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7/25/2019 Manual Sistema Electarico Motores Circuitos Funciones Partes Mecanismo Carga Arranque Esquema Electricidad

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SISTEMA ELCTRICO

El motor usado generalmente para propulsar los tractores, es el de combustin interna

(C.I) y funciona con base en gasolina (Ciclo Otto) ACPM (Ciclo Diesel).

Para que se verifique la combustin de los gases comprimidos en el cilindro, esnecesario provocar sta por un medio adecuado.

La relacin de compresin en los motores Diesel es ms elevada que en los de gasolinapuesto que el carburante, pulverizado, entra en los cilindros al final de la carrera decompresin y se enciende por autocombustin a causa de la elevadsima temperaturaque existe en la cmara de combustin.

En cambio, en los motores a gasolina el pistn comprime la mezcla de aire-gasolina y al

trmino de esa fase, el encendido de la misma se produce por la chispa que salta entrelos electrodos de la buja.

Una pequea porcin de la de la mezcla que est en contacto directo con la chispa,se calienta hasta la temperatura de ignicin, dando origen a una llama que se propagapor la cmara de combustin hasta que el combustible se ha quemado completamente.

CIRCUITOS ELCTRICOS

Se pretende aqu completamentar los conocimientos que se tienen sobre electricidad,

describiendo los diferentes circuitos elctricos con los cuales vienen equipados losdiferentes tipos de tractores.

Circuitos (Motores a Gasolina ) Carga Arranque Encendido Alumbrado

CIRCUITO DE CARGA

Cumple con las siguientes funciones:

Recargar la batera Entregar corriente durante el trabajo. Existen 2 tipos de circuitos de carga : Por Dinamo Por Alternador.
http://www.maquinariaspesadas.org/


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En ambos circuitos se genera corriente alterna, diferencindose en la forma deconvertirla en corriente continua.

El circuito de carga consta de:

Batera Dinamo Alternador Regulador Relay Ampermetro

Adems, trabaja en la siguiente forma:

En el momento del arranque, es nicamente la batera la que entrega corriente. En trabajo normal, es el dinamo el alternador quien entrega la corriente. En momentos de mximo consumo de corriente, la batera suplementa la corriente

entregada por el dinamo o el alternador.

BATERIA

Es, en esencia, un recipiente donde se a lojan los electrodos positivos (PbO 2 ) y negativos(Pb) sumergidos en un electrolito (H 2 SO 4).

Si dos conductores elctricos diferentes se sitan en un recipiente con un electrolito, seproduce una diferencia de potencial entre los conductores, con su respectivo flujo deelectrones, originando la corriente elctrica .

La reaccin qumica producida por la disociacin en el electrolito, tiende a estabilizarse,por el movimiento de electrones, produciendo un cambio en los electrodos, hasta unpunto en el cual se lleva a cabo una saturacin conllevando a una prdida del potencial, sea, cesa el movimiento de electrones.

Corriente CorrienteR

+-

Electrodo PbO 2 Electrodo PbO 2

H2SO 4


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En esta situacin es necesario, por un medio externo (corriente elctrica) producir una

reaccin en sentido contrario a la original para reestablecer de nuevo los electrodos.

La batera est formada por grupos de celdas, donde cada una proporciona un voltaje de2V aproximadamente. Las hay de 6V, 12V y 24V.

Pero la capacidad de ellas estn definidas tambin por el amperaje: las hay de 45-60hasta 150 amperios, cuyo valor ser seleccionado de acuerdo al uso que se le vaya adar.

DINAMO

Produce energa por Induccin Electromagntica

Si un conductor se mueve dentro de un campo magntico, de forma tal que cruce laslneas del campo, se induce en l una fuerza electromotriz o caida de voltaje, el cual a suvez, genera una corriente elctrica.

