilla durante la rotacin, de manare que hay gran corriente o chispas entre la escobilla y el conmutador. Por lo tanto, esta sujeto a altas temperaturas y podra resultar daada alguna de ellas. Es una parte importante para determinar la vida til del motor de

arranque.

(2) Parte fija

La parte fija del motor de arranque comprende un yugo que genera el campo magntico para rotar el rotor, un ncleo de polo, una bobina de campo, una escobilla que enva la corriente desde la bobina de campo hacia la bobina del rotor a travs del conmutador, un soporte de la escobilla y los

soportes traseros y delanteros del eje del rotor.

A. Yugo & Ncleo del polo

El yugo es el camino del campo magntico y tambin la estructura del motor de arranque. Dentro de su superficie, el ncleo del polo, el cual tiene un rol de polo magntico que apoya a la bobina del campo, est conectado con tornillos.

Como la bobina de campo es enrollada alrededor del ncleo del polo, ste ser un electroimn cuando la corriente fluye en la bobina de campo. El nmero del electroimn es decidido por el nmero del ncleo del polo. Si el nmero del polo es 4 entonces el electroimn tiene 4 polos.

B. Bobina de campo

Esta es la bobina que es enrollada alrededor del ncleo del polo para generar el campo magntico. Como una gran corriente debe fluir a

travs de l, debe estar fabricado de alambre de cobre rectangular.

Fig. 2-17 Ncleo del polo y bobina de campo

Fig. 2-16 Conmutador y rebajo



C. Escobilla & soporte de la escobilla Son instaladas las cuatro escobillas que

transmiten la corriente a la bobina del rotor a travs del conmutador. Dos de ellas estn sujetas por el soporte aislado y conectadas al conmutador (estos son llamados escobillas (+)), y las otras dos estn sujetas por el soporte de conexin a tierra y conectadas al conmutador (estas se llaman escobillas (-)). La escobilla est hecha de carbono grafitado elctrico o carbono grafitado metlico que tienen buena lubricacin y habilidades para aplicar la corriente elctrica. El motor de arranque tiene gran corriente y es operado dentro de un perodo corto de tiempo, de manera que el carbono grafitado metlico para bajo voltaje y gran corriente es usado generalmente para el motor de arranque.

La escobilla de carbono grafitado metlico est hecha de polvo de cobre y grafito en la que la relacin es de alrededor de 50~90%. La resistividad y la resistencia de contacto son muy bajas. Para que la escobilla suministre la corriente a la bobina del rotor a travs del conmutador, la escobilla debe estar en contacto con el conmutador usando el resorte tensor para deslizarse dentro del soporte hacia arriba o hacia abajo. El resorte de tensin de la escobilla es de alrededor de 0.5~1.0 kgf/cm2. Si la escobilla est desgastada ms de 1/3 de la longitud estndar, entonces debe ser reemplazada.

D. Cojinete Como el motor de arranque es pesado y usado por corto tiempo, se usa el cojinete tipo buje en el motor de arranque. Hay ranuras en el cojinete para la lubricacin. Preferentemente se usa el cojinete sin aceite.

(3) Solenoide Tambin se le denomina interruptor magntico.

Cumple el rol de interruptor haciendo la operacin de ON-OFF para grandes corrientes que fluyen desde la batera hasta el motor de arranque y de la unin que conecta el pin del motor de arranque y la rueda dentada del volante.

El interruptor del solenoide, como se muestra en la figura 2-20, comprende un ncleo hueco, un mbolo, un disco de contacto, dos terminales de conexin (uno es para conectar el Terminal (+) de la batera cuando el disco de contacto est cerrado, el otro es para suministrar corriente al motor de arranque) y dos bobinas de excitacin en el ncleo hueco. Las dos bobinas de excitacin estn formadas de una bobina que tracciona y otra que mantiene. La parte de arranque del embobinado en cada bobina est conectada al interruptor del Terminal del motor de arranque (terminal S o Terminal ST). La bobina que tracciona est conectada a tierra del motor de arranque (Terminal M) y la bobina que mantiene est conectada a la tierra de la carcasa.

Para que sea fcil de unirse el pin del motor de arranque y la rueda dentada del volante y que trabajen con suavidad en la operacin de rotacin del motor de arranque y la operacin del mbolo, la bobina que tracciona consta de un embobinado delgado enrollado y est conectada a la batera en serie. La bobina que mantiene tiene un embobinado ms delgado que la bobina que tracciona, de manera que menos corriente fluye a travs de l. Sin embargo, est conectada en paralelo a la batera de manera que forma el campo magntico sin considerar el estado de abierto/cerrado de los dos puntos de contacto.

