El Motor de Arranque

 

U.D U.D.3: .3: EL MO MOTOR DE ARRANQ ARRANQUE UE 1.- LA FUNCIÓN DEL MOTOR DE ARRANQUE EN EL AUTOMÓVIL. 2.- EL MOTOR DE ARRANQUE CON DESPLAZAMIENTO POR CONT CO NTAC ACTTOR Y HO HORQ RQUI UILL LLA. A. 3.-- DE 3. DESC SCRI RIPC PCIÓ IÓN N DE CO COMP MPON ONEN ENTE TES. S. 4.-- FU 4. FUNC NCIO IONA NAM MIE IENT NTO O DE DELL MO MOTTOR DE AR ARRA RANQ NQUE UE.. 5 POS CTR CT DOSS EN EL AUTOMÓVIL. 6..-- TTIIPO POSS DE DE M MO OTTO OR REESS EDLEÉA RR RIACNOQS UUET.ILIZADO

 

OBJETIVOS: •

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Conocer la función del motor de arranque en el automóvil. Identificar cada una de las partes que componen el motor de arranque. Conocer el funcionamiento de cada una de las partes que constituyen el motor de arranque. Practicar la función de continuidad del polímetro.

 

1.-- LA LA FU FUNC NCIÓ IÓN N DE DEL L MOTOR DE AR ARRA RANQ NQUE UE EN EL EL AU AUT TOMÓ MÓV VIL IL.. 1.

Para que el motor térmico se ponga en funcionamiento, hace falta que, desde el exterior, se le den las primeras vueltas al cigüeñal. De este modo, los émbolos empiezan a realizar sus primeras admisiones y compresiones hasta que tiene lugar las explosiones, momento en el cual acaba la misión del motor de arranque.

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  El motor de arranque es el encargado encargado de realizar realizar los primeros primeros giros del del cigüeñal para que el motor térmico se ponga en funcionamient funcionamiento. o.

 

ANQ QUE CON DESPLAZAMIENTO POR 2.- EL MOTOR DE ARRAN CONT CO NTAC ACT TOR Y HO HORQ RQUI UILL LLA. A.

Para poner en funcionamiento el motor térmico, tenemos que girar la llave de contacto o presionar un botón. Con este gesto, en realidad lo que estamos haciendo es cerrar un circuito eléctrico.

El motor de arranque siempre es accionado manteniendo la llave de contacto en la úl últi tim ma pos osic ició iónn obl blig igáánd ndon onos os a ten eneer la mano oc ocup upaada mie ient ntra rass conseguimos la puesta en marcha del motor térmico; al mismo tiempo nos obliga a abrir el circuito eléctrico del motor de arranque, cuando el motor térmico se ha puesto pu esto en funcionamiento y tenemos que empezar a conducir. Este es unconducimos. sistema seguro para no olvidarnos el motor de arranque conectado mientras

 

2.1 .1..- PAR ART TES DE DEL L MOT OTO OR DE AR ARRA RANQ NQUE UE..

Para poner en funcionamiento el motor térmico necesitamos mandar un giro al cigüeñal por lo que, en este circuito eléctrico deberá haber: - Un  motor eléctrico, que se encargará de transformar la energía eléctrica de la batería en un giro. - Un   conjunto piñón, que se encuentra en el eje de giro del motor eléctrico, y es el encargado de transmitir el giro desde el motor volanteeléctrico de inercia.hasta el cigüeñal a través del - El  contactor o solenoide, que es el encargado de acoplar el piñón con el volante de inerc ine rcia ia,, al mis ism mo ti tiem empo po qu quee actúa de re relé lé disminuyendo la caída de tensión ent ntrre la batería y el motor eléctrico.

 

ACTIVIDADES PROPUESTAS: 1.- ¿Cómo ponemos hoy en día en funcionamiento los motores térmicos con los que van equipados nuestros automóviles?

2.- Indica la función que deberá cumplir cada uno de los elementos de que consta el motor de arranque del automóvil: a) Mo Moto torr elé lécctr triico co.. bc)) d)

B tejunt ríanto . o pi Caon onju piñó ñón. n. Cont Co ntac acto torr o so sole leno noid ide. e.

 

3.- DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES.

3.1.- EL CONT CONTACTOR ACTOR (SOLENOIDE O AUTOMÁTICO) Es el encargado de acoplar y desacoplar el piñón con el volante de inercia, al mismo tiempo que actúa de relé conectando la batería directamente al motor eléctrico, disminuyendo así la caída de tensión entre ambos.