R

PbSO 4

H2O

PbO 2 + Pb + 2H 2SO 4 2PbSO 4 + H 2O

Sentido de la Corriente originadapor un generador

PbSO 4

G

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El dinamo consta de :

Inducido : Formado por multitud de espiras para obtener un voltaje mayor. Es laparte giratoria en la que nace la corriente elctrica.

Colector : Es un anillo formado por barras de cobre llamadas delgas . Va montadosobre el extremo del inducido y cada delga esta aislada de las dos adyacente. Losextremos de cada espira se conectan a dos delgas adyacentes.

Escobillas : Se fabrican de diversos materiales. Se apoyan frotando el colector, delque recogen la corriente.

Los portaescobillas constan de un brazo y un muelle que aplica la escobilla sobre elcolector con una determinada fuerza de flexin.

Zapatas de los polos : Son imanes permanentes que se fijan a la pared interior de la

caja de la dinamo. Las dos zapatas que dan una enfrente a otra, formando un dbil campo magntico.

Arrollamiento de campo : Consta de varias espiras sobre cada uno de los polos y alser recorridas por parte de las mismas corrientes que producen la dinamo, seconvierten en electroimanes y aaden su flujo a las zapatas.

Caja : Todas las piezas de la dinamo van dentro de una caja que suele ser cilndrica. La polea de la dinamo lleva unas aletas para forzar el aire a travs del interior de ladinamo.

REGULADOR RELAY PARA DINAMO

Realiza las siguientes funciones :

Corta el paso de la corriente

Regula el voltaje

Regula la corriente

A grandes velocidades del motor el dinamo produce demasiada corriente y voltaje lo cualpuede averiar la batera; por esto el paso de la corriente lo corta el disyuntor el cualfunciona por induccin electromagntica lo mismo que los reguladores comn y corrientede equipos electrodomsticos.


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ALTERNADOR

Cumple la misma funcin de la dinamo al convertir energa mecnica en energaelctrica. Se diferencia de la dinamo en :

Los alternadores son ms compactos

Tambin son capaces de entregar mayores intensidades de corriente a menosrevoluciones del motor.

La dinamo son conductores de corriente que cortan las lneas de fuerza de un campomagntico estacionario, inducindose en ellos corriente elctrica. El alternador esun campo magntico que gira dentro de unos conductores estacionarios,inducindose en ellos corriente elctrica.

El alternador consta de las siguientes partes principales :

Rotor: Cumple la misma funcin que el campo magntico estacionario de ladinamo, con la diferencia de que el rotor gira.

Estator: Cumple la misma funcin que el inducido de la dinamo, del que sediferencia porque no gira.

Diodos: Son los encargados de transformar la corriente alterna en corrientecontinua.

REGULADOR RELAY PARA ALTERNADOR

Se basa en el mismo principio que el relay de la dinamo.

La nica diferencia es que el alternador no necesita regulador de corriente ya que lmismo la limita por el campo magntico opuesto que produce durante su funcionamiento.

Ampermetro: Consta de un imn estacionario en forma de herradura y una bobina

mvil.

Mecanismo Bendix de Acoplamiento

El mecanismo Bendix aprovecha la inercia de los contrapesos del pin y la aceleracindel inducido para hacer que el pin engrane con la corona de la volante. En posicinde reposo, el pin no esta engranado con la corona. Al accionar el interruptor dearranque, el inducido se acelera rpidamente. Por la inercia de los contrapesos, el pin


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se desplaza hacia delante sobre el mango roscado en espiral hasta que engrane con lacorona en el momento en que el pin ha engranado totalmente.

Interruptor

Diagrama del Circuito de Carga

CIRCUITO DE ARRANQUE

Transforma la energa elctrica, acumulada en la batera, en energa mecnica con laque se hace girar el cigeal del motor de combustin interna.

