manual sistema arranque motor arranque reduccion convencional (1)

7/24/2019 Manual Sistema Arranque Motor Arranque Reduccion Convencional (1)

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Sistema de arranque

Este captulo es una explicacin de un sistema de arranque.

- Resumen

- Motor de arranque de reduccin

- Motor de arranque convencional

Resumen del captulo
http://www.mecanicoautomotriz.org/


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Corona dentada

Motor de arranque

Interruptor magntico

Armadura

Inducido

Engranaje motor

Engranaje del pin

(1) De tipo de reduccin


(2) De tipo convencional

Palanca de impulsin

Engranaje del pin

Inducido

Armadura

(3) De tipo planetario


Palanca de impulsin

Armadura

Inducido

Engranaje planetario

Engranaje del pin

(4) De tipo de conductor de

reduccin-segmento planetario (PS)


Inducido

Imn

permanente

Engranaje del pin

Engranaje

planetario

Resumen Descripcin

1. Descripcin del motor de arranquePuesto que el motor no puede arrancarse por s mismo, necesita potencia externa pargenerar la primera combustin que lo ponga en marcha. Para arrancar el motor, el motorde arranque gira el cigeal mediante la corona dentada.El motor de arranque tiene que generar un par extraordinariamente grande a partir de lapotencia limitada de la batera; asimismo, debe ser compacto y ligero. Por esta razn, elmotor de arranque usa un motor de serie de DC (direct current) *.Para arrancar el motor, el cigeal tiene que girar ms rpidamente que la velocidad dearranque mnima. La velocidad de arranque mnima necesaria para arrancar el motordifiere segn la construccin del motor y de las condiciones de funcionamiento, aunque

suele ser de 40 a 60 rpm en los motores de gasolina y de 80 a 100 rpm en los motoresdisel.

*Motor en serie de DC (direct current)El motor en serie DC (direct current) consta de una bobina de campo y una bobina deinducido conectadas en serie; se usa para generar el par mximo cuando el motor dearranque comienza a girar.

2. Tipo de motor de arranque(1) De tipo de reduccin El motor de tipo de reduccin usa un motor compacto de alta velocidad. El motor de arranque de reduccin aumenta el par reduciendo la velocidad rotatoria deinducido con el engranaje reductor. El mbolo del interruptor magntico empuja directamente el engranaje del pin situaden el mismo eje y hace que se engrane con la corona dentada.

(2) De tipo convencional El engranaje del pin est situado en el mismo eje que el inducido, y gira a la mismavelocidad. La palanca de impulsin conectada con el mbolo del interruptor magntico empuja elpin del engranaje y hace que se engrane con la corona dentada.(3) De tipo planetario El motor de arranque de tipo planetario usa un engranaje planetario para reducir lavelocidad rotatoria del inducido. El engranaje del pin engrana con la corona dentada mediante la palanca de impulsial igual que en el motor de arranque convencional.(4) De tipo de conductor de reduccin-segmento planetario (PS) El motor de arranque de tipo de motor de conductor de reduccin-segmento planetario(PS) usa imanes permanentes en la bobina de campo. El mecanismo de engrane/desengrane funciona del mismo modo que en los motores detipo planetario.


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Par(N m)

Salida(kW)

Tensin(V)

Velocidad delmotor dearranque

(rpm)

00

Corriente

100 200 300 400 (A)

1000

2000

3000

4000

5000

Velocidad

Par

Salida

Tensin

Escobilla y

portaescobillas


Subconjunto

de la armadura

Inducido

Engranaje

reductor

Engranaje del pin

y husillo helicoidalEmbrague de rueda libre

Resorte de accionamiento

Contacto principal

Bobina de retencinBobina de tiro

Eje del pistn

1. Interruptor magntico

Resorte de retorno

Pistn

Resumen Caractersticas

1. Caractersticas del motor en serie de DC (direct current)(1) Relacin entre la velocidad del motor de arranque, el par y la cor rienteEl circuito de un motor consta bsicamente de bobinas. El valor de resistencia dentro delcircuito es muy pequea debido a que solamente existe la resistencia de la bobina.Segn la ley de Ohm, el valor de la corriente aumenta extraordinariamente cuando latensin de la batera (12 V) es constante y la resistencia es pequea. Por consiguiente,una gran cantidad de corriente fluye hacia el motor de arranque y se produce el parmximo justo despus de que el motor de arranque comienza a girar.Puesto que el motor y el generador estn construidos de forma similar, se genera unatensin de direccin inversa (fuerza contraelectromotriz) cuando gira el motor, lo que