 

CONTACTOR 3.1.- EL CONT ACTOR (SOLENOIDE O AUTOMÁTICO)

Partes del contactor: El contactor está formado formado por dos bobinas bobinas (B y C), C), con un núcleo núcleo de hierro en su interior (N). A la bobina B, se le denomina de retención y a la bobina C, de activación. El núcleo de hierro (N), lleva en uno de sus extremos una placa conductora (E) y en el otro lleva un anclaje (D).

 

3.2.- EL CONJUNTO PIÑÓN. Es el encargado de transmitir el giro desde el motor eléctrico hasta el cigüeñal a través del volante de inercia.

Partes del conjunto piñón: 1. Piñón. 2. Mecanismo de rueda libre. 3. Muelle coaxial. 4. Acopla Acoplamie miento nto para la la horquilla horquilla

 

PIÑÓN: El piñón está situado en el eje del motor eléctrico. Tiene unos nueve dientes, achaflanados por su extremo exterior, para facilitar su engrane con el volante de inercia, que tiene unos ciento nueve dientes.Esta diferencia de dientes se debe a que de esta forma, al disminuir la velocidad de giro, aumentamos aumentam os el par (fuerza de giro).

En el momento de poner en marcha el motor térmico, este suele estar a Tª ambiente < Tª de funcionamiento (85ºC). En estas condiciones el motor de arranque tiene que tener la suficiente fuerza de giro para vencer la inercia de todos los elementos del motor y de sus circuitos auxiliares.

 

PIÑÓN: Para poner en funcionamiento un motor explosión hacen falta unas 100 rpm en el cigüeñal, mientras que para poner en marcha un motor de combustión hacen falta 200 rpm. Dado núme ro de el dientes deldepiñón piñó y del volante de inercia, inerc paraelconseguir cons 100 rpm enelelnúmero cigüeñal, cálculo las nrpm a las que tendrá queia,girar eje eguir del motor eléctrico es: 100 rpm · 119ndientes n rpm · 9 dientes = 1322=rpm En el momento en el que se pone en marcha el motor térmico, girará como mínimo, a la velocidad de ralentí 900 rpm. En estas condiciones el eje del motor eléctrico giraría a: 900 rpm · 119 = n rpm · 9 dientes n = 11900 rpm Debido a esta elevadas velocidades, se hace imprescindible del desacople del piñón del volante de inercia una vez puesto en funcionamiento el motor térmico.

 

PIÑÓN: ¿Porqué hay automóviles que para poner en marcha marcha el motor térmico hay que tener tener pisad pisadoo el pedal del del embrague? embrague?

 

PIÑÓN: ¿Porqué hay automóviles que para poner en marcha marcha el motor térmico hay que tener tener pisad pisadoo el pedal del del embrague? embrague? Porque en los automóviles, el giro que sale del motor térmico pasa a través del embrague y de allí va a la caja de velocidades para posteriormente y a través de la transmisión, hastael las Lo que consigue al mantener pisado el embraguellegar es cortar giroruedas. a la salida del se motor térmico y que los engranajes de la caja de velocidades no sean arrastrados por él.

¿Sería suficiente con poner en punto muerto muerto la caja de velocidades?

 

MECANISMO DE RUEDA LIBRE: Este mecanismo se sitúa en el eje del motor eléctrico y es el encargado de evitar que el volante de inercia arrastre al eje del motor eléctrico. Su función es: - Transm ransmitir itir el el giro giro del piñón piñón al volante volante de inerci inerciaa cuando cuando es es el motor motor eléct eléctrico rico el que va a mayor velocidad que el motor térmico. - No trans transm mit itir ir el gi giro ro del volan volante te de in ineerc rcia ia al pi piñó ñónn cu cuan ando do es el moto motorr térmico el que va a mayor velocidad v elocidad que el motor eléctrico. Los elementos que componen el mecanismo de rueda libre son: - Una corona circ circular ular con cuatr cuatroo ram rampas pas en su cara cara interi interior or.. - Cu Cuat atro ro ro rodi dill llos os.. -- Un cilindr solida idario rio al piñó piñón. n. Muecil lleindro, s o, sol

 

MUELLE COAXIAL: El muelle coaxial situado sobre el eje del motor eléctrico y es el encargado de solucionar el problema que se nos presenta cuando el piñón no puede engranar con el volante de inercia porque coinciden sus dientes. En estos casos el muelle se comprime, y se inicia el giro del motor térmico y el del piñón, haciendo la presión del muelle que engranen los dientes del piñón en cuanto coincidan con los huecos del engranaje del volante de inercia.