Consta de las siguientes partes:

Batera Llave de contacto

Motor de arranque

Re ulador o Rela

Dinamo o Alternador

Am ermetro

Batera


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Motor de Arranque

Es un motor elctrico especial, por lo siguiente:

Esta diseada para funcionar con grandes sobre cargas durante perodos de tiemposmuy cortos. Es capaz de desarrollar una gran potencia en comparacin con su tamao reducido.

Al arrancar e l motor de combustin interna, su volante gira ms rpido que el motorde arranque, por lo que el pin es obligado a girar en sentido contrario relativo,hasta que se desengrana totalmente y es retenido suavemente por un resorteamortiguador.

Circuito de Encendido

Slo para los motores a gasolina.Cumple la funcin de producir una chispa en la buja que inflama la mezcla aire-gasolina.Para ello es preciso que el sistema de encendido haga 2 cosas :

Transformar el bajo voltaje de la batera en impulsos de alto voltaje. Sincronizar estos impulsos de alta tensin con las revoluciones del motor.

El circuito consta de los siguientes elementos:

Bobina de encendido

Condensador Distribuidor Bujas

Este circuito se compone a su vez de dos (2) circuitos independientes:

Circuito Primario

Se alimenta con el bajo voltaje de la batera, consta de:

Arrollamiento primario de la bobina Puntos de contacto del distribuidor Condensador

Circuito Secundario

Se alimenta con los impulsos de alto voltaje producidos por la bobina, consta de:


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Arrollamiento secundario de la bobina. Pipa del distribuidor. Tapa del distribuidor.

Bujas.

Bobina

Lleva en su centro un ncleo de hierro dulce y sobre l va enrollado el arrollamientosecundario que es un alambrado delgado . Sobre ste va otro alambrado grueso que sellama arrollamiento primario y tiene menos espiras que el secundario.

Los arrolllamientos con el ncleo van envueltos por varias capas de material magntico yencerrados en una caja metlica aislante y se cierra hermticamente con la tapa de labobina. La tapa lleva los terminales para el arrollamiento primario y un terminal de altatensin.

Tapa (Terminal de Alto Voltaje)

Terminal Ba oVolta e

Arrollamiento Primario

Arrollamiento Secundario

Ncleo de Hierro


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Distribuidor

Realiza tres funciones :

Abre y cierra el circuito primario Sincroniza los impulsos de alta tensin de la bobina, con el giro del motor. Distribuye la chispa a las bujas.

Consta de:Eje de accionamiento. Gira a la mitad de las revoluciones del cigeal y es accionadopor el rbol de levas.

Levas. Van sobre el eje de accionamiento. Hay tantas levas como cilindros.

Placas del ruptor. Sobre ellas se monta el ruptor (platinos) y el condensador.Recibe la corriente del arrolllamiento primario de la bobina (bajo voltaje).

Ruptor (Platinos). Son fabricadas de tungsteno, material muy resistente al calor.

Consta de dos puntos de contacto: uno fijo y otro sobre un brazo cargado con un resorte.Pipa o Conejo. Va colocada sobre el extremo superior del eje de accionamiento. Llevauna lmina metlica que sobresale por la punta de ella y al girar entra en contacto conlas terminales de alta tensin que van a las bujas.

Condensador . Cada vez que se separan los platinos, tiende a saltar entre ellos unachispa (pequea, puesto que la corriente es de bajo voltaje). Como tantos miles dechispas por minuto estropearan el material de los platinos rpidamente, se intercala el

Yun u CircuitoPrimaro Martillo

Ru torPlatinos

LevaCondensador

Bua Bua

Lmina MetlicaPipa o Conejo

CircuitoSecundario

BuaBua


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condensador. Este se encuentra constituido por hojas finas de estao alternadas conhojas de papel o mica. Es una unidad sellada que no puede repararse; cuanto mayores la capacidad del condensador, ms cantidad de corriente almacenada.

Bujas. Es la encargada de inflamar la mezcla en el cilindro del motor.