interfiere en el flujo uniforme de la corriente.Debido a que la fuerza contraelectromotriz aumenta paralelamente al aumento de lavelocidad del motor de arranque, la corriente que fluye a travs del motor disminuye,as como el par y el valor de la corriente.

REFERENCIA: La relacin de engranaje de la corona dentada respecto al engranaje del pin del motode arranque es de aproximadamente 1:10 a 1:15. El rendimiento es bajo justo despus de que el motor de arranque comienza a girardebido al elevado par y a la baja velocidad del motor de arranque; sin embargo, elrendimiento aumenta hasta el mximo de acuerdo con el cambio del par y de lavelocidad del motor de arranque para disminuir a continuacin. El rendimiento describe lalnea curva que se muestra en la figura de acuerdo con el cambio de par y de velocidaddel motor de arranque.

(2) Relacin entre corriente y tensin

Cuando arranca el motor de arranque se reduce la tensin del terminal de la bateradebido a la gran cantidad de flujo de corriente. En esta circunstancia, no se debe dejar deaprovechar la resistencia interna de la batera. De acuerdo la ley de Ohm, la cada detensin es mayor cuando el valor de la corriente es mayor. La cada de tensin disminuyecon la reduccin de la cantidad de corriente que fluye y la tensin de la batera regresa avalor normal.

Motor de arranque de reduccin Componentes

El motor de arranque consta de los si guientes componentes.1. Interruptor magntico2. Inducido3. Subconjunto de horquilla4. Escobilla y portaescobillas

5. Engranaje reductor6. Embrague de rueda libre7. Engranaje del pin y husillo helicoidal

Motor de arranque de reduccin Construccin

1. Interruptor magnticoEl interruptor magntico acta como interruptor principal de la corriente que fluye al motoy empuja y estira el engranaje del pin para controlarlo.La bobina de tiro est enrollada con un cable ms grueso que la bobina de retencin, por

lo que la fuerza magnetomotriz de la primera es mayor que la de la segunda.

2. Inducido y rodamiento de bolasEl inducido genera una fuerza de rotacin motriz y el rodamiento de bolas soporta larotacin a alta velocidad del inducido.

3. Subconjunto de horquillaEl subconjunto de horquilla produce el campo magntico necesario para que puedafuncionar el motor. Asimismo, funciona como carcasa de la bobina de campo, ncleo ypaso de las lneas de fuerzas magnticas. La bobina de campo est conectada al induciden serie.


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Conmutador

Cojinete de bolas

Bobina del inducido

Cojinete de bolas

2. Inducido y rodamiento de bolas

Ncleo del inducido

Escobilla

Armadura

Ncleo magntico

3. Subconjunto de horquilla

Bobina de campo

Resorte de retorn

Engranaje del embrague

Rodillo del embrague

Eje estriado interiormente

Engranaje delpin

Eje del pin

6. Embrague de rueda libre 7. Engranaje del pin y husillo helicoidal

Husillo helicoidal

Corona dentada

Eje estriado interiormente

Engranaje del pin

Eje del pin

4. Escobilla y portaescobillasLos muelles de las escobillas presionan las escobillas contra el conmutador, lo quepermite que la corriente fluya desde la bobina al inducido con una direccin fija. Lasescobillas son de cobre-carbono, que tiene una excelente conductividad y resistenciacontra la abrasin. Los muelles de las escobillas contrarrestan el exceso de revolucin dinducido y, al presiona las escobillas, detienen la revolucin del inducido justo despus dque se pare el motor de arranque.