 

ACOPLAMIENTO PARA LA HORQUILLA: Es el disco circular a través del cuál la horquilla hace presión al conjunto del piñón para desplazarlo hasta el volante de inercia.

 

ACTIVIDADES PROPUESTAS: 1.- ¿Cuál es la misión que debe realizar el mecanismo de rueda libre? 2.- ¿Qué misión tiene el muelle coaxial que se encuentra en el conjunto piñón?

 

3.3.- EL MOTOR ELÉCTRICO. Es el encargado de transformar la energía eléctrica de la batería en un giro. Los motores eléctricos pueden ser de corriente continua o de corriente alterna, centrándonos nosotros en los motores de corriente continua.

Partes del Partes del motor motor eléc eléctrico trico:: 1. Rotor o Bobinas inducidas. 2. Estator o Bobinas inductoras. 3. Colector. 4. Escobilla

 

ROTOR O INDUCIDO: Ejee do Ej dond ndee se mon onta tann lo loss arro arroll llam amie ient ntos os ai aisl slad ados os fo form rman ando do el   devanado inducido (bobinas inducidas) encargado de crear el campo magnético.

A un lado del núcleo sobre el eje se encuentran   las estrías helicoidales sobre las cuales se desliza el conj co njun untto pi piñó ñón n de ataq aque ue – mec ecaani nissmo de arr rras astr tre. e.

 

COLECTOR: Al otro lado del núcleo sobre el eje del rotor se encuentra un tambor formado por láminas de cobre llamadas: delgas.

Las delgas están aisladas entre sí y del eje y sus extremos van soldados los arrollamientos del inducido.

 

ESTATOR O INDUCTOR: El conjunto de bobinas inductoras y masas polares (zapatas) se denomina estator  y el espacio que queda entre la masa polar y el tambor del rotor entrehierro.

El estator o bobinas inductoras, son las encargadas de generar el campo magnético exterior. Estas bobinas pueden estar enrolladas alrededor de núcleos de hierro para reforzar su campo magnético y es a través de estos núcleos que se fijan a la carcasa.

 

ESTATOR O INDUCTOR: Las bobinas no están enrolladas al azar, sino que la corriente las recorre de tal manera que en una masa polar se crea el polo norte, mientras que en la otra se crea el polo sur.

 

ESCOBILLAS: Junto con el colector, son las encargadas de hacer llegar la corriente a las bobinas inducidas. Las escobillas están hechas de carbono, que es un material conductor y está en permanente contacto con el colector gracias a la presión que ejerce el muelle empujador . Hay dos escobillas, la positiva po sitiva y la negativa o masa.

 

TAP APA A LADO DE DEL L AC ACCIO CIONAM NAMIE IENTO: NTO: –   Fundición de aluminio ––    Con zona mcon ecanizada para acoplamiento a motor térmico. térmico. Pueden sermecanizada alojamiento: 



 Para CONTACTOR  Para REDUCTORA

Para contactor

Para reductora

 

TAPA DE ESCOBILLAS: –   Fundición de aluminio ––    Cierra motor por el otro extremo. motor Monta el losconjunto portaescobillas.

 

ACTIVIDADES PROPUESTAS: •

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  ¿Es lo mismo mismo una delga que un colector?   ¿A qué bobinas, inducidas o inductoras, van unidas las delgas? delgas?

 

4.FUNCI CION ONAM AMIE IENT NTO O DE DEL L MO MOT TOR DE AR ARRA RANQ NQUE UE.. 4.- FUN

4.1.- FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR.

Cuando el conductor da a la llave de contacto (posición 50), lo que hace es que cierra el interruptor A, de la activación, intensidad llega a las un doscampo bobinas, B, bobina retención, y C, bobina creándose magnético en de el mismo sentido donde se suman ambas fuerzas.

 

4.1.- FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR. Debido a este campo magnético magnético creado, el núcleo de hierro se desplaza d esplaza hacia la derecha arrastrando con él los elementos: - Por un extr extrem emoo arrastr arrastraa la horqui horquilla lla,, J, que es la encar encargad gadaa de desplaz desplazar ar al conjunto piñón sobre el eje del motor eléctrico. - Por otrosuextre otro extremo mo del del núcleo núcleoune de hierro, de hie rro, arr arrastra astra a auna unlos a placa platerminales ca conduc conductora tora, que elcon desplazamiento eléctricamente F y, E, G permitiendo el paso de electricidad directamente de la batería al motor eléctrico.