Una b uja no es ms que un conductor interrumpido en un pequeo espacio para que enste salte la chispa. Consta de dos conductores o e lectrodos. Uno de ellos, el central, seconecta por medio de un cable a uno de los terminales de la tapa del distribuidor,mientras que el otro, el lateral, se esta conectando directamente a masa.

Ambos electrodos estn dispuestos el uno frente al otro con una pequea separacin. Elimpulso de alto voltaje inducido en la bobina salta del electrodo central de la buja alelectrodo lateral y completa as el circuito, retornado por masa. O sea que el circuito secierra por una chispa.

Las bujas pueden ser Fras o Calientes, segn se calienten menos o ms alfuncionar el motor. Buja Fra es aquella que tiene el cono inferior corto y por lo tantoel calor generado al explotar la chispa se transfiere rpidamente hacia el sistema derefrigeracin del motor.

Terminal

ElectrodoCentral

TuercaHexa ona

ElectrodoLateral

Separacinde Electrodos

Porcelana(Aislante)

CuerpoMetlico


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Caso contrario ser el de una buja Caliente cuyo cono es ms largo y por lo tanto sedemora ms tiempo la transferencia de calor entre los electrodos y el sistema derefrigeracin.

La Longitud roscada del cuerpo de la buja tiene mucha importancia ya que una roscalarga puede asomar dentro de la cmara de combustin, con lo que adems de quepuede calentarse ms, puede averiar el pistn.

Una rosca demasiado corta no se calienta lo suficiente y el encendido falla por lacarbonilla que se acumula en los electrodos.

Funcionamiento de Circuito de Encendido

Antes de arrancar el motor, los platinos estn cerrados. Al cerrar la llave de contacto secierra el circuito y la corriente empieza a pasar de la batera al arrollamiento primario dela bobina creando un campo magntico alrededor de l. Luego pasa la corriente aldistribuidor y como encuentra los platinos cerrados retorna por masa a la batera. Algirar el motor, hace girar tambin el eje del distribuidor que lleva los levas del ruptor.

Cuando una leva abre los platinos, se interrumpe la corriente del circuito primario y, enese instante nace en el arrolllamiento secundario de la bobina, una corriente de altatensin. Como quiera que el secundario tiene mucho ms espirales que el primario, elvoltaje inducido en l es mucho mayor que el voltaje de la corriente que atraviesa elprimario, alrededor de 4.000 a 25.000 voltios.

Este alto voltaje se toma del terminal central de la bobina y se lleva al centro de la tapadel distribuidor. La pipa, que gira dentro del distribuidor, pasa sucesivamente por delantedel terminal de cada una de las bujas, haciendo llegar, de esta forma, la alta tensin a labuja que le corresponde inflamar la mezcla.


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Esquema general del circuito de encendido

Circuito de Alumbrado

Es el circuito ms sencillo. Recibe corriente tanto de la batera como del dinamo oalternador.Se caracteriza por el alto consumo de energa, llevando varios subcircuitos en paralelo,de acuerdo al uso que se le sta dando al tractor.Los tractores suelen llevar el siguiente alumbrado:

Luz larga o de carretera Luz de cruce. Luces de poblacin. Luz trasera Luz de freno Luces interiores

La corriente necesaria se toma desde el ampermetro, cerrando el circuito a masa porlos sockets de las bombillas.

Bu Circuito

Secundario

Distribuidor

Masa

BobinaRu tor

Suitche CircuitoPrimarioMasa

Batera

Masa


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Circuitos ( Motores Diesel)

Dada que este tipo de tractor el combustible explota sin necesidad de Chispa , elsistema elctrico va orientado a proveer el movimiento inicial necesario para originar la

presin adecuada en los pistones.El sistema ms comn en los tractores modernos consta de los siguientes circuitos:

Circuitos de carga Circuito de arranque Circuito de alumbrado

Las caractersticas de los circuitos sealados, son iguales que los motores a gasolina.Por necesitar mayor torque para el arranque, las bateras suelen ser de 12 Voltios y altaintensidad de corriente (120-180 amperios-hora).