OBSERVACIN:Los muelles debilitados o las escobillas desgastadas pueden reducir el contacto elctricoentre las escobillas y los segmentos del conmutador. El exceso de resistencia resultanteen los puntos de contacto reduce el suministro de corriente al motor, impidiendo as laacumulacin de par.

5. Engranaje reductorEl engranaje reductor transmite la fuerza de revolucin del motor al engranaje del pin amismo tiempo que aumenta el par y reduce la velocidad del motor. El engranajereductor reduce la revolucin del motor en una proporcin de 1/3-1/4 y tiene incorporadoun embrague de rueda libre.

6. Embrague de rueda libre El embrague de rueda libre transmite la rotacin del motor al motor a travs delengranaje del pin. A fin de evitar que se rompa el motor de arranque debido a la revolucin a alta velocidaresultante del arranque del motor, el embrague de rueda libre es de tipo unidireccionalprovisto de rodillos.

7. Engranaje del pin y husillo helicoidalEl engranaje del pin y la corona dentada se engranan firmemente entre s y, de estemodo, transmiten la fuerza de revolucin del motor de arranque al motor. El engranajedel pin es ahusado para que el engranaje sea perfecto. El husillo helicoidal convierte lfuerza de revolucin del motor en la fuerza motriz del pin y tambin soporta el engraney desengrane del engranaje del pin.

5. Engranaje reductor

Engranaje reductor

Engranajemotor

Engranajeintermedio

Cojinete de bolas

Cojinete de bolas

Engranaje delembrague

4. Escobilla y portaescobillas

Portaescobillas

Escobilla

Resorte de la escobilla

Masa de la carrocera

Motor de arranque de reduccin Construccin


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2 funciones

Motor

ON/OFF

Atraccin Se enciende Se acopla

Se mantiene

encendido

Transmite la

fuerza giratoria

Se apaga Se desacopla

Mantenimiento

Retorno

Acoplamiento/

desacoplamiento

del engranaje del pin

3 pasos


Diagrama de cableado internoBobina de campo Bobina de atraccin

Contactoprincipal

Pistn

Placa decontacto

Interruptor

de encendidoBobina de retencin

Bobina de atraccin

Bobina de campo

Bobina del inducido

Toma de tierra

Bobina de retencin

Toma de tierra

Interruptor de encendido

Batera

Motor de arranque de reduccin Funcionamiento

1. Interruptor magntico(1) GeneralidadesEl interruptor magntico tiene dos funciones. ON/OFF del motor Engrane y desengrane del engranaje del pin

Asimismo, el interruptor magntico efecta tres pasos cuando se acciona el motor dearranque. Atrae hacia dentro Mantiene dentro Retorno

La figura de la izquierda ilustra el funcionamiento del interruptor magntico.

CONSEJO PARA EL MANTENIMIENTO: Si hay un cortocircuito en la bobina de tiro, sta no podr estirar el mbolo, por lo queaparecer el sntoma de que no se puede arrancar el motor de arranque (ausencia desonido de funcionamiento del interruptor magntico). Si el contacto principal es deficiente, la corriente tendr dificultades para fluir hacia labobina de campo y hacia la bobina del inducido, con lo que se ralentizar la revolucin demotor de arranque. Si hay un circuito abierto en la bobina de retencin, sta no podr retener el mbolo,causando as la entrada y salida reiterada del mbolo.

(2) Funcionamiento TiroCuando se pone el interruptor de encendido en la posicin START, la corriente de labatera fluye hacia las bobinas de tiro y de retencin. A continuacin la corriente fluyedesde la bobina de tiro hacia la bobina del inducido, a travs de la bobina de campo, hacendo girar la bobina del inducido a baja velocidad. La generacin de fuerza magnetomotren la bobina de retencin y en la bobina de tiro magnetiza el ncleo, con lo que se atrae mbolo del interruptor magntico hacia el interior del ncleo. Mediante esta operacin detiro, el engranaje del pin es empujado hacia afuera y se engrana con la corona dentady la placa de contacto activa el contacto principal.