 

4.1.- FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR. Una vez desplazado el núcleo de hierro, la electricidad llega al motor eléctrico a través del terminal F, la placa E y el terminal G, con lo que empieza a girar al mismo tiempo que el piñón ha sido desplazado para engranar con el volante de inercia. En estas condiciones deja de pasar corriente por la bobina de activación, creándose de este modo un único campo magnético a través de la bobina de retención suficiente para mantener desplazado el núcleo de hierro. Cuando el motor térmico se pone en funcionamiento, el conductor suelta la llave de contacto, con lo que se abre el contacto A, desapareciendo en este momento campo de magnético la bobina de retención y el muelleEhace retroceder el al núcleo hierro a ladeposición inicial.y, con él, el contacto y la horquilla J.

 

4.2.- FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELÉCTRICO. El motor eléctrico está formado por un campo magnético exterior, y en su interior,, un conjunto interior conj unto de espiras que van a formar otro campo magnético. Tenemos un campo magnético exterior, con una espira en su interior:

Cuando la corriente a labajo espira, se crea en segundo campo magnético. Al estar lallega espira la influencia de ella otroun campo magnético, aparecen en esta fuerzas de atracción y repulsión.

 

4.2.- FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELÉCTRICO. En este caso, al ser la espira recorrida por una intensidad que circula en sentido contrario a las agujas del reloj, se crea en su cara superior un polo norte que es atraído por el polo sur del campo magnético exterior, haciendo que la espira se sitúe en posición vertical.

Para conseguir que la espira siga girando colocamos en el interior del campo magnético dos espiras perpendiculares perpendiculares entre sí, y el desfase entre ambos será de 90º.

 

4.2.- FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELÉCTRICO. Para tener un motor que gire suavemente, se aumenta el número de espiras para lograr un mínimo desfase entre ellas.

 

4.2.- FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELÉCTRICO.

 

ACTIVIDADES PROPUESTAS: - corriente ¿Cuántos ¿Cuá ntos continua campos cam pos magnét m agnéticos icos son neces necesarios arios para que un motor motor eléc eléctrico trico de gire? - ¿Puede ¿Puedenn los cam campos pos magnét magnéticos icos que apare aparecen cen en un un motor motor eléc eléctrico trico ser electroimanes? - ¿De dónde viene el conduc conductor tor al que van unidas las escob escobillas illas?? - ¿ Por qué razón razón en un moto motorr eléctri eléctrico co nos nos encontra encontramos mos con un un colector colector y escobillas?

 

5.- TIPOS DE MOTORES ELÉCTRICOS UTILIZADOS EN EL AUTOMÓVIL.

En el au auto tom móv óvil il se ut util iliz izan an do doss ti tipo poss de mot otor ores es el eléc éctr tric icos os de co corr rrie ient ntee continua: - Los Los qu quee ti tieene nenn el ca cam mpo mag agné néti tico co fo form rmad adoo po porr im iman anes es pe perm rman anen ente tes: s: Tienen un peso y tamaño reducido y pueden cambiar su sentido de giro al invertir el sentido de la intensidad in tensidad que recorre las bobinas inducidas. - Los que tiene tienenn el cam campo po magnét magnético ico form formado ado por por electr electroim oimane anes: s: Siempre Siempre quee lo pe qu perm rmiita el con ondu ducctor or,, es po posi sibl blee aum umen enta tarr la int nteens nsiida dadd de la corriente y con ella su campo magnético.

 

6.TIPOS DE MOT MOTOR ORES ES DE AR ARRA RANQ NQUE UE.. 6.- TIPOS

6.1.- MOTOR DE ARRANQUE POR CONTACTOR CONTACTOR Y HORQUILLA. 6.2.-- MOT 6.2. OTOR OR DE AR ARR RAN ANQU QUE E PO POR R CON ONT TAC ACT TOR OR,, HO HOR RQU QUIL ILLA LA Y REDUCTORA. 6.3.- MOT MOTOR OR DE ARRAN ARRANQUE QUE POR POR INERCI INERCIA A O BENDIX. BENDIX.

 

6.1.- MOTOR DE ARRANQUE POR CONTACTOR CONTACTOR Y HORQUILLA. Es el que hemos estudiado en esta unidad didáctica y es el utilizado en la actualidad en los turismos.