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ANEXO

NOCIONES DE ELECTRICIDAD

1. MASA ELCTRICA (COULUMB) (E)

La unidad de masa elctrica que (en el vaco) acta sobre otra igual, ubicada a 1cm dedistancia y la repele con una fuerza de 1 dina, se llama STATCOULOMB (STC)

11 1

1 2dina

stc stc

cm

* (Ley de Gravitacin)

11

1

2

2dina

stc

cm

Pero: 11

2

2

2dina gr cms

stccm

*

1 123

2

1 2 3 2

stcgr cm

s stc

gr cms

*;

*/ /

Como el STATCOULOMB es una unidad muy pequea, se prefiere usar el COULOMB.1 COULOMB = 3 * 10 9 STATCOULOMB

1 stc 1 stc

+

1 cm

+


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2. INTENSIDAD DE CORRIENTE ( AMPERIO ) ( I )

Es comparable al caudal de una corriente de agua. Es decir, la cantidad masa de aguaque pasa por una seccin de su cauce en la unidad de tiempo.

Q = m / t

De la misma manera , la intensidad de corriente elctrica se mide por la masa elctricaque pasa, por unidad de tiempo, a travs de la seccin de un conductor.

I = E / T

1 Amperio = 1 Coulomb1 Segundo

1 coulomb =1 AmperioSegundo

3. VOLTAJE, DIFERENCIA DE POTENCIAL, FUERZA ELECTROMOTRIZ (VOLTIO

El agua contenida en este recipiente puede pasar aotro por un tubo con la condicin de que est vaco otenga un nivel inferior.

Esta diferencia de nivel setraduce en presin y es laque la impulsa.

De la misma manera, la corriente elctrica circula por un conductor gracias a ladiferencia de nivel (dficit y supervit de electrones) entre los extremos de un conductor.

Conductor

h


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Esa diferencia de nivel es la que se traduce en la fuerza que hace circular las masaelctricas.

Pero entonces, para trasladar esas masas elctricas se debe realizar un trabajo y stelo realiza el Campo Elctrico (cuya unidad es el Joule) .

De esta manera Un Voltio es igual a la diferencia de potencial entre dos puntos de uncampo elctrico, tales, que el campo realiza el trabajo de 1 JOULE al transportar la masaelctrica de 1 COULOMB desde el punto de mayor al de menor potencial.

Voltaje =Trabajo realizadoMasa elctrica

1 Voltio = 1 Joule 1 Coulomb

Vale la pena resaltar que el potencial de la tierra es cero, para la mayora de lasaplicaciones prcticas.

4. RESISTENCIA ( OHMIO ) ( R )

Cuando el agua circula por una tubera, se presenta un obstculo a su movimientoque depende de la rugosidad de la superficie del material (friccin)

De la misma manera, el conductor ofrece una resistencia al paso de la corrienteelctrica, que depende bsicamente de la naturaleza del material, de su longitud y suseccin transversal.

La unidad de resistencia es el ohmio, que puede definirse as :

Es la resistencia de un conductor tal que al aplicarle en sus extremos una diferencia depotencial de 1 Voltio, se produce una corriente de 1 Amperio

2

1 Coulomb> Potencial

1 Voltio< Potencial

1 Coulomb< Potencial

Desplazamiento

Ru osidad


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La ley de Ohm establece que : I = VR

1 Ohmio = 1Voltio1Amperio

5. POTENCIA ELCTRICA ( WATIO) ( W )

Ya hemos visto que :

Voltaje = Trabajo realizadoMasa elctrica

O sea : V = T ; T = V.E (Joules)E

Si sabemos que : Potencia = Trabajo = T ;Tiempo t

Podemos decir entonces : W = T = V.E W = Watiost t T = Joule

t = Seg

O sea : Existe la potencia de 1 watio cuando la masa elctrica de 1 Coulomb se mueveen 1 segundo, entre dos puntos cuya diferencia de potencial es 1 Voltio