La figura de la izquierda representa el flujo de corriente en el paso de tiro.

CONSEJO PARA EL MANTENIMIENTO:Con el fin de mantener una tensin suficiente para accionar el interruptor magntico,algunos modelos incorporan un rel de motor de arranque entre el interruptor deencendido y el interruptor magntico.


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Batera

Bobina de retencin

Placa de contacto

Bobina de campo

Bobina del inducidoToma de tierra

Interruptor de encendido

Toma de tierra

Batera

Bobina de retencin

Placa de contacto

Bobina de campo

Bobina del inducido

Toma de tierra Toma de tierra

Bobina de tiro


RetencinCuando se activa el contacto principal no hay flujo de corriente a travs de la bobina detiro y tanto la bobina de campo como la bobina de inducido reciben corriente directamentde la batera. Entonces la bobina del inducido inicia una revolucin a alta velocidad y sepone en marcha el motor. En este momento el mbolo se mantiene en posicinnicamente por la fuerza magntica ejercida por la bobina de retencin, puesto que nopasa corriente por la bobina de tiro.

La figura de la izquierda representa el flujo de corriente en el paso de retencin.

RetornoCuando se pone el interruptor de encendido desde la posicin START a la posicin ON, corriente fluye desde el lado del contacto principal hasta la bobina de retencin atravs de la bobina de tiro. En este momento, debido a que la fuerza magntica creadapor las bobinas de tiro y de retencin se cancelan entre s, las bobinas pierden la capaci-dad de retener el mbolo. Por tanto, el muelle de retorno tira del mbolo desactivando asel contacto principal y deteniendo la revolucin del motor de arranque.

La figura de la izquierda representa el flujo de corriente en el paso de retorno.


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Engranaje delembrague (exterior)

Rodillo del embragueResorte

del embrague

Eje

estriado

(interior)

Engranajedel pin

Eje estriado(interior)

Rodillo del embrague

Resortede retorno

Engranaje delembrague (exterior)

Eje de pin

Despus de arrancar el motor

Mientras arranca el motor

Fuerza giratoria

EmpujeImpulso desdeel interruptormagntico

Husillo helicoidal

Inducido


2. Embrague de rueda libre

(1) Funcionamiento Mientras arranca el motorCuando el engranaje del embrague (exterior) gira ms rpidamente que el eje de empalm(interior), se fuerza la entrada de los rodillos del embrague en la seccin ms estrecha,con lo que se transmite la fuerza de giro del engranaje del embrague al eje de empalme.

Despus de arrancar el motorCuando el eje de empalme (interior) gira ms rpidamente que el engranaje del embraguse fuerza la entrada de los rodillos del embrague en la seccin ms ancha, con lo que elengranaje del embrague girar desembragado.

CONSEJO PARA EL MANTENIMIENTO:Si el embrague unidireccional que funciona como embrague de rueda libre desliza, elmotor no podr arrancarse incluso si gira el motor de arranque.

3. Mecanismo de engrane/desengrane(1) GeneralidadesEl mecanismo de engrane/desengrane tiene dos funciones. Engrana el engranaje del pin con la corona dentada. Desengrana el engranaje del pin de la corona dentada.


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Biselado

Engranajedel pin

Corona dentada

Velocidad

giratoria (igual)

Presin para desacoplar

el engranaje del pin (baja)Presin (baja)

Resorte de retorno

Husillo helicoidal

Resorte de retorno

Fuerza giratoria

Empuje

(2) Mecanismo de engraneEl muelle impulsor se comprime cuando las caras del extremo del engranaje del pin yde la corona dentada entran en contacto mediante la accin de tiro del interruptormagntico. A continuacin se activa el contacto principal y aumenta la fuerza de girodel inducido. Adems, el husillo helicoidal convierte la fuerza de giro en impulso a fin deempujar hacia fuera el engranaje del pin. En otras palabras, el engranaje del pin seengrana con la corona dentada mediante la fuerza de tiro del interruptor magntico, lafuerza de giro del inducido y el impulso del husillo helicoidal.