 

6.2. 2.-- MOT OTOR OR DE AR ARR RAN ANQU QUE E PO POR R CON ONT TAC ACT TOR OR,, HO HOR RQU QUIL ILLA LA Y 6. REDUCTORA. Es un caso particular del motor de arranque estudiado en esta unidad, con la única diferencia de que incorpora una marcha reductora para disminuir sus revoluciones y aumentar así su fuerza de giro. La reductora se sitúa sobre el eje del inducido del motor eléctrico y está constituida por un tren de engranajes epicicloidales. El tren exterior de engranajes epicicloidales está compuesto por un piñón central, una corona con dientes en su interior y un conjunto de piñones (satélites) unidos entre sí por un portasatélites.

 

6.2. 2.-- MOT OTOR OR DE AR ARR RAN ANQU QUE E PO POR R CON ONT TAC ACT TOR OR,, HO HOR RQU QUIL ILLA LA Y 6. REDUCTORA.

Funcionamiento: El movimiento lo recibe el piñón central, directamente del inducido del motor eléctrico, mientras que la corona está fija a la carcasa del motor de arranque. En estas condiciones, cuando gira el piñón central, los satélites se ponen a girar sobre mismos y, aldeestar engranados con la corona, desplazan sobrela ella con unsímovimiento traslación a una velocidad muy se inferior respecto del piñón.

 

MOTOR OR DE ARRAN ARRANQUE QUE POR POR INERCI INERCIA A O BENDIX. BENDIX. 6.3.- MOT Es el utilizado en las motocicletas. Destaca por su sencillez y pequeño tamaño.

 

MOTOR OR DE ARRAN ARRANQUE QUE POR POR INERCI INERCIA A O BENDIX. BENDIX. 6.3.- MOT Elementos: - Motor eléc eléctric trico: o: Es un motor motor de corrie corriente nte contin continua ua con con el induct inductor or form formado ado por imanes permanentes y en su interior giran las bobinas b obinas inducidas. - Re Reduc ducto tora ra:: Co Cons nsti titu tuid idaa po porr do doss en engr gran anaj ajes es:: un piñón piñón de salida salida del mot otor or eléctrico con 11 dientes y un engranaje con 60 dientes en el eje donde va acoplado el piñón. - Conj Conjunto unto piñón piñón:: Un piñón de 14 dient dientes es en en cuyo cuyo interi interior or se se ha prac practica ticado do un un filete de rosca igual al del eje.

 

MOTOR OR DE ARRAN ARRANQUE QUE POR POR INERCI INERCIA A O BENDIX. BENDIX. 6.3.- MOT

Funcionamiento: En el momento en el que el motor eléctrico recibe corriente, su inducido se pone a girar y, debido a la inercia, el conjunto piñón, que se resiste a girar, se desplaza sobre su eje hasta engranar con el motor térmico. Una vez que el motor térmico se ha puesto en funcionamiento, al ir a mayor velocidad que el piñón impulsa a éste sobre el eje hacia la posición de reposo. Para evitar que, durante la marcha, el piñón se desplace con el consiguiente riesgo de que pudieraque tocar la coronafijo del en motor térmicode presenta extremos un muelle lo mantiene la posición reposo.por uno de sus

 

ACTIVIDADES PROPUESTAS •

  ¿Cuáles ¿Cuá les son los motores motores térmicos térmicos que necesita necesitann una reductora reductora en el motor de arranque? •

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  ¿En ¿En qu quéé ti tipo poss de ve vehí hícu culo loss se su suel elee ut util iliz izar ar un mot otor or de ar arra ranq nque ue ti tipo po Bendix?   ¿En qué casos están formad formadas as por imanes permanente permanentess las inductoras inductoras del motor eléctrico del motor de arranque? ¿Qué ventajas presentan?

 

ACTIVIDADES FINALES •

  Identifica en unlos vehículo de tupasos: familia la situación del motor familia motor de arranque. arranque. Para ello sigue siguientes  – 

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  Abrir el el capó capó del automóvil.   Identificar el motor motor térmico y la caja de velocidades. velocidades.

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   Situar el volantedel de inercia el motor térm térmico ico y lar el caja de velocidades. veloc idades. Mirar alrededor volanteentre de inercia hasta encontra encontrar motor motor de arranque.

 

ESQUEMA ELÉCTRICO DEL MOTOR DE ARRANQUE