Adems, ya sabemos que :

Voltio * Coulomb = Joule1 Watio = 1 Joule

1 segundo

0 Voltio 1 Voltio

Corriente, 1 Amperio = Coulomb / segResistencia : 1 ohmio


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Otras Unidades de Potencia Elctrica

a. Kilowatio ( K W )

1 Kw = 1000W = 1000 JouleSeg.

b. Megawatio ( MW MVA )

1 MVA= 10 6W = 10 3 KW

c. La Potencia empleada en cualquier aparato que tenga una resistencia R por la cualcircula una corriente I :

W = T = V.E ; Pero Adems V = RI ( Ley de Ohm ) I = Et

t

Por lo tanto W = R*I*I W = WatiosW = RI 2 R = Ohmios

I = Amperios.

d. Otra frmula de mucha utilidad prctica se puede obtener de la anterior.

W = RI 2 = R.I.IV = R.IW = V.I W = Watios

V = VoltiosI = Amperios


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6. ENERGA O TRABAJO CONSUMIDO ( T ) (WATIO HORA ; KILOWATIO-HORA )

La energa o trabajo consumido es igual a la potencia W, multiplicada por el tiempo de

aplicacin de la misma, t .Sabemos que: W = T

t

T = W.T T = Trabajo ( WH-KWH )W = Potencia ( W-KW )T = Tiempo ( Horas )

Esta es la unidad para medir el consumo de energa en las empresas electrificadoras poreso los contadores vienen calibrados para dar lecturas en Kw- Hora.

7. CORRIENTE CONTINUA ( C.C )

Siempre que circula una corriente elctrica en cantidad constante por unidad de tiempo,invariablemente en la misma direccin, se dice que se trata de una corriente continua .Ejemplo : La corriente generadora por las pilas, bateras y dinamos.

Grficamente :

8. CORRIENTE ALTERNA ( C.A )

Es aquella cuya intensidad y direccin varan alternativamente con un curso oscilatorioy de acuerdo a una ley sinusoidal.

Grficamente :

Intensidad( Amp )

Tiempo ( seg )


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9. CICLO

Es el nmero de oscilaciones que una corriente elctrica alterna produce en un segundo.La corriente alterna generalmente tiene una Frecuencia de 60 ciclos / segundos. EnEuropa es normal 50 ciclos / seg.

As, s un motor nominalmente diseado para trabajar a 60 ciclos, es operado con 50, suvelocidad se reduce a una sexta (1/6) parte.

La frecuencia se puede medir en HERTZ. As pues: 60 ciclos /seg. = 60oscilaciones/seg = 1 HERTZ.

10. ALTERNANCIA

Equivale a medio ciclo. Por lo tanto en nuestro caso, se tendrn:120 alternancias/seg. = 120 cambios de direccin/seg.

11. PERIODO

Es el tiempo requerido para una oscilacin completa o ciclo. En este caso es 1/60 desegundo, o sea el inverso de la frecuencia.Nota : Los generadores de corriente alterna, se llaman ALTERNADORES.

Intensidad( Amp )

Tiem o se


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12. FASE

Se dice que dos corrientes elctricas alternas estn en en fase , cuando ellas alcanzansus mnimos, intermedios y mximos valores al mismo tiempo.

13. MONOFSICO

Se refiere a corriente alterna. Es la que se transmite por 2 conductores; uno de ellosenergizados y otro es neutro o retorno, que generalmente va a tierra.

14. TRIFSICO

Se refiere a 3 corrientes elctricas desfasadas entre s 120. Los 3 conductores estn

energizados.Para obtener corriente monofsica, se utiliza un conductor neutro. Entre ste ycualquiera de los otros tres conductores energizados que constituyen el sistema trifsico,existir siempre una corriente elctrica monofsica.

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