El sistema de arranque automotriz

Cuando se diseñó y construyó el primer motor de combustión interna a gasolina, uno de los problemas que tuvo fue dar el primer impulso al cigüeñal para conseguir el primer tiempo vivo. La solución se encontró al usar una manivela, dando movimiento a mano hasta encontrar el punto preciso para conseguir el primer impulso o chispazo que inicie el funcionamiento del motor.

Este primer problema se superó con la construcción y uso del motor de marcha (arranque) accionado mecánicamente con un contacto en el piso, a manera de botón que en sí, era el puente para conectar el circuito eléctrico que moviera el arrancador y a su vez, movía el cigüeñal y era posible encontrar con facilidad el primer impulso de inicio de funcionamiento del motor; de esta manera se dejo de usar la manivela de arranque.

Actualmente se tiene un arrancador moderno con mando magnético accionado por un botón en el tablero o un contacto de retorno automático en la llave de encendido o llave de contacto.

Finalidad del Sistema de Arranque

El sistema de arranque tiene por finalidad de dar manivela al cigüeñal del motor para conseguir el primer impulso vivo o primer tiempo de expansión o fuerza que inicie su funcionamiento.

El arrancador consume gran cantidad de corriente al transformarla en energías mecánica para dar movimiento al cigüeñal y vencer la enorme resistencia que opone la mezcla al comprimirse en al cámara de combustión.

Una batería completamente cargada puede quedar descargada en pocos minutos al accionar por mucho tiempo el interruptor del sistema de arranque, se calcula que el arrancador tiene un consumo de 400 a 500 amperios de corriente y entones nos formamos una idea de que una batería puede quedar completamente descargada en poco tiempo, por eso no es recomendable abusar en el accionamiento del interruptor de arranque.

Función de la marcha

Puesto que un motor es incapaz de arrancar sólo por el mismo, su cigüeñal debe ser girado por una fuerza externa a fin de que la mezcla aire-combustible sea tomada, para dar lugar a la compresión y para que el inicio de la combustión ocurra. El arrancador montado en el bloque de cilindros empuja contra un engranaje motriz cuando el interruptor de encendido es girado, una cremallera engancha con el volante y el cigüeñal es girado.

Funcionamiento del motor de arranque

El motor de arranque funciona como un motor eléctrico, con un piñón y un dispositivo para guiar el piñón en la rueda dentada del volante. Exteriormente, la armadura, las zapatas polares y el devanado de excitación son semejantes a los del generador. El devanado de excitación se conecta en serie, funcionando como el motor gracias a la corriente principal se adapta bien a la marcha, debido a que, por su elevado par motor, consigue desde el principio sobrepasar la resistencia impuesta por el motor.

La relación de transmisión entre el anillo y la cremallera es de aproximadamente 20:1. En esta alta relación de transmisión el piñón no permanece engranado continuamente puesto que el motor de marcha alcanzaría una frecuencia de giro demasiada alta. Por ende, se necesita un dispositivo especial de desenganche, con el fin de que haya separación entre el motor principal y el de marcha, cuando la frecuencia de giro del motor sobrepase cierto valor.

Estructura del motor de arranque

La constitución interna de un motor de arranque (o arrancador) es similar a un motor eléctrico la que se monta sobre el Carter superior del motor del automóvil, de tal modo que el piñón que lleva en el extremo de su eje, engrane con la corona dentada de la periferia del volante. De esta forma cuando gire el motorcito eléctrico, obligará a girar también al motor del automóvil y podrá arrancar. El tamaño del piñón depende de la velocidad propia del arrancador eléctrico

El arrancador esta compuesto básicamente de tres conjuntos:

1. Conjunto de Solenoide o mando magnético
2. Conjunto del Motor de Arranque propiamente
3. Conjunto del impulsor o Bendix

Las partes que conforman al conjunto del Motor de Arranque propiamente dicho, son semejantes a las del generador teniendo una diferencia en el bobinado de los campos y del inducido. Además hay una diferencia muy notoria, el arrancador consume corriente. Ambos trabajan en base a los principios del magnetismo y del electromagnetismo.