Fig. 2-18 Instalacin de la escobilla y el conmutador



Fig. 2-20 Estructura del interruptor magntico

La operacin de la bobina de excitacin es generar la fuerza magntica mediante el flujo de la corriente de la batera de acuerdo al cierre del interruptor de partida (o interruptor de encendido; llave) en el asiento de conduccin y tirar del mbolo. Por el movimiento del mbolo, el disco de contacto es operado para contactar los dos puntos de contacto, al mismo tiempo; la palanca de cambios es tirada para deslizar el pin de manera que el pin se una con la rueda dentada del volante. El trabajo de solenoide es el siguiente;

Cuando el interruptor de partida se cierra, la corriente fluye desde el interruptor de partida a la bobina de traccin, de modo que el mbolo es sbitamente tirado y luego el disco de contacto es cerrado en los dos puntos de contacto. Al mismo tiempo, tirando del mbolo, el pin es empujado hacia la rueda dentada del volante. En ese momento, una gran corriente fluye desde el Terminal (+) de la batera hacia el Terminal del motor de arranque (Terminal M) va el Terminal de la batera (Terminal B) del interruptor magntico del solenoide. La corriente desde el Terminal del motor de arranque fluye a travs de las vas de la bobina de campo (+) escobilla conmutador bobina del rotor conmutador (-) escobilla conexin a tierra para rotar el rotor y entonces el motor gira.

Como el mbolo es tirado y los dos puntos de contacto estn conectados al disco de contacto, el traccin en la bobina es abierto por el disco de contacto de modo que la corriente no fluye a travs del traccin en la bobina y la fuerza de traccin queda en cero. Por lo tanto, el mbolo volver a su posicin por la tensin de la corona dentada, as el contacto entre el pin y la corona dentada ser

liberado. En este momento, la bobina de traccin estorbar al mbolo para que regrese a su posicin original por efecto de la corona dentada y la vibracin producida por el funcionamiento del motor.

Despus de que el motor haya partido, si el interruptor de encendido es liberado, entonces el disco de contacto se cierra en ese momento, por lo tanto, la corriente de la bobina de traccin est fluyendo en reversa desde el Terminal del motor de arranque (Terminal M). As, la direccin del campo magntico de la bobina de traccin tambin estar en reversa y entonces las fuerzas magnticas de las bobinas de sujecin y de traccin sern canceladas. Por lo tanto, el mbolo es retornado por la tensin de la corona dentada, el pin ser separado de la corona dentada y el disco de contacto se abrir. Como la bobina de traccin est conectada en serie con la batera y el motor de arranque, es llamada bobina de suelo o bobina de corriente. Como la bobina de sujecin est conectada en paralelo, es llamada bobina de derivacin o bobina de tensin.

Fig. 2-21 Estructura del interruptor magntico



(4) Acoplamiento de rueda libre Cuando el motor es arrancado, el pin del

motor de arranque y la rueda dentada del volante se juntan entre ellos, de manera que el motor es manejado a alta velocidad por el volante. Por lo tanto, el rotor, el cojinete, el conmutador y la escobilla pueden daarse. Para proteger estas partes, este acoplamiento hace que el pin gire en estado de ralent despus de que el motor arranque para evitar que el motor de arranque sea accionado por el motor. Estn los de tipo rodillo, los de mltiple placa y los de calce.

A. Acoplamiento de rueda libre tipo rodillo Este tipo consta de un manguito (tubo estras)

instalado en la ranura del eje del rotor y un aro estras exterior que tiene una muesca en forma de cua, combinadas entre s. Dentro del aro estras, hay un aro estras interior compuesto de un cuerpo con el pin. La muesca en forma de cua en el aro estras exterior incluye rodillos y resortes, en los cuales los rodillos son presionados para enangostar los lados con los resortes.

Fig. 2-22 Acoplamiento de Rueda Libre

De acuerdo al giro del eje del rotor, el aro estriado exterior gira en direccin de la flecha mostrada en la Fig. 2-22, sin embargo, el aro estriado interior no se mueve de modo que el rodillo

se mueve a lo largo circunferencia exterior del aro estriado exterior. En este momento, de acuerdo a la diferencia de velocidad de rotacin entre el aro estras exterior y el interior, los rodillos son presionados para enangostar el lado en muesca. De modo que ambos aros estn fijos. Por lo tanto, la fuerza de rotacin del eje del rotor ser transmitida hacia el pin para hacer girar el motor.