CONSEJO:El engranaje del pin y la corona dentada son ahusadas para que se engranenfcilmente.

(3) Mecanismo de desengraneCuando el engranaje del pin hace girar la corona dentada, se aplica una elevadapresin en las superficies dentadas de ambos engranajes.Puesto que la velocidad de giro del motor (corona dentada) es mayor que la del engranajdel pin cuando se arranca el motor, la corona dentada comienza a hacer girar elengranaje del pin. Adems, el husillo helicoidal convierte la fuerza de giro en impulsoa fin de desengranar el engranaje del pin. El mecanismo del embrague de rueda libreimpide que la fuerza de giro del motor de arranque sea transmitida al engranaje delpin haciendo que la corona dentada haga girar el engranaje del pin. Por consiguientlas presiones aplicadas sobre ambos engranajes disminuyen lo que facilita el desengranedel pin.Debido a la liberacin de la fuerza de tiro del interruptor magntico, el muelle de retornocomprimido empuja hacia atrs el engranaje del pin y lo desengrana de la coronadentada.



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Tipo reductor Interruptor magntico S No

Engrane/desengranedel engranaje del pin

Mecanismoreductor de

velocidad

Mecanismode freno

Tipoconvencional

Interruptor magnticoy palanca de impulsin

No S, No


Palanca de impulsin

Muellede impulsin

Placa de bloqueo

Muelledel freno

Bastidor del extremo del conmutadorInducido

Tipo reductor Interruptor magntico S

S

No

No

Engrane/desengranedel engranaje del pin

Mecanismo dede reduccin de

la velocidad

Mecanismode freno

Tipoconvencional

Tipo planetario

Interruptor magnticoy palanca de impulsin

No S, No

Muelle de impulsin

(integrado en el interruptor magntico)

Palanca de impulsin

Motor de arranque convencional Otras construcciones de un motor de arranque

De tipo convencional1. Diferencias de cons truccin entre el tipo convencional y el tipo reductor (figurade la izquierda)2. Engrane/Desengrane del engranaje del pin(1) Interruptor magnticoLa construccin de un interruptor magntico de tipo convencional es esencialmente lamisma que la de tipo reductor. Sin embargo, este tipo estira el mbolo para engranar ydesengranar el engranaje del pin, mientras que el de tipo reductor lo empuja.

(2) Palanca de impulsinLa palanca de impulsin transmite el movimiento del interruptor magntico al engranajedel pin. Mediante este movimiento, el engranje del pin engrana y desengrana con lacorona dentada.(3) Muelle de impulsinEl muelle de impulsin est incorporado en la palanca de impulsin del interruptormagntico. El muelle de impulsin del tipo convencional funciona del mismo modo que emuelle de retorno del tipo reductor.

3. Mecanismo reductor de velocidadPuesto que el tipo convencional es capaz de obtener suficiente par para arrancar el motogracias al inducido de gran tamao, no es necesario un mecanismo reductor de velocidapara este tipo. Por esta razn, el inducido est conectado directamente con el engranajedel pin.

4. Mecanismo de freno(1) GeneralidadesCiertos tipos convencionales estn dotados de un mecanismo de freno, que detiene el gidel motor cuando ste no consigue arrancar. El mecanismo de freno tambin controla laalta velocidad del motor justo despus de que el motor haya arrancado.

REFERENCIA:Aparte de los motores de arranque de tipo convencional y de tipo reductor, los de otrostipos no estn provistos de un mecanismo de freno por las siguientes razones: El escaso peso del inducido y la baja fuerza de inercia. Gran presin de la escobilla. El engranaje reductor de velocidad causa friccin.No obstante, existen ciertos motores de arranque de gran tamao (tipo 24 V) que estnprovistos de un mecanismo de freno elctrico.

(2) FuncionamientoEl muelle del freno y la placa de bloqueo empujan el inducido contra el bastidor delextremo del conmutador para producir el efecto de freno.