Dichas partes son las siguientes

1. Núcleo magnético
2. Resorte de recuperación del núcleo magnético del solenoide
3. Collar palanca de conexión del mecanismo de impulsión
4. Conjunto de resorte y eje Bendix
5. Bocina del extremo posterior del eje del inducido
6. Anillo de tope del mando de impulsión o Bendix
7. Tambor de embrague del mecanismo de impulsión
8. Resorte de amortiguación de l retorno del mecanismo impulsor
9. Zapatas polares o conjuntos de las bobinas de campo y sus núcleos
10. Inducido
11. Conjunto porta escobilla
12. Escobillas de cobre
13. Tapa delantera, su bocina y fieltro
14. Pernos pasantes con sus anillos de presión
15. Casco o carcasa.

La carcasa o casco es de hierro dulce, el bobinado el campo y del inducido es de alambre grueso especial de cobre; las escobillas son de cobre, las demás partes son semejantes a las del generador.

Información Cortesía de Soporte Técnico Automotriz

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Cómo solucionar el arranque y parada de motores trifásicos asíncronos

Los arrancadores estáticos serie ADX... fabricados por Lovato Electric, ofrecen una solución al arranque y parada de motores trifásicos asíncronos de corriente alterna tipo jaula de ardilla , con control digital de par y máxima limitación de la corriente de arranque.

El contactor de by-pass integrado en los arrancadores ADX...B (Intensidad nominal hasta 245 amp.), permite disponer de un equipo con reducida disipación de calor, y baja emisión de ruido electromagnético, permitiendo reducir el tamaño del cuadro eléctrico, y el cableado e instalación de un Contactor de by-pass externo.

Características técnicas:
- los arrancadores estáticos serie ADX controlan las tres fases mediante SCRs.
- durante el arranque. Aceleración con control de par, limitación de corriente y booster de voltaje.
- durante la parada: Desaceleración con control de par, frenado dinámico y parada a rueda libre.
- control remoto mediante PC con conexión vía convertidor RS232/RS485 protocolo MODBUS RTU, MODEM o
MODEM GSM .
- función de llamada automática en caso de alarma con envío de mensaje SMS a un teléfono móvil y/o E-mail.

Funciones del Teclado integrado:
- display LCD de 2 líneas x 16 caracteres retroiluminado
- 4 Idiomas disponibles: Español, Italiano, Ingles y Francés
- menú de programación: Básico, Avanzado y Funciones
- arranque y parada desde el teclado
- visualización de parámetros de red y motor:

• voltaje línea-línea

• corriente de fase

• potencia activa y aparente por cada fase

• factor de potencia de cada fase

• energía kW-h

• lista cronológica de eventos

• reloj calendario con batería de respaldo.

Funciones particulares
- entradas y salidas digitales programables
- entrada analógica (0...10V, 0...20mA, 4...20mA) para control de rampa de aceleración y/o desaceleración, etc.
- salida analógica (0...10V, 0...20mA, 4...20mA) de la medida de corriente, par, estado térmico del motor y factor
de potencia.

Protecciones
- motor:

• doble clase de protección térmica (una para la fase de arranque y otra para el normal funcionamiento).
• protección mediante PTC
• rotor bloqueado
• asimetría de corriente
• arranque demasiado largo
• par mínimo

- alimentación auxiliar: Tensión demasiado baja
- alimentación de potencia: Fallo de fase, Secuencia de fase y Frecuencia fuera de límite
- entradas de control y salida analógica: Protección estática de corto circuito 24 VDC con rearme automático.
- arrancador: Sobre temperatura, Sobre corriente, avería de SCR y Contactor de by-pass.

Características de empleo:
- tensión de entrada: 200 a 500 VAC
- frecuencia de red: 50/60 Hz.
- tensión auxiliar: 200 a 240 VAC
- corriente nominal:

• ADX...B con by-pass incorporado 17 a 245 Amperios

• ADX sin by-pass incorporado 310 a 120 Amperios.

Conformidad y normalización
- IEC/EN 60-947-4-2, IEC/EN 60947-1, 60068-2-61.

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