Despus de arrancar el motor, el anillo del pin es unido con la corona dentada durante la operacin del solenoide, el pin es girado por el volante. En este momento, la velocidad del aro estras interior es mayor que la del aro estras exterior, de modo que la direccin de los rodillos es inversa. Por lo tanto los rodillos se movern hacia el lado amplio de la muesca, y el espacio entre el aro exterior e interior aumentar de manera que ellos estarn deslizndose entre s y la fuerza de rotacin del volante transmitida al pin dejar de producirse.

El tipo de rodillo usa 4~5 rodillos. Como este tipo tiene poco peso y es de tamao pequeo, la inercia generada cuando ambos engranajes se juntan es poca, por lo tanto el pin o la rueda dentada sern menos daados. Sin embargo como la superficie de contacto del rodillo para transmitir la fuerza de conduccin es pequea, se producir un desgaste parcial, de manera que este tipo de rodillo puede producir una falla cuando se transmita una gran fuerza.

B. Acoplamiento de rueda libre tipo multi-placa Este tipo es usado por el rotor mvil del motor

de arranque, y la estructura de muestra en la Fig. 2-23. El estriado est formado en el eje del rotor para combinar el estriado formado dentro del manguito de avance y que luego pueden lograr un movimiento de deslizamiento. La placa del acoplamiento de conduccin est combinada con la muesca del manguito de avance. El pin est formado como un cuerpo con la caja exterior que incluye la placa del acoplamiento de conduccin en la muesca formada dentro de la caja.



Fig. 2-23 Estructura del tipo multi-placa

La operacin del acoplamiento tipo multi placa

es as; el pin del motor de arranque es unido a la rueda dentada del volante empujando la palanca de cambio. En este estado, si el pin es detenido, la rotacin del eje del rotor es transmitida hacia el manguito de avance de manera que ste es empujado hacia el pin a travs de los estras. La fuerza de empuje es transmitida desde el manguito de avance hacia el resorte de conduccin mediante la placa del acoplamiento de manera que el resorte de conduccin se dobla. El doblado del resorte genera una presin en las superficies de ambos acoplamientos y transmite la fuerza de rotacin por la fuerza de friccin que hay entremedio. Despus de que el motor parte, la fuerza de rotacin del pin es mayor que la del eje del rotor de manera que el manguito de avance seguir girando.

Por lo tanto, debido a la operacin del estras,

el manguito de avance rotar en direccin inversa con el pin y ambos acoplamientos estarn deslizndose de modo que la fuerza de rotacin del motor no se puede transmitir al eje del rotor.

C. Acoplamiento de rueda libre tipo calce Este tipo es usado generalmente para motores

de carga pesada, y su operacin es as; el aro estras exterior es manejado por el motor de arranque. Cuando el motor es arrancado, el aro estras exteriores y el aro interior se juntan para formar un solo cuerpo. Como el volante conduce el pin por la partida del motor, el aro interior est rotando ms rpido que el aro exterior, de modo que la unin entre los aros interiores y exteriores se liberar para evitar que el motor accione el motor de arranque.

Fig. 2-24 Estructura tipo calce



2.3.2 Tren de potencia

El tren de potencia es el componente para unir el pin del motor de arranque a la rueda dentada del volante y dividida en los siguientes tipos:

1. Tipo Bendix

2. Tipo de desplazamiento del pin

a. Tipo Manual b. Tipo Elctrico

3. Tipo desplazamiento del rotor

(1) Tipo Bendix

Este tipo es un mtodo que usa la inercia del pin y motor de arranque en serie que estn rotando a alta velocidad sin carga.

La operacin es como sigue; el motor de arranque rotar a alta velocidad. Sin embargo, debido a la fuerza de inercia, el pin no est rotando con el eje del rotor sino que est rotando en las estras y se mueve hacia la rueda dentada del volante acoplarse con este.

Cuando el pin alcanza la parte del extremo las estras y las uniones con el dentado, la fuerza de rotacin del rotor es transmitida al pin mediante el anillo motriz y las estras de modo que el pin conducir el volante con una gran fuerza de conduccin.

Debido a que la fuerza de rotacin del rotor es transmitida al pin mediante el anillo motriz, el golpe que se forma de la unin de ambos engranajes tambin es evitado. Los dientes del pin y el anillo motriz tienen una cmara para asegurar la fijacin entre ellos. Despus de que el motor parte, el pin es girado por el anillo motriz.

Por lo tanto, se desliza en las estras en dire

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