De tipo planetario1. Diferencias de cons truccin entre el tipo planetario, el tipo reductor y el tipoconvencional (figura de la izquierda)2. Engrane/Desengrane del engranaje del pin(1) Muelle de impulsinEl muelle de impulsin est incorporado en el interruptor magntico. El muelle deimpulsin funciona del mismo modo que el de tipo reductor y el de tipo convencional.

OBSERVACIN:El interruptor magntico y la palanca de impulsin funcionan del mismo modo que los detipo convencional.


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Engranaje solar: accionamiento

Engranaje planetario: reduccin

Transportador planetario: salida

Engranaje solar: accionamientongranaje solar accionamientoEngranaje solar: accionamiento

Engranaje planetario: reduccin

Transportador planetario: salida

Engranaje planetario: reduccinngranaje planetario reduccinEngranaje planetario: reduccin

Transportador planetario: salidaransportador planetario salidaTransportador planetario: salida

Engranaje planetario

Engranaje solar

Inducido

Engranaje interno

Transportador planetario

0

0

Velocidad

del engranaje solar

Velocidad del

transportador planetario


3. Mecanismo reductor de velocidad(1) ConstruccinEl transportador planetario tiene tres engranajes planetarios. Losengranajes planetarios se engranan con el engranaje solar en suparte interior y con el engranaje interior por su parte exterior.Normalmente, el engranaje interno est fijo y no gira.(2) CaractersticasLa relacin de reduccin del tipo planetario es de 1:5 y el inducidoes ms pequeo y su velocidad es mayor que los de tipo reductor.Para conseguir un funcionamiento silencioso, el engranaje internousa materiales plsticos. El tipo planetario incorpora un dispositivo damortiguacin que absorbe el exceso de par para evitar la rotura deengranaje interno.

(3) FuncionamientoCuando el inducido impulsa el engranaje solar, el engranajeplanetario gira junto con el engranaje interno y luego gira eltransportador planetario. Por consiguiente, la velocidad deltransportador planetario con el engranaje planetario disminuye, con

que aumenta el par aplicado sobre el engranaje del pin.


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REFERENCIA:Dispositivo de amortiguacin:

Al girar el engranaje interno se desliza la placa del embragueengranada con el engranaje interno, con lo que se absorbe el excesde par.



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-


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Cul de las siguientes afirmaciones sobre las caractersticas de un motor de serie DC es Verdadera?

Pregunta-2

Pregunta-1

1.

2. El par motor disminuye segn el aumento de la corriente.

3. El par motor mximo se obtiene cuando el motor comienza a girar.

4. La corriente aumenta a medida que el motor gira ms rpidamente.

nmlkj

nmlkj

nmlkj

nmlkj

El par motor aumenta segn el aumento de la velocidad del motor.

Cul de las siguientes afirmaciones sobre el funcionamiento del interruptor magntico es Falsa?

Pregunta-4

1.

2. Retorno

3. Reduccin de la velocidad

4. Retencin

nmlkj

nmlkj

nmlkj

nmlkj

Tiro

Electricidad 1

Sistema de arran

1.

2.

3.

4.

a)

b)

c)

d)

De tipo de reduccin

De tipo planetario

Este tipo no incorpora una palanca de impulsin.

Este tipo usa imanes permanentes como bobina de campo.

Este tipo no incorpora un mecanismo reductor de velocidad.

Los engranajes planetarios reducen la velocidad del inducido. La bobina de campo y el inducido estn

conectados en serie.

De tipo de reduccin planetaria-motor conductor

de segmento (PS)

De tipo convencional

Para cada uno de los siguientes tipos de motor de arranque (1 - 4), seleccione la afirmacin correcta(a - d).

Pregunta-3

1.

2.

3.

4.

a)

b)

c)

d)


Subconjunto de horquilla

Reduce la velocidad de rotacin del inducido para aumentar el par.

Sirve de interruptor principal para la corriente que fluye al motor.

Incorpora las bobinas de campo en su interior.

Rota para girar el engranaje del pin.

Engranaje reductor/Engranaje planetario

Inducido

Para cada uno de los siguientes componentes (1 - 4), seleccione la afirmacin correcta(a - d